新一代無人駕駛汽車正在改變汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造方式,這些無人駕駛汽車會(huì)大幅度提升系統(tǒng)通信能力,道路上的汽車都能夠聯(lián)系起來,并將實(shí)時(shí)道路信息上傳到云端。這些功能的實(shí)現(xiàn)需要借助高性能的終端處理器,要求具備3D圖像映射和處理復(fù)雜的控制算法的能力,而且要保證系統(tǒng)的安全。
無人駕駛汽車的發(fā)展讓我們將更多的注意力集中到地圖映射系統(tǒng)的精確性上來,目前最近有三家公司都展開了相關(guān)研究,高分辨率的地圖映射技術(shù),支持云端存儲(chǔ),為的就是能夠更加精確的定位無人駕駛汽車的位置。除此之外還需要提供道路的情況,讓無人駕駛系統(tǒng)能夠理解交通規(guī)則(包括速度限制、各種各樣的道路指示牌),精確定位各種物體的位置信息,例如分界線、人行道和其它道路特征。
來自Toyota中央研究與開發(fā)實(shí)驗(yàn)室(東京)的研究員已經(jīng)開發(fā)出高精度的地圖系統(tǒng),量產(chǎn)的汽車不僅是無人駕駛汽車都集成了板上攝像頭和GPS設(shè)備,能夠采集很多有用的數(shù)據(jù),通過收集道路圖像和車輛的位置信息并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心,在那里會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接、矯正和更新。Toshiba致力在2020年開發(fā)出高精度的道路地圖,并且能夠覆蓋更廣的地區(qū),供更多的無人駕駛汽車接入使用。他們正在借助圖像匹配技術(shù)提高攝像頭拍攝圖像的精確性,能夠識(shí)別道路上5cm的距離,并且實(shí)時(shí)更新畫面。
Mobileye公司采用相似的方法開發(fā)出了“道路體驗(yàn)管理(Road Experience Management, REM)軟件”,硬件平臺(tái)則采用該公司開發(fā)的EyeQ處理平臺(tái)。在提取地標(biāo)和道路信息時(shí)能夠保持更低的帶寬,汽車行進(jìn)每公里大概生成10kBytes的數(shù)據(jù),然后數(shù)據(jù)會(huì)被上傳到云端,在云端匯集了所有車輛上傳的數(shù)據(jù),通過人工智能算法這些數(shù)據(jù)會(huì)被整合到全局地圖系統(tǒng)中。
Mobileye公司正在與通用汽車展開合作,將REM系統(tǒng)集成到即將發(fā)布的新車中,并且在未來幾年后發(fā)布的無人駕駛汽車中也將采用REM系統(tǒng)。同時(shí)Mobileye公司也正在向大眾汽車(Volkswagen)推廣這個(gè)系統(tǒng),而且第三家汽車制造商有望會(huì)在2016年使用這個(gè)技術(shù)。
與此同時(shí),寶馬(BMW)、奧迪(Audi)和戴姆勒(Daimler)等公司則與諾基亞(Nokia)公司展開合作,同樣采用云計(jì)算的解決方案,其高清實(shí)時(shí)地圖系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)圖層技術(shù)提供了更多詳細(xì)的信息,例如車道水平信息、動(dòng)態(tài)道路網(wǎng)絡(luò)和變化情況以及速度曲線變化情況。這些圖層將靜態(tài)地圖與實(shí)時(shí)更新分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了很好的整合。
這充分利用了所有車輛上的多個(gè)傳感器提供實(shí)時(shí)更新信息,每個(gè)改變都可以在全局地圖上實(shí)時(shí)展現(xiàn)出來而不需要更新整個(gè)圖像畫面。來自美國、法國、德國和日本的十家汽車制造商已經(jīng)開展相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)測(cè)試。
無論怎樣,地圖技術(shù)都需要無人駕駛汽車具備可靠的通信系統(tǒng)。車輛與車輛之間(V2V)以及車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間(V2I)的通信鏈路頻帶還有在商定,在美國這些通信鏈路采用4.1-4.5GHz以及專用短距離通信的5.9GHz,使用802.11p通信標(biāo)準(zhǔn)。
舉個(gè)例子,NXP半導(dǎo)體公司已經(jīng)完成相關(guān)設(shè)備開發(fā)并進(jìn)行V2V和V2I技術(shù)測(cè)試,不久還會(huì)推出RoadLINK技術(shù)。在高速測(cè)試挑戰(zhàn)中,奧迪車輛裝備了NXP RoadLINK芯片組,兩輛車以相對(duì)500km/h的速度行駛,V2V技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)兩公里以上距離的通信連接。
除此以外還提供了與云端之間的安全通信鏈路,通過云端技術(shù)無人駕駛汽車能夠通知道路上其他可能有潛在問題的車輛及時(shí)處理,從而減少道路擁堵,降低事故風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的研究,NXP正在與西門子展開合作,希望能夠打破速度和道路條件限制為無人駕駛汽車提供實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)。這些方面能夠降低傳感器的負(fù)擔(dān),同時(shí)也為乘客和道路上其他人提供更加安全的環(huán)境。
同時(shí)我們還要防止黑客入侵,不能讓他們控制無人駕駛汽車。例如NXP推出的V2V和V2I設(shè)備強(qiáng)化了安全設(shè)置保證用戶個(gè)人信息的絕對(duì)安全,有效的防止黑客對(duì)車輛和基礎(chǔ)設(shè)施的入侵和非法操作。NXP公司為西門子路邊設(shè)施部署提供了硬件設(shè)備和軟件開發(fā)技術(shù)支持以及V2V芯片組,即使處在各大高樓建筑之間等,也能夠確保通信鏈路的最大可靠性和穩(wěn)定性。
無人駕駛汽車的發(fā)展擴(kuò)展了一系列功能,從基于云計(jì)算的地圖系統(tǒng)到下一代通信系統(tǒng),有太多的方式可以給無人駕駛系統(tǒng)提供導(dǎo)航功能了。
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