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不管如何“吹嘘”无人驾驶技术,北方的大雪与雾霾总是绕不过的一道坎

格雨

作为一名在北京的吸霾人民,其实担心的不仅仅是哪天肺变成了黑色,而是开车上路却连路都看不清,在能见度不足50米的道路上上演“龟速与激情”。

但不仅仅是雾霾天,北方大雪飘飘的天气也会引发同样的道路安全问题。而后者带来的麻烦会更多一些。但倘若解决了后者,前者基本会迎刃而解。

但是,对于人类来说,再高超的驾驶技术都不能改变客观环境及人类感官局限性对驾驶汽车过程中的诸多限制。

你想过没有,下雪天我们想方设法融雪破冰,或者是让驾驶员在恶劣天气谨慎慢行,但为什么不能颠覆汽车这个概念本身来避免一场车祸?

是时候亮出马斯克与卡兰尼克开发无人驾驶汽车的初衷了:

我们想让居民即使在雾天、大雪天等恶劣环境中开车出行也能够保证人身安全,进而大幅降低全球因车祸而引发的死亡率。

但这也意味着,除非无人车在雪天及雾天里,能够比人类驾驶的汽车更安全,否则再漂亮的无人驾驶汽车在我们眼里也算不上是造福人类的产品。

估计没有客户会愿意选择只能在晴天畅通行驶,但在冬季却只能缩在车库里的无人驾驶汽车。

大雪天让无人车比人类面对更多的挑战

最近几年,我们已经听说过,各种风暴甚至降雪天气“粉碎”了自动驾驶汽车的路测成绩。但是,技术总是在进步,工程师们也正在寻找解决方案,让无人驾驶汽车能够无惧住恶劣天气的挑战。

深冬降临,雪与冰会减少路面摩擦,并降低道路的能见度。因为路面积雪或结冰而导致的交通事故造成每年平均有超过1300人死亡,超过11.6万人受伤。

但自动驾驶汽车却有机会拯救更多的生命。不过,只有当它们在雪天里比人类司机“更聪明”的时候才能实现这个命题。

实际上,无人驾驶汽车与人类司机在冬天面临着许多相同的挑战:在结冰的道路上,即使你的汽车装配了雪地轮胎,四轮驱动汽车在减速、转弯和刹车时仍然也是危险的。也仍然有可能会发生打滑及回形滑行的情况。

此外,面对被积雪覆盖的草坪、房屋以及其他车辆,无人呢驾驶汽车该如何判断满眼的白色究竟都是什么?想想特斯拉今年5月发生的车祸,你就知道在颜色识别方面无人驾驶汽车有着很大的局限性。

最不能忽视的一点是,沉积在无人驾驶汽车传感器上的雪与冰会给人类安全造成更多的威胁。因为这些传感器就相当于汽车的眼睛,试想一下眼睛被遮住还如何开车?

虽然暴风雨会迫使司机担心能见度降低这个问题,但是我们的眼睛是不会因为积雪或结冰而失灵的——只要有好的雨刷就够了。

因此,在积雪导致雷达、相机以及激光雷达传感器失灵后,自动驾驶汽车就变成了“睁眼瞎”。但幸运的是,业界已经找到了一些解决方案,可以帮助自动驾驶汽车在冬季解决积雪问题。

自动驾驶车辆在雪天的驾驶水平要如何才能赶上人类呢?

在冬天风雪交加的条件下,安全驾驶往往与经验挂钩。相比于在恶劣天气下对“打滑”和“回形滑行”有多年经验的老司机来说,新手司机通常无法做到在雪中自信地开车。

但技术将却可以帮助他们解决这一问题。虽然自动驾驶汽车上装配的这些传感器在雪中都不足以安全地单独运行,但它们在一起操作时就能提供所需的精确度。这里有四种类型的技术,协同运作将允许无人驾驶汽车在积雪覆盖的道路上安全地行驶。

  • 自动驾驶汽车利用3D地图就能清楚认知行驶道路的精确位置,也能明白在这样的道路上如何才能安全地驾驶。

许多无人驾驶汽车制造商运用精确的映射技术,详细记录了包括诸如树木、标志、车道线以及路缘等定位细节。车辆对行驶路段了解地越多,它就越能像其他汽车或行人的眼睛那样将传感器聚焦于检测实时的障碍物。

