隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，無人駕駛技術逐漸走進人們的生活，傳統(tǒng)汽車行業(yè)也受到了一定的沖擊，以特斯拉、比亞迪為例的眾多車企以及以百度為例的互聯(lián)網企業(yè)也相繼開啟了或準備開啟無人駕駛技術的研發(fā)。

但由于技術尚未成熟，事故的頻發(fā)以及對龐大數(shù)據(jù)的采集工作造成的私人隱私泄露等問題一直困擾著研發(fā)人員以及目前人數(shù)尚未龐大的用戶。無人駕駛系統(tǒng)的感知、識別和決策系統(tǒng)還存在一定的瓶頸，整體的穩(wěn)定性和可靠性還需要提升。無人駕駛只有在進入大規(guī)模使用階段，并且在安全系數(shù)達到一定的程度，才能去驗證無人駕駛是否能夠達到真正的商業(yè)化。

基于國家政策的扶持以及全球變暖的趨勢，無人駕駛技術正在被各行各業(yè)推動著向前發(fā)展，在未來會成為人們出行的主要方式，但這其中還有很長一段路要走。

1 引言

1.1 無人駕駛的定義

無人駕駛，是一種移動戶外機器人在交通領域的重要應用。無人駕駛技術需要結合計算機、通信、定位、識別、機器視覺、人工智能等多門先進技術的結合。無人駕駛車輛系統(tǒng)是一個集環(huán)境意識、規(guī)劃決策、多階段輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是一個充分考慮車輛與道路一體化、協(xié)調規(guī)劃的車輛系統(tǒng)，也是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。

1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1.2.1國內外發(fā)展現(xiàn)狀

（1）國內發(fā)展現(xiàn)狀

中國政府高度重視無人駕駛技術的研發(fā)，早在2015年上半年，國務院印發(fā)《中國制造2025》文件，該文件指出，到2020年，掌握智能輔助駕駛總體技術及各項關鍵技術，初步建立智能網聯(lián)汽車自主研發(fā)體系及生產配套體系，目前看來，已基本完成目標。到2025年，掌握自動駕駛總體技術及各項關鍵技術，建立較完善的智能網聯(lián)汽車自主研發(fā)體系、生產配套體系及產業(yè)群，基本完成汽車產業(yè)轉型升級。

今年上半年，百度蘿卜快跑就已經拿下了中國首批公開道路的無人化載人服務許可，被允許在方向盤后無人的情況下，即駕駛位無人的情況下，在北京亦莊的公開道路上開展服務。

圖 1-1 百度Apollo在滄州正式開啟自動駕駛載人測試

目前國內以百度、比亞迪為例的眾多企業(yè)也紛紛投身無人駕駛的研發(fā)工作中來。道路情況復雜，道路行人雜亂，雨雪天氣行駛等眾多困擾無人駕駛技術的現(xiàn)實問題，也在研發(fā)團隊的努力下得到解決或將得到解決。

（2）國外發(fā)展現(xiàn)狀?

相比中國，發(fā)達國家早在上世紀70年代就已開啟無人駕駛汽車的研究，就目前而言，美國和德國走在第一梯隊。美國一些著名高校也投入研發(fā)工作中，如麻省理工學院、卡耐基梅隆大學等都先后于20世紀80年代開始研究無人駕駛車輛。但由于技術的瓶頸以及硬件水平的局限，到80年代末90年代初，各國才將研究重點逐步轉移到問題相對簡單的高速公路上的民用車輛的輔助駕駛項目上。

圖 1-2 谷歌無人駕駛汽車

在2010年，谷歌公司研發(fā)了7輛無人車并對其進行了城市實際道路試驗。這些無人駕駛車輛能夠正確運行，具有良好的感知能力和高水平的人工智能，能夠自動識別信號燈、行人和車輛。內華達州、佛羅里達州和加利福尼亞州專門針對無人駕駛車輛制定并通過了相關法律。

1.2.2 發(fā)展趨勢

從發(fā)展趨勢來看，在未來科技發(fā)展過程中，無人駕駛會是一個重要的發(fā)展方向，無人駕駛技術涉及到一個龐大的產業(yè)鏈，在各國以及各大高新技術公司在對無人駕駛技術的研發(fā)過程中，不僅會促進汽車產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展，還會帶動其他領域的發(fā)展。

2 無人駕駛技術的利

2.1 經濟效益

一旦自動駕駛車輛完全融入我們的日常車輛和道路運輸系統(tǒng)，它們將為整個社會帶來巨大的經濟效益。作為參考，中國每年發(fā)生20多萬起交通事故，直接經濟損失超過12億元。即使自動駕駛汽車只能減少10%的事故，也可以節(jié)省1.2億元。

