自動(dòng)駕駛與雷達(dá)(四)? 自動(dòng)駕駛技術(shù)路線和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

姓名：張波；? 學(xué)號(hào)：22021211233刀森； 學(xué)院：電子工程學(xué)院

【嵌牛導(dǎo)讀】本小節(jié)主要探討一下自動(dòng)駕駛的技術(shù)路線和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)报账，了解目前市場(chǎng)上自動(dòng)駕駛廠商的方案區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。

【嵌牛鼻子】感知 決策 多傳感器融合

【嵌牛提問(wèn)】你認(rèn)為哪一種自動(dòng)駕駛方案更好榜晦，未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)是否能實(shí)現(xiàn)賽博朋克科幻電影中的那般智能乾胶？

自動(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

L0：人工駕駛，駕駛員執(zhí)行全部的駕駛?cè)蝿?wù)胚吁。

L1：輔助駕駛腕扶，在適用的設(shè)計(jì)范圍下吨掌，駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)（driving automation system）可持續(xù)執(zhí)行橫向或縱向的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制的某一子任務(wù)（不同時(shí)進(jìn)行），駕駛員負(fù)責(zé)執(zhí)行其他的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)窿侈。

L2：部分駕駛自動(dòng)化秋茫，在適用的設(shè)計(jì)范圍下肛著，駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)（driving automation system）可持續(xù)執(zhí)行橫向或縱向的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)（不同時(shí)進(jìn)行），駕駛員進(jìn)行周邊監(jiān)控并監(jiān)督駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)殉农。L2級(jí)別及以下以駕駛員操控汽車(chē)為主局荚，駕駛系統(tǒng)主要提供輔助功能愈污。

L3：有條件駕駛自動(dòng)化暂雹，在適用的設(shè)計(jì)范圍下金麸，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（Automated Driving System，ADS）可持續(xù)執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)揍魂，駕駛員需要在系統(tǒng)失效時(shí)接受系統(tǒng)的干預(yù)請(qǐng)求现斋，及時(shí)作出響應(yīng)偎蘸。L3級(jí)別在限定條件下，系統(tǒng)操控汽車(chē)限书，駕駛員在必要時(shí)進(jìn)行接管章咧。

L4：高度駕駛自動(dòng)化，在適用的設(shè)計(jì)范圍下扰柠，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（Automated Driving System疼约，ADS）可持續(xù)執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)程剥，駕駛員不需要對(duì)系統(tǒng)請(qǐng)求作出響應(yīng)。L4級(jí)別在限定條件下哨免，系統(tǒng)可以基本上操控智能汽車(chē)昙沦，不需要駕駛員進(jìn)行接管载荔。

L5：完全駕駛自動(dòng)化，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（Automated Driving System丘损，ADS）在所有道路環(huán)境執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)及動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)支援，駕駛員無(wú)需介入衔蹲。

自動(dòng)駕駛技術(shù)路線

? ? ? ? 自動(dòng)駕駛分三步：1感知舆驶；2決策而钞；3操控。簡(jiǎn)單說(shuō)就是模擬駕駛員撬陵，先觀察周邊環(huán)境巨税，再判斷和障礙物距離粉臊，最后發(fā)出指令以操控汽車(chē)行駛。目前用于感知的工具主要包括：1. 估計(jì)型的攝像頭果元；2. 測(cè)量型的雷達(dá)而晒。因此阅畴，目前的技術(shù)路線之爭(zhēng)也主要分為視覺(jué)算法路線和激光雷達(dá)路線。

（1）視覺(jué)算法路線

????????通俗的解釋是：讓攝像頭模擬眼睛進(jìn)行觀察监署、感知钠乏，讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬大腦進(jìn)行判斷晓避。底層邏輯是：駕駛員可以依靠人眼駕駛汽車(chē)，自動(dòng)駕駛也可以依靠攝像頭駕駛俏拱。特斯拉采用這一技術(shù)路線，具體步驟如下：

????????1事格、在駕駛應(yīng)用之前搞隐，通過(guò)攝像頭將道路周邊環(huán)境建模尔许，把相片及相關(guān)數(shù)據(jù)添加到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)味廊，先由人工告訴神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正確的指令蒸甜；

????????2柠新、指令不斷累積形成規(guī)模之后恨憎，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)算法進(jìn)行學(xué)習(xí)郊楣，進(jìn)而產(chǎn)生自主判斷能力净蚤，自行發(fā)出行進(jìn)或避讓的指令開(kāi)啟自動(dòng)駕駛今瀑；

????????3、在不斷的測(cè)試中試錯(cuò)屿附，人工將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)誤判情況下人為干預(yù)行為進(jìn)行標(biāo)注挺份，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于標(biāo)注不斷學(xué)習(xí)匀泊，最終形成無(wú)限接近正確的反應(yīng)模式。這就是所謂的通過(guò)“影子模式”不斷優(yōu)化算法探赫。

? ? ? ? 特斯拉的模式更復(fù)雜一些伦吠，其以路上跑的每一輛特斯拉采集真實(shí)數(shù)據(jù)組成標(biāo)注數(shù)據(jù)池毛仪，通過(guò)海量的算法幫助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷糾錯(cuò)和修正箱靴，形成閉環(huán)衡怀。這種技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn)是便宜安疗，每套系統(tǒng)成本僅幾百美元荐类。但缺點(diǎn)也很明顯玉罐。攝像頭是二維的屈嗤，在感知三維物體或者復(fù)雜環(huán)境的時(shí)候會(huì)存在失真的情況。

（2）激光雷達(dá)路線

????????激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)很明顯吊输。激光雷達(dá)可每秒向外發(fā)射幾百萬(wàn)個(gè)激光脈沖饶号，并通過(guò)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)方式對(duì)外界進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，每次掃描都可獲取周邊物體精確的三維數(shù)據(jù)璧亚，從而大大提高對(duì)于駕駛環(huán)境的識(shí)別準(zhǔn)確度讨韭。缺點(diǎn)是無(wú)法識(shí)別物體顏色，從而影響對(duì)紅綠燈這一傳統(tǒng)重要交通規(guī)則的判斷癣蟋。

????????目前透硝，更多的廠商則采取視覺(jué)算法+激光雷達(dá)的“雙保險(xiǎn)”技術(shù)路線。用攝像頭的高分辨率和激光雷達(dá)的精準(zhǔn)測(cè)距互為補(bǔ)充疯搅。即在感知范圍的設(shè)置重疊區(qū)域濒生，用更多硬件來(lái)做安全沉余。這種方法最大的缺點(diǎn)在于價(jià)格昂貴幔欧。因此才會(huì)有馬克龍怒懟激光雷達(dá)是智商稅的橋段丽声。不過(guò)2020年之后，隨著激光雷達(dá)技術(shù)的完善及量產(chǎn)霉撵，這一困境有所改善瘤缩。激光雷達(dá)技術(shù)路線的自動(dòng)駕駛也走向了量產(chǎn)锦溪。