这些3D地图在晴朗的天气下是很有用的,而它们在雪地上虽然会失去一定的效果,但与激光雷达技术结合使用时也有独特的优势。

  • 激光雷达技术通过使用光束检测来探测障碍物。这种技术非常准确,可以看到雨滴、雪花、树木和路标等;而在下雪天,激光雷达配以3D地图就能像该地图在晴天里那样清晰地了解当前的路面状况了。

例如,如果街道被积雪覆盖了,激光雷达扫描仪仍然可以确定路面上车道线的位置。通过光束检测,自动驾驶汽车可以确定自身离可见设定目标(静止的标志或建筑物)之间的距离,然后依据测量的位置计算出被覆盖的车道线位置。

现在,福特、沃尔沃等公司已经将这组套件应用到了自己的车上,而其他汽车制造商未来可能也会这么做。

此外,3D映射和激光雷达技术还能确定雪花及雨滴是否是障碍物(雾霾颗粒还没那么大,哈哈)。当激光穿过雨或雪时,起先它可能会认为雨滴或雪花是道路障碍物。然而,这辆车可以经过计算检测出该障碍物的持久性,因为激光光束不会重复穿过同一滴雨滴或同一片雪花。因此,这辆车就能够将它们排除在道路障碍物之外。

  • 而雷达技术则通过发射电磁波来感测物体。

这种电磁波由于不涉及光反射,因而不受雪或雨的影响。 雷达能在恶劣天气下可以检测出行驶的车辆、建筑物和行人,能有效提高自动驾驶汽车的安全系数。

当然,安装位置很重要。现在许多制造商都将雷达等传感器安装在挡风玻璃后面,因此可以利用雨刷抵御积雪或雨水的侵蚀(最好不安装在车外,就可能结冰)。

  • 当然,还有基本被普及的摄像头,可以协助探测道路上的障碍物。

制造商可以将这些相机安装在雨刷后面或开发除霜系统,这样的话,即使在冬天,也能保证相机的视野依然清晰。

现在,包括百度、Uber、特斯拉的自动驾驶汽车都安装了多个传感器。想想看,在大雪天里,一个传感器被雪或冰覆盖了,其他的传感器还可以启动,弥补失灵传感器造成的不足。而摄像头、映射算法、激光雷达与雷达协同工作,可以提供更安全的乘车体验。

而一些汽车厂商正在进一步考虑人们对更多传感器的需求。譬如梅赛德斯-奔驰就推出了一款装配有23辆传感器的汽车,这些传感器可以检测护栏以及迎面而来的车辆和树木,让汽车无需再感应车道线就能向前行驶。

技术的局限性

然而,无人驾驶汽车在实现全天候操作(达到level4和level5)之前仍然需要面对许多挑战。

虽然技术在不断改进,但无人驾驶汽车将在冬天有何实际反映目前仍然是未知的(继续路测)。 透明的薄冰与湿滑的街道仍然是自动驾驶汽车面对的必然问题,而雪地轮胎也仍然是必备部件。

当然,我们也不能忘了,无人车与人类驾驶员最大的不同便是“如何才能做出自主认知选择”——汽车会根据天气情况来判断今天能否开车出行吗?

举个例子,如果乘客开车从家里出来,这辆车会跟你说“那里不安全,我不能带你去那儿”这个答复吗?如果在旅途中遭遇了暴风雪,汽车又会做出怎样的决定?

此外,我们在冬季也不能忽视汽车保险对自动驾驶汽车的重要性。

即便技术在进步,但客观环境却无法改变——水仍然会结冰,在道路上仍然会发生打滑、回形滑行和追尾相撞。这些情况都需要我们给予传感器更多的保护,也需要在危险天气到来前就为自己的汽车做好打算。

所以,为高昂的传感器与无人驾驶操作系统买份保险非常必要。

最后要说的是,无人驾驶汽车已经完全配备了现阶段能够帮助人类司机摆脱困境的所有技术吗?

譬如,防抱死制动系统和电子稳定控制系统已经应用在了很多车上面,但这样的技术可能是由第三方供应商提供,因此就需要整厂商与零件商及软件公司进行密切而广泛的合作。

总而言之,虽然自动驾驶汽车技术在解决积雪问题上已经做得越来越好了,但很显然,我们也不要指望无人驾驶汽车近几年就能带你在暴风雪中上路。


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