自動車輛最初取代了傳統(tǒng)的公園物流車輛和社區(qū)快車三輪車，以提高工廠利用率和生產率，當前的物流系統(tǒng)可能會最先受到影響。自動駕駛車輛可以接管工作并給駕駛員足夠的休息時間，將人力資源轉移到其他產業(yè)的建設中去。所有具有自動駕駛技術的汽車、特殊車輛和移動設備都可以連接到網絡系統(tǒng)。在這種網絡系統(tǒng)中，由于巨大的網絡效應，單位時間的運營成本大大降低。

2.2 減少事故率

圖 2-2 人為因素造成的交通事故

據(jù)統(tǒng)計，90%的道路交通事故是由人為失誤造成的，其中分心、疲勞、酒后駕駛和超速駕駛占相當大的比例。每年，全世界有130萬人死于交通事故，僅中國就有6萬多人。自動駕駛汽車將消除所有由人為錯誤引起的事故，這實際上將大大降低事故率。

在國外，根據(jù)前俄羅斯通訊社的報道，俄羅斯交通部副部長基里爾·博格達諾夫表示，在無人駕駛汽車在俄羅斯上路后，到2030年，國內交通事故死亡人數(shù)可以減少8%。波格丹諾夫說：“無人駕駛汽車在俄羅斯公路上路后，到2030年交通事故死亡人數(shù)可因此減少8%。使用無人貨車可將成本降低15%，將貨運速度提高25%。這是交通部計算得出的數(shù)字，寫入了編制的數(shù)字化轉型戰(zhàn)略。我們已同商界、貨運公司和研發(fā)方一起著手實施此前得到俄政府批準的‘無人物流走廊’項目?！?/span>

2.3 改善環(huán)境和空氣質量

實現(xiàn)自主車輛的最佳方式是電氣化，包括純電力或燃料電池，目前國內外涌現(xiàn)了例如特斯拉、蔚來、比亞迪等眾多新能源車企。雖然燃料汽車并非所有導致污染的因素，但它們仍然是核心因素之一。燃油汽車在高速、制動和重新加速時會釋放更多的廢氣。雖然電動汽車并非真正無排放，但實際排放量仍大大減少。

無人駕駛車輛還針對加速、制動和變速進行了優(yōu)化，有助于提高燃油效率和減少溫室氣體排放。咨詢公司麥肯錫表示，無人駕駛汽車每年有助于減少3億噸溫室氣體排放，占航空業(yè)二氧化碳排放量的一半。

2.4 方便特殊人群出行

以我國為例，在國內駕駛汽車，需要持有相應車型準駕機動車駕駛證，但在目前國內存在部分特殊人群，例如色盲、老年人和殘疾人，據(jù)我國權威部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國色盲的人數(shù)已經超過了上千萬，我國老年人（60周歲及以上）口約24949萬人，占總人口的17.9%。有學者預測到2050年老年人口將達到4.8億。社會的老齡化不僅影響著經濟、醫(yī)療和養(yǎng)老保障，對交通系統(tǒng)也是巨大的挑戰(zhàn)。

圖 2-3 盲人Steve Mahan乘坐google firefly無人駕駛汽車

此類人群由于身體因素無法獲取機動車駕駛證，無人駕駛技術可以幫助此類人群出行，并且技術成熟后，不會對自己或者他人造成危險。

2.5 更加節(jié)省時間

自動駕駛車輛可以檢測周圍的其他車輛并與之通信，隨機停車、換道和交通堵塞的行為將成為過去，這使得交通秩序更好，避免了低速下的小劃傷和碰撞事故。相應的車速將比現(xiàn)在快，人們的出行效率將更高。

圖 2-4 人為因素造成的交通擁堵

無人駕駛汽車不僅有助于減少交通事故，而且還能顯著減少交通堵塞。根據(jù)畢馬威的報告，無人駕駛車輛有助于將高速公路容納車輛的能力提高五倍。斯坦福大學計算機專家、谷歌無人駕駛汽車項目前專家塞巴斯蒂安·特倫表示，一旦機器人汽車成為主流，目前道路上只需要30%的汽車。麥肯錫公司估計，無人駕駛汽車每天為全球司機節(jié)省的時間總和高達10億個小時。

2.6 停車問題得到解決

無人駕駛汽車的普及意味著你不必到處尋找停車位，因為在它們被送到目的地后，它會自己找到理想的停車位。即使你決定購買自己的無人駕駛汽車，你也不必擔心找不到停車位，因為它可以找到停車位。這對城市有很大的影響。根據(jù)美國銀行最近的一份報告，目前31%的城市面積用于停車。隨著汽車擁有量的下降，對停車位的需求減少，停車位可以轉換為住宅區(qū)。

