無人駕駛車已經(jīng)開發(fā)出來了，國內(nèi)首張自動(dòng)駕駛卡車路測牌照也已經(jīng)頒發(fā)，離無人駕駛實(shí)現(xiàn)普及化是又近了一步。但是在無人駕駛的開發(fā)上也是有許許多多的難題的。
比如傳感系統(tǒng)，不得不承認(rèn)現(xiàn)在無人車能出現(xiàn)很大程度上依賴傳感器的進(jìn)步。其實(shí)早在 80 年代美國就通過磁釘導(dǎo)航完成過很多無人駕駛的實(shí)驗(yàn)。他們?cè)诘叵侣裆洗裴敚ㄟ^尋找磁釘?shù)姆绞娇梢酝瓿筛咚俚难埠健⒉⒌馈⒊嚨纫恍┝械膶?shí)驗(yàn)。很明顯，這種成本太高，只能作為實(shí)驗(yàn)。
后來傳感器技術(shù)突飛猛進(jìn)，卻依然很難達(dá)標(biāo)。比如天氣環(huán)境惡劣時(shí)將嚴(yán)重影響傳感器的精度，或者車輛前方有障礙，要判斷障礙物是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的，至于車是停下來還是繞過去，可通過人工勢場算法。這部分主要的難度是傳感器識(shí)別障礙，在車輛運(yùn)動(dòng)的前提下，確定障礙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。也就是說你要在運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系下，計(jì)算另一個(gè)物體相對(duì)靜坐標(biāo)系的速度，并作出判斷。
GPS也是個(gè)問題。汽車行駛總要經(jīng)過一些樓宇隧道吧，如果GPS無法到達(dá)，就需要里程計(jì) + 陀螺儀，俗稱慣性導(dǎo)航單元。這套系統(tǒng)的原理就是：花錢越多，有效時(shí)間越久。
原因是里程計(jì)、陀螺儀都存在累積誤差。要注意，誤差是累計(jì)的，也就是說上一時(shí)刻是 0.5m 的誤差，下一時(shí)刻指定大于 0.5m。因此要盡可能約束累積誤差，使其數(shù)量級(jí)很低，那么就要上光纖陀螺。因?yàn)殡娮蛹?jí)的陀螺通常達(dá)不到這個(gè)精度要求，不知道撓性陀螺行不行，但是估計(jì)撓性陀螺和光纖陀螺造價(jià)差不多。
感知系統(tǒng)
感知系統(tǒng)主要包括雷達(dá)和攝像頭。雷達(dá)又分為激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等類型。激光雷達(dá)又可以分為單線雷達(dá)、雙線雷達(dá)、多線雷達(dá)等。
雷達(dá)的優(yōu)勢在于測算的精度非常高，探測距離遠(yuǎn)，當(dāng)然成本也不低。但也有缺點(diǎn)，比如：激光雷達(dá)對(duì)雨霧的穿透能力受到限制、對(duì)黑顏色的汽車反射率有限;毫米波雷達(dá)對(duì)動(dòng)物體反射不敏感;超聲波雷達(dá)的感知距離與頻率受限;攝像頭本身靠可見光成像，在雨霧天、黑夜的靈敏度有所下降。
360 度多線激光雷達(dá)，用于檢測周圍障礙物，無人車需要能夠感知周圍環(huán)境，又不能像人一樣單純用眼睛完成，于是這玩意可以返回周圍障礙物的距離，誤差毫米級(jí)。
攝像頭也分單目和雙目，當(dāng)然雙目的要好一點(diǎn)啦。雙目的原理與人眼相似。人眼能夠感知物體的遠(yuǎn)近，是由于兩只眼睛對(duì)同一個(gè)物體呈現(xiàn)的圖像存在差異，或稱“視差”。目標(biāo)距離越遠(yuǎn)，視差越小;反之，視差越大。所以說雙目系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)物體距離感知是一種絕對(duì)的測量，而非估算。
雙目系統(tǒng)成本比較低，而且沒有識(shí)別率的限制，因?yàn)閺脑砩蠠o需先進(jìn)行識(shí)別再進(jìn)行測算，而是對(duì)所有障礙物直接進(jìn)行測量，無需維護(hù)樣本數(shù)據(jù)庫，因?yàn)閷?duì)于雙目沒有樣本的概念。雙目系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于：計(jì)算量非常大，對(duì)計(jì)算單元的性能要求非常高，這使得產(chǎn)品化、小型化的難度較大。所以在芯片或FPGA上解決雙目的計(jì)算問題難度比較大。
國際上使用雙目的研究機(jī)構(gòu)或廠商，絕大多數(shù)是使用服務(wù)器來進(jìn)行圖像處理與計(jì)算的，也有部分將算法進(jìn)行簡化后，使用FPGA進(jìn)行處理，這就使效果受到較大程度影響，存在很多噪點(diǎn)與空洞，這對(duì)后續(xù)的計(jì)算不利，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
識(shí)別交通標(biāo)識(shí)，如限速牌、紅綠燈。這些通過視覺系統(tǒng)完成，難點(diǎn)主要在實(shí)時(shí)性和魯棒性。要離線處理這些交通標(biāo)志是很簡單的，但是在無人車上需要能在有限的時(shí)間里識(shí)別出來，并且考慮道路中可能有的光線變化、遮擋等問題。
通過以上內(nèi)容，我們可以知道無人駕駛開發(fā)面對(duì)了特別多的難題，但是我們統(tǒng)統(tǒng)都可以克服。所以說人類的大腦是特別聰明的。
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