1、無人駕駛技術及原理

 

1.1  無人駕駛涉及技術

 

（1）環境感知技術

 

環境感知技術對應無人駕駛中的傳感器，很好的替代了傳統商用車行駛過程中駕駛員的眼睛，分為最常用的兩種：攝像頭和激光雷達；以及正在研發中并逐漸應用的超聲波雷達、GPS及陀螺儀。

 

① 攝像頭

 

攝像頭可以通過拍攝進行圖像和視頻進行識別，確定車身周圍環境。目前，被無人駕駛企業所普遍運用，具有成本低廉、信息收集量大的特點。

 

② 激光雷達

 

激光雷達是通過發射脈沖波以及接受脈沖波回饋，計算信號時間差，根據信號輪廓信息組成的點，云繪制出3D環境地圖，幫助車輛提前規劃路線。

 

激光雷達

 

③ 其他傳感器

 

近年來，其他傳感器正在逐步走向市場。例如，特斯拉的智能汽車中，采用毫米波雷達+攝像頭；行易道推出高分辨毫米波79GHz雷達，受到行業人士的高度關注。

 

（2）定位導航及路由規劃技術

 

定位導航技術對應無人駕駛中的高精確地圖，通過GPS、慣導、SLAM等技術得到車輛定位信息，根據定位信息，結合高精度地圖，生成車輛的路線信息。相較于普通的導航地圖，高精確地圖對于坐標精確度更高。

 

國內提供高精度地圖的企業，主要有百度、高德以及四維圖斯；國外提供高精度地圖的企業，主要有Here、TomTom。

 

（3）控制執行技術

 

① 防抱死系統

 

防抱死系統作為無人駕駛中唯一需要駕駛員操作的系統，可以代替駕駛員完成反復踩踏制動踏板，防止輪胎鎖死發生側滑的操作。

 

防抱死系統作為汽車行業進軍無人駕駛領域的領軍技術，實時監控輪胎現狀，并及時做出反應，提高車輛安全性。

 

② 穩定牽引控制系統

 

穩定牽引控制系統是無人駕駛車輛中檢測險情并第一時間做出反應，防止事故發生的系統。當穩定牽引系統不斷讀取汽車的行駛方向、速度及輪胎地面接觸狀況，當汽車即將失控或側滑時，穩定牽引系統進行最有效的干預，對各輪胎單獨制動，平衡動力輸出，從而減少車輛發生事故的可能性。

 

③ 自動泊車系統

 

自動泊車系統在無人駕駛中開發并不是那么盡如人意，雖然有些制造商加裝了后視鏡攝像頭及可測量物體距離的傳感器，但大部分的車輛在自動泊車的過程中，還是不免會發生磕磕碰碰的情況。駕駛員仍需將汽車開至車位附近，并使用車載導航協助泊車。

 

1.2  無人駕駛級別介紹

 

無人駕駛技術可分為五個階段等級，加上L0級的完全人工駕駛一共六個階段。L1-L3級別需要駕駛員操作或對周邊環境進行觀察；L4級別可以基本實現駕駛無人化，但仍需要駕駛員對緊急情況進行協助助理；L5級別基本可實現徹底無人化。

 

無人駕駛等級標準

 

2、無人駕駛商用車國內應用案例

 

國內無人駕駛商用車行業最高已經發展到了L4級別，代表產品為重汽T5G電動卡車、一汽解放J7、東風天龍重卡，其他企業也已經陸陸續續達到了L3級別，正在向著L4高速發展。相信在不久的將來，國內無人駕駛商用車將提前無人汽車一步達到L5級別。

 

2.1  重汽T5G電動卡車

 

2018年4月，中國重汽L4級別無人駕駛電動卡車在天津港開啟試運營，完成了道路行駛、精確停車、集裝箱裝卸、障礙物響應等指定操作，實現了集裝箱從岸邊到堆場的全程自動駕駛水平運輸。

 

