[首發于智駕最前沿微信公眾號]自動駕駛技術的發展,讓組合輔助駕駛得到大量應用,但現在對于自動駕駛技術的宣傳,普遍是在乘用車領域,而對于卡車、礦車的自動駕駛發展,卻鮮有提及。其實在卡車、礦車領域,自動駕駛技術也得到了充足的應用,但因應用場景不同,技術的側重方向也有所區別。今天就來和大家聊一聊這個話題。
應用場景:開放道路vs封閉場地
首先要理解的是,自動駕駛所面對的環境決定了它的技術基礎。乘用車自動駕駛面對的是城市街道、高速公路等開放道路,未來更可能會涉及到農村小道,這些道路充滿了復雜的交通參與者(行人、自行車、其他車輛)、不確定因素(紅綠燈、突發路障、非標行為)以及變化頻繁的路況與天氣條件。因此,乘用車自動駕駛系統首先要具備強大的環境適應能力和極高的實時反應速度。
相比之下,礦區和干線物流卡車常運行于相對“半封閉”或“結構化”的環境中。像是露天礦山運輸作業就限定在礦區內部,交通參與者種類少,道路線性固定、坡度變化可控,運行節奏也偏慢,具備高度的可預測性。干線物流卡車常常以高速公路為主,道路相對標準化,突發事件較少。因此,礦區與干線卡車的自動駕駛系統更注重長時間、穩定性、載荷控制和運營效率,而不是處理高度復雜的交通交互。
感知系統:復雜識別vs穩定檢測
自動駕駛系統的“眼睛”就是它的感知模塊,它通過攝像頭、雷達、激光雷達等傳感器識別周邊環境。在乘用車中,由于環境變化極快,系統必須具備極強的感知能力。如在城市道路中,自動駕駛系統需要同時識別數十種交通標志、車道線狀況、前方靜止和動態障礙物、甚至要判斷行人的意圖(是否準備橫穿馬路),這對視覺處理算法和多傳感器融合提出了極高要求。
相比之下,礦區環境中的“感知難度”有所下降。礦山運輸車輛的主要任務是沿特定路徑前行、裝載與卸載物料,周邊的交通參與者極少。此時感知系統主要任務是檢測前方道路是否通暢、有無巨石、陡坡或坑洼、是否到達裝卸點等。因此,礦車自動駕駛系統的感知方案偏向于穩定性和魯棒性,不強調高分辨率的語義識別,而是依賴更簡單、抗干擾性強的激光雷達與毫米波雷達進行距離檢測和障礙物規避。
對于干線物流卡車而言,由于其常年運行于高速公路等高車速場景,感知系統必須具備較強的遠距離探測與高速目標追蹤能力。特別是在車速達到80公里每小時以上的情況下,系統需要在200米甚至更遠的距離內準確識別前方車輛、障礙物或突發事件,以預留足夠的反應時間。相比家用車注重多樣化目標識別,干線卡車更強調毫米波雷達的遠距測距能力和對高速目標的穩定追蹤,同時輔以激光雷達提升對靜態障礙的識別精度,從而保障在高速行駛中也能及時做出安全決策。
決策規劃:應急響應vs路徑優化
乘用車自動駕駛中最核心的挑戰之一,是如何在動態環境中做出合理決策。系統必須隨時根據紅綠燈信號、周邊車輛動態、限速信息、交通規則等制定行駛策略。例如在擁堵環境中,要判斷是否并線、變道,或者在狹窄空間中控制車速與方向避障。這一切都需要“類人類”的駕駛邏輯,對行為預測與規劃算法提出了極高要求。
礦區自動駕駛的規劃路徑則相對“機械化”。車輛在封閉路線中運行,規劃通常是預先設定的,路徑變化少,系統只需保證按計劃路線準確執行,并在必要時暫停或調整運行速度。這種場景下的算法更加注重路徑重用、效率最大化與能耗控制,而非臨場決策。
對于干線卡車,決策系統需要解決的是高速行駛狀態下的變道超車、車距保持、進出匝道等問題。干線駕駛更多依賴V2X(車路協同)和高精地圖的聯合支持,實現“規規矩矩”而高效地運行,其核心是穩定、保守,而非靈活機動。
定位系統:厘米級vs米級容忍度
乘用車的自動駕駛系統在城市中需要精準定位自己的位置,特別是在多車道或高架橋環境下,如果偏差過大,可能導致并錯道、誤判障礙物。因此,乘用車定位系統依賴高精度地圖、RTK(實時動態差分GPS)、慣導(IMU)等多源融合,實現厘米級的定位精度。