3 無人駕駛技術的弊端

3.1 黑客攻擊

在現(xiàn)實生活中，有黑客入侵人類駕駛的車輛的案例。2014年，黑客利用汽車數(shù)字服務系統(tǒng)中的漏洞遠程打開220萬輛汽車的車門；2015年，黑客遠程攻擊了一輛正在行駛的汽車，并進行了減速、剎車和其他檢查，導致全球140萬輛汽車被召回；2016年，黑客通過汽車應用程序的漏洞，獲取司機信息并耗盡了汽車的動力，制造商立即禁用了該應用程序，以防止黑客再次入侵。

相對于傳統(tǒng)汽車行業(yè)，自動駕駛運用大量科技手段，由已經設計好的程序和人工智能芯片控制，對于此類系統(tǒng)來說。所有自動化系統(tǒng)都有被錯誤或bug攻擊或崩潰的風險。沒有任何系統(tǒng)是絕對可靠的。如果黑客可以進入汽車系統(tǒng)，它可以控制汽車做任何事情，威脅乘客的生命財產安全。

3.2 過度依賴衛(wèi)星導航技術

汽車制造商正在尋找下一代顛覆性汽車技術。例如，埃隆·馬斯克的太空公司SpaceX正在軌道上分發(fā)衛(wèi)星。它們成為處理駕駛所需的大量數(shù)據(jù)的關鍵工具。

圖 3-1 特斯拉電車在地下車庫無法連接網絡

美國投資銀行摩根士丹利表示，自動駕駛汽車每小時從攝像機、雷達和其他傳感器產生多達40tb的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)在道路上導航。這是iPhone 3000多年來收集的數(shù)據(jù)總和。盡管大多數(shù)新車都在儀表板下安裝了調制解調器，并從為手機提供服務的同一信號塔接收數(shù)據(jù)，但覆蓋范圍可能不均勻，這是自動駕駛汽車面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

自動駕駛汽車的信號一旦受到干擾甚至中斷，自動駕駛就無從談起。

3.3 配套的公路基礎設施不全

實現(xiàn)自主車輛的最佳方式是電氣化，但目前國內部分城市電車充電樁分布密度不如加油站，另外，電車充電時長明顯長于油車加油，所以經常會出現(xiàn)充電樁排長隊的現(xiàn)象，極大地降低用戶體驗感。

圖 3-2 電車充電樁

另外，許多國家受到基礎設施問題的影響。例如，在印度，道路是最大的挑戰(zhàn)。落后的行駛道路給自動駕駛車輛帶來了挑戰(zhàn)。自動駕駛車輛需要可預測的道路和明確定義的車道。由于道路標線或設計較差，半自動或全自動車輛很難在這些道路上行駛。事故風險增加，計算機算法存在做出錯誤決策的嚴重風險。

3.4 過渡階段存在問題

根據(jù)著名的全球商業(yè)咨詢機構IHS環(huán)球透視預測，在未來10-15年內，自動駕駛汽車的數(shù)量將逐漸增加到9.2%，每100輛汽車中，至少有9輛自動駕駛汽車。在傳統(tǒng)車輛和自主車輛并存的階段，對自主車輛的實用性、可靠性和安全性提出了最大的挑戰(zhàn)。

怎樣使得無人駕駛汽車與傳統(tǒng)汽車之間和諧共處，減少二者之間產生事故的可能性，在推廣無人駕駛汽車的同時，盡可能地減少對傳統(tǒng)汽車在道路上的行駛安全的影響也成為了目前技術人員需要攻克的一大難題。待自動駕駛技術成熟，無人駕駛汽車市場占有率越來越高之后，此問題會得到相應的緩解。

3.5 目前成本過高

與其他行業(yè)的發(fā)展類似，自動駕駛技術的發(fā)展也需要經歷長年累月的開發(fā)與測試，自動駕駛汽車的成本在目前階段較高，據(jù)權威機構估算，目前正在測試的自動駕駛汽車造價高達30萬美元左右，在國內甚至可達到300萬人民幣以上，但隨著時間的推移，自動駕駛汽車的普及以及自動駕駛汽車車企之間的良性競爭，無人駕駛汽車的價格或許會大幅降低。

4 結論與展望

目前，國內外無人駕駛技術得到飛快發(fā)展，汽車上擁有了越來越多的高科技，在很多方面解決了人們日常出行乃至日常生活所遇到的問題，在社會全面普及無人駕駛汽車之后，不僅解決了上下班的需求，而且能讓居住在周邊地區(qū)的人們更方便地享受到一線城市的教育、醫(yī)療、娛樂等配套服務，將使這個社會變得越來越好，使人們的生活更加美好。

但是目前無人駕駛技術尚未成熟，仍有很多技術難題需要科研人員一一攻克，相信在不久的將來，難題會得到解決，使得無人駕駛汽車真正走進人類生活。