該車裝配有激光雷達、高清攝像頭等傳感器，具備劃定區域內全天候L4級別無人駕駛的作業能力，非常適合港口、碼頭等工況。依靠先進的駕駛系統和成熟可靠的純電中央驅動控制系統，整車滿載行駛可達120公里，并且充電時間小于1小時。相比傳統燃油車，該車實現了綠色零排放，大幅降低了運營成本。

 

據了解，2017年10月重汽與中國工程院李院士，共建中國重汽智能網聯汽車院士工作站，80余人的研發團隊專注于建設智能網聯汽車研發平臺與智能網聯商用汽車產品。在未來重汽規劃完善動力電池系統，加強車身底盤系統的質量，打造更高性能自動駕駛系統。

 

2.2  一汽解放J7重卡

 

2017年10月，一汽3輛解放J7組成的集裝箱運輸車隊在長深高速進行了L2級別的自動駕駛演練。

 

2018年4月，一汽解放J7在青島港完成了L4級別無人駕駛測試，演示了智能編隊技術。

 

該車輛配備「摯途」高級駕駛輔助系統，具有自適應巡航、緊急自動剎車及車道保持輔助功能；可以通過傳感器識別紅綠燈、行人及車輛，控制系統完成變道、加減速的操作。

 

一汽規劃在2025年完成L5級別無人駕駛技術在開放區域運行。

 

智能編隊技術大致表現為后車接收到前車指令后，能夠自動化完成編隊請求、應答、隊列行駛、編隊避障、制動停車、分離重組等一系列操作。通過車輛同步減速、轉彎、停車等操作，大大降低事故發生幾率并降低車輛燃油成本。

 

2.3  東風天龍重卡

 

2018年4月，兩輛配有東風風神WindLink3.0人工智能車機系統的L4級別無人駕駛東風天龍重卡在武漢試運行，實現了協同編組、自動跟車以及自動轉向的操作，這是繼阿爾法巴自動駕駛客運巴士在深圳福田保稅區試運行后的一次在商用車領域的突破。10年來東風公司累計投入研發資金957億元，其中僅2017年就投入221億元。

 

2.4  福田EST-A重卡

 

2018年2月，福田在北京通過一輛無人駕駛輕卡演示了L3級別無人駕駛技術。據了解，在2016年11月，福田就發布了無人駕駛超級卡車，并宣布有望到2025年實現量產。這款產品在傳感器方面，采用攝像頭+雷達的組合傳感器；另外采用高精度地圖實現車輛定位及路線規劃。

 

福田早年已經開始布局無人駕駛領域，曾與百度展開戰略合作，開發了車道偏離預警、盲點監測、交通標識識別、自適應巡航、自動制動等諸多關鍵技術，完美實現L3自動駕駛技術。

 

2.5  陜汽德龍X6000重卡

 

2018年2月，陜汽50周年慶典上一輛德龍X6000重卡演示了L3級別無人駕駛技術，完成了障礙物躲避的自動駕駛演練，并演示了啟動、加減速、轉向、障礙物識別和剎車等駕駛行為。

 

該車輛配有9個攝像頭以及1個前方雷達、高精度地圖，可以檢測車身周圍250米以內的情況。此項演示基本展現了陜汽在無人駕駛領域的新高度。

 

3、無人駕駛商用車國外應用案例

 

201國外無人駕駛L3、L4級別已經普及，更是有企業達到了驚人的L5級別，例如沃爾沃車隊在車頭的引導下，通過車聯網連接一氣呵成地完成了起步、交替行進、轉彎等一系列難度極高的自動化操作。

 

3.1  沃爾沃Vera

 

2018年9月，沃爾沃公司推出了一款自動駕駛電動卡車。雖然沃爾沃并未透露何時會投入使用，但依然可預見在未來的港口和大型物流中心會首先出現這款卡車的影子。

 