礦區車輛的定位需求雖然也高,但由于環境相對可控,對精度的容忍度略高,特別是在礦車以較低速度運行時,容許一定誤差范圍。但同時,礦區往往通信條件差,GNSS信號遮擋頻繁,導致系統更依賴于局部地圖、視覺里程計等手段,或者部署地面基站進行輔助定位。
干線卡車則處于兩者之間,雖然高速行駛需要較高的定位精度,但由于路徑結構標準化,定位系統可以較大程度依賴GNSS與高精地圖,因此具備較好的穩定性。對長途運營來說,關鍵是持續性和抗失效能力。
控制系統:舒適性vs穩定性
控制系統決定了自動駕駛車輛的行駛行為是否“像人類司機”,尤其在乘用車中,舒適性是極其關鍵的指標。乘用車的自動駕駛控制策略需要做到起步平順、轉彎不急、剎車不突兀,否則即使再安全,也難以獲得用戶好感。這就要求控制系統要能實時響應復雜路況,同時實現高階的人機交互。
礦車自動駕駛的控制系統則更強調載重穩定性與設備保護。礦車往往自重幾十噸,載重能力超百噸,其控制算法需要避免劇烈轉向或制動,防止貨物灑落、車體傾覆或機械磨損過快。同時,礦車的駕駛方式通常較為緩慢,系統可以使用更“穩妥”的控制模型。
卡車作為干線物流主力,要求在高速行駛中實現高精度車道保持與車距控制,因此其控制系統主要圍繞航向穩定性、制動響應時間與節油效率設計。此外,考慮到長時間運營的疲勞問題,一些系統還需支持多檔位的智能巡航控制與自適應減速機制。
通信系統:V2X依賴程度不同
隨著車路協同(V2X)技術的發展,自動駕駛不再局限于“車輛自閉環運作”,而是與路側單元(RSU)、交通信號、其他車輛共享信息。在乘用車中,V2X目前尚處于早期應用階段,主要用于前向碰撞預警、紅綠燈狀態提示等輔助功能。
而礦區自動駕駛常常部署私有5G網絡或WiFi通信系統,通過調度中心統一管理所有車輛,實現遠程監控、路徑指令、任務調整等功能。V2X是礦車自動駕駛運行的“中樞神經”。
卡車自動駕駛正成為車路協同落地的重要試點場景。通過高速公路V2X系統,干線卡車可以提前獲取前方道路狀態、坡度信息、限速數據等,提升整體運行效率和安全性。
安全與冗余設計:容錯機制差異化
安全是自動駕駛永恒的主題,但不同場景對系統容錯的要求截然不同。乘用車自動駕駛必須實現最高等級的安全保障,因為其服務于公眾、運行在復雜城市道路中,容錯機制必須全面覆蓋,這其中就包括感知系統備份、電源系統冗余、關鍵芯片雙備份等。
礦車雖運行于封閉礦區,但事故造成的財產與人員損傷仍不可小覷。因此其控制系統多設計為“故障即停”,并配備遠程人工干預系統,即便出現系統崩潰也能迅速止車。同時,礦區可通過加強車輛之間的通信協調,降低碰撞風險。
干線卡車也極度重視冗余設計,尤其是在高速狀態下,任何小故障都可能導致重大交通事故,因此在關鍵部件上(剎車、電控、轉向)設置多重保險機制成為標配。
開發模式與測試體系:商品車vs工業車輛
乘用車的自動駕駛開發往往以“規模量產”為目標,強調低成本、高集成、良好適配性,最終面向的是成千上萬的消費者用戶。因此,其測試體系包括大規模道路測試、虛擬仿真驗證、用戶實測反饋等。
礦區與卡車的自動駕駛開發路徑更偏向“項目制交付”,往往由特定廠商為某個礦區或物流線路定制開發,其迭代速度更快,但適用范圍有限。測試階段主要依賴場地測試與封閉模擬系統,少量路測驗證。
最后的話
卡車、礦山與乘用車自動駕駛雖然共享核心技術架構,但由于應用場景的巨大差異,它們在感知、決策、控制、安全等方面形成了各自獨立的發展路徑。乘用車強調“類人類”的復雜駕駛邏輯與舒適性,礦車強調在封閉環境下的高效穩定與成本控制,干線卡車則追求在標準化高速場景中的安全與效率最大化。每一條路徑都反映了自動駕駛技術的適應性與進化能力。
未來,隨著技術的不斷成熟,三者之間的界限可能逐步模糊,乘用車將獲得更強的感知與決策能力,礦車與卡車也將引入更多V2X與AI模型,最終推動全場景智能駕駛的落地與融合。但在那之前,理解每一類自動駕駛的技術差異,才是把握自動駕駛行業發展脈絡的關鍵。
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