最近有一位朋友看完我的技术方案[1]后说:参照人类发明飞行器的历史,目前海内外自动驾驶的主流技术应该是处于发明飞行器时设计和试验模仿鸟类煽动翅膀的阶段。而真正成功的飞行器是依靠特别设计的固定机翼在气流中的升力完成的。
以下,是对应于人类发明飞行器历史中“特别设计的固定机翼”方案,在汽车自动驾驶中我的提案。我完全明了这个提案是非常初步非常粗糙需要长时期的改善和发展,但我相信这是从“煽动的翅膀”到“固定机翼”跨越的尝试。
在实际实施过程中,一种选择是按下述技术方案提供的技术构思建设一套全新的公路,只供自动驾驶车使用,不存在人类司机的完全自动驾驶公路。但这个选择的成本太高。另一种选择是在现有供人类司机驾驶的公路设备上进行彻底改造,按下述技术方案提供的技术构思的要求,设置另外一套平行的供自动驾驶使用的地面设备。这种道路供人类司机和自动驾驶两种车辆共同使用。过渡的方向是自动驾驶车辆的比例逐年增加。由于自动驾驶的设计不允许违规驾驶,故随着人类司机比例的减少,违规或暴走的场景越来越少,完全自动驾驶的负担就越来越简单,直至人类司机完全不存在。
一个只供自动驾驶车使用,不存在人类司机的完全自动驾驶公路必要条件是:
(1) 取消跨越公路的人行道,在所有交叉路口设人行天桥或地道,用坚固的栏杆隔离车道与路边人行道,把行人和车隔离在两个世界。
(2) 车道上所有汽车都是无人驾驶,所有车都受设置在某一个相同限速路段的中央控制系统控制,所有在该路段的车都被按各车道控制在指定给该车道的同一的速度及同一的车距,不会有违规驾驶,因而不会有突然出现你的车辆前方的行人和车辆造成的事故。
(3) 在(2)中,除了用限速这一指标划分路段之外,也可选择汽车驾驶规则中其他一个或多个指标来划分路段。
(4) 所有现有的路边标识、控制信号、车道级精度的定位,都是由路上无源反射镜或有源发射器直接向车辆发送指令的方式进行(详细说明请参考[1])。不必使用厘米级精度的加强型全球卫星定位和高精度地图。加上如上面(1)和(2)所说的理由,路况简单了许多,即使是L5级自动驾驶的车载设备和路面设备的成本也会大大下降。(以当前的物价和汇率为参考,为了L5级自动驾驶的车载设备不超过10万元或1.5万美元,路面设备不超过100万元/公里或15万美元/公里。)
(5) 由于不同车辆的目的地不同,在同一路段上,下一步的左拐/右拐/直行的要求不同,而车辆当时所在车道是否允许所要求的左拐/右拐/直行操作也不同,所以有些车辆需要跨越车道到允许这种操作的车道上去。这时,这些车辆要向路段中央控制系统提出要求,后者要安排有关的相邻车道上的有关车辆减速让道,直到该车辆插入允许这种操作的车道为止。
(6) 路段中央控制系统指令和各车道路面设备指令的分工:前者发送所有各车道前进/停止(即红绿灯功能),车速,车距等在该路段所有车辆共同遵守的指令表,后者发送给车辆所在车道编号,车道属性,距离交叉路口及出口的距离等与车辆定位等有关的该车辆专用指令,以便从前者的指令表中选择适用本车道的前进/停止、车速、车距等指令,加上从后者得到的适用本车辆的专用指令,来控制车辆的自动驾驶。
(7) 由于行人和车绝对隔离,车道上所有汽车都是无人驾驶,绝大多数“长尾问题” [2]不再发生,不必再用「堆料」[3]的方式打补丁来解决漏洞,控制系统大幅度简化。
(8) 综合上面内容: 当自动驾驶的汽车在一个全新的,只供自动驾驶车使用,不存在人类司机的完全自动驾驶公路上运行时,可以想象成一排平行的传送带,每条传送带代表一个车道。由于每条车道上的车辆的车速和车距一样,其运行式样很像一排放置在传送带上的物品,彼此之间保持一定距离不变。只当其中某一车辆由于自己的目的地需要改变车道以便完成下一个左拐/直行/右拐时,才通过该路段的中央控制系统请求有关相邻车道的车辆给它让出让它插入的位置。一旦该车辆完成了车道的转移,就像传送带上的物品被转移到另一条传送带上一样,一切回复原有的运行式样。于是,在这种公路上类似以前的违反红绿灯规则和司机暴走的事故就可免除。在这种运行式样的公路上的自动驾驶车辆,如果加上一种刹车系统,在小于安全距离内任何突然出现在车辆周边的将引起车辆损伤的运动或静止障碍物体时,启动紧急有效刹车。这时,公路上的车辆事故率将比现在的事故率小2个数量级,L5级的自动驾驶就可投入普及使用。
参考文献:
[1] 自动驾驶主流技术路线的重负与解决之道https://rongjiangguo.blogchina.com/830303879.html
[2] HTTPS://ZHUANLAN.ZHIHU.COM/P/97958737
[3] 《「堆料」,堆不出智能汽车的好未来》HTTPS://MP.WEIXIN.QQ.COM/S/GOKV7SVW23O9NLWPH7NIDA