該款卡車可以實現自主車輛通信，每輛vera都連接到了一個控制中心，控制中心實時監控一切參數并調整每輛車需要控制的行駛速度。沃爾沃的這項產品沒有駕駛室，可以連接任何普通拖車，荷載重32噸。

 

Vera的推出，并不是針對長途物流運輸市場，相反，它專門制作于短距離定點與重復性的枯燥工作，比如港口及大型物流中心區域。所以長途卡車司機對于失業問題的考慮是有些多余的。

 

3.2  曼恩aFAS

 

2018年9月，曼恩aFAS項目獲卡車創新獎，高票領先奔馳、沃爾沃、雷諾。aFAS項目從2014年開始，為期四年，共擁有340萬歐元的資金。此項目中的車輛配備攝像頭和雷達系統，提供全方位視野。車道檢測系統可以分析道路與交通路況數據，為后部的車輛提供安全導引。

 

3.3  奔馳Euro-X半自動駕駛電動卡車

 

2014年7月，奔馳推出Future Truck-2025，擁有超40噸重量，配備車載電腦與立體攝像頭，實現識別車道、分辨物體、對周圍環境進行監控的功能，在高速上可達到80km/h的速度行駛。

 

2017年12月，奔馳又推出半自動卡車Euro-X，采用獨特的低風阻車頭設計，有效減少風阻，提高續航能力。雖然看不見擋風玻璃，但里面十分寬敞，駕駛員處于車頭靠上部分。這輛車并不能實現無人監管全自動運行，駕駛員仍需在特殊情況下接管控制車輛。

 

3.4  特拉斯Tesla Semi

 

2017年11月，特斯拉在美國發布電動半掛式卡車Tesla Semi。在2018年3月，semi第一次被試用，從內華達州開往加州，完成了約435公里的車程。為了降低成本，延長續航里程，特斯拉開發子彈頭型及平坦底層與側面。在最大載重、時速60英里/小時情況下，特斯拉semi的成本為1.26美元/英里，低于1.51美元/英里的燃油機。

 

4、無人駕駛商用車切入物流行業的影響

 

4.1  挑戰現有車隊的生存空間

 

無人駕駛商用車的推出，司機的工作被替代，但收到最大威脅的還是車隊。尤其是當現有全民的共建車隊模式下，車隊賺取的僅僅是司機的管理費；當司機不再存在，以簡單的點到點為運輸主要職能的車隊生存空間會大幅度被壓縮。

 

對比一下，考出掛車的A2駕駛證總共需要8年的時間，一輛貨車至少需要配備2名司機，一名司機平均工資大約在每月8000元左右；相較而言，無人駕駛可以只需要一名卡車司機，甚至隊列編組運輸幾輛車也只需要首車擁有一名司機，整整減少了一般的人力成本。并且無人駕駛隊列編組的推出，可以有效降低后車空氣阻力，節省燃油成本。

 

無人駕駛商用車

 

4.2  應用場景切入

 

許多公司將無人駕駛商用車產品落地應用定在2020年，在不久的將來，大批量技術成熟的無人駕駛商用車輛將會投入實際運用。

 

（1）高速公路

 

第一個將切入的應用場景是高速公路，因為高速公路行駛簡單，沒有復雜的路況以及眾多交通參與者，這樣對傳感器的要求比較低，無人駕駛企業可以放棄高昂的激光雷達采用低價的攝像頭傳感器進行生產。

 

另一個原因是高速路上連續行駛過長時間容易使駕駛員產生疲勞，從而發生交通意外，而通過無人駕駛，物流企業們再也不用擔心司機疲勞的問題，可以有效的降低事故率。

 

（2）園區內短駁

 

在一些大型產業、物流園區內，貨物的短距離運輸對于搬運工是一項枯燥、多頻次的操作。而無人駕駛車輛的應用，可以實現園區內貨物的自動化移動，提高效率的同時減少了人力成本的負擔。園區內運輸環境簡單、車速較低，可以有效的保障運輸的安全，減少事故的頻發。