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万博Ansys的博客

2018年12月13日

生产5级自动驾驶汽车面临的三大挑战

我们什么时候能拥有自动驾驶汽车?今天,但不是你想的那样。

SAE国际将自动驾驶汽车分为1级到5级。

可以说,我们目前正处于第三级的尖端。这一层的汽车具有有限的自主功能,例如:

  • 高级驾驶辅助系统(ADAS)。
  • 车道保持辅助(党的)。
  • Traffic-jam-assist (TJA)。

我们还远远没有完全看到
道路上的自动驾驶汽车。
但汽车确实有一定程度的
自主性- 3级或轻微
准确地说,更低。

这些车辆可以自己做出明智的决定,比如TJA系统决定超车。然而,人类仍然需要关注道路,因为当车辆无法执行手头的任务时,人类可能需要接管控制权。

那么,我们最终能买到完全自动驾驶的汽车(5级自动驾驶)吗?

“是的,但这需要时间,”Ansys的另一位思想领袖兼解决方案高级总监拉杰夫•拉詹(Rajeev Rajan)表示。万博“从3级到5级是一个巨大的飞跃,因为没有司机作为安全网。汽车完全依靠自己,必须能够对可能出现的所有情况做出反应。”

完全自动驾驶汽车的组成部分。

为了在没有驾驶员的情况下运行,5级自动驾驶汽车必须能够看到周围环境,感知障碍物,并最终根据感知安全行事。

视觉、感知和行动——与人类相当或更好——是实现5级自动驾驶汽车的三大障碍。

自动驾驶的现状

那么,考虑到目前的自动驾驶市场,你乘坐自动驾驶汽车有哪些选择呢?

最先进的选择之一是奥迪A8。由于配备了TJA系统,被业界称为“3级自动驾驶汽车”。然而,它的3级地位正在争论,因为关于合法性、保险和路标变更的问题已经阻止了TJA系统进入北美市场。

目前,北美最接近5级自动驾驶汽车的是Waymo的机器人出租车服务,它可以达到3级或接近4级。4级车辆只有在指示需要驾驶员干预时才需要人工控制。不幸的是,Waymo的系统仍在经历延迟。

考虑到企业在将3级自动驾驶汽车推向市场时遇到的困难,我们如何才能实现5级自动驾驶汽车?

5级自动驾驶汽车需要更好的传感器年代

要想让5级自动驾驶汽车发挥作用,我们需要明白,没有一个传感器是完美的。这些汽车将需要各种各样的传感器来正确地观察周围的世界。

例如,雷达不能分辨复杂的形状,但它在透过雾和雨的时候却很出色。激光雷达在捕捉物体形状方面做得更好,但它的射程很短,而且受天气影响。

5级自动驾驶汽车将会是
能够感知环境
使用多个传感器。

自动驾驶汽车使用多个传感器作为彼此的备份。“传感器提供的信息重叠,这很好。它们相互关联信息,使汽车更安全。”拉詹说。

当传感器不一致时,或者当环境使它们失效时,人类必须再次抓住方向盘。

万博Ansys在模拟与传感器相关的物理方面发挥着重要作用。工程师需要这些数据来优化传感器设计。例如,Ansys求解器可以模万博拟雾如何影响激光雷达,这样工程师就可以设计出更有效的激光雷达传感器。

要了解Ansys如何帮助工万博程师为5级自动驾驶传感器做好准备,请观看利用仿真技术改进雷达性能或来CES参观Ansys。万博

五级自动驾驶汽车需要具有感知能力的人工智能

拉詹指出:“你不能简单地把传感器放在汽车上,就指望它能识别周围的环境。”

传感器产生大量数据;5级自动驾驶汽车需要将这些数据理解为环境中的物体。这需要实时完成——即使一秒钟的延迟也会造成不安全的情况。

五级自动驾驶汽车
需要感知周围的环境。

处理来自传感器的大量原始数据的唯一可行方法是使用机器学习和人工智能(AI)。

人工智能系统需要经过训练才能识别道路上的物体。训练人工智能识别看起来相似的静止物体,比如停车标志,相对来说比较简单。训练一个人工智能来识别一个在高速公路上奔跑的人有点复杂。

此外,在道路上设置这种场景是昂贵的,也是一个安全问题。人工智能系统仍然需要多次看到这种场景来学习如何感知它。因此,在现实世界中训练这种场景的AI是不可行的。

这就是Ansys模拟发挥作用万博的地方。它帮助工程师在快速、安全和经济高效的环境中建立人工智能训练场景。

5级自动驾驶汽车需要安全决策

一旦自动驾驶汽车感知到周围环境,它就需要做出决定。每个可能的决策都需要经过验证以确保安全。

万博Ansys提供了各种工具,工程师可以使用它们来确保系统的可靠性
自动驾驶汽车对公众来说是安全的。

挑战在于,影响自动驾驶汽车决策的环境是由数千个参数控制的,例如:

  • 交通状况
  • 行人条件
  • 天气状况

当车辆到一切(V2X)通信建立后,汽车还需要考虑该地区其他自动驾驶汽车和智能基础设施所传达的信息。

确保自动驾驶汽车做出的决定是安全的,这是达到5级自动驾驶最困难的部分。为了确保安全,必须在数十亿种驾驶场景(甚至是不太可能的场景)中测试、重新设计和验证决策软件算法。

在合理的时间内,在现实世界中安全地测试所有这些场景是不可能的。确保每个条件都经过测试的唯一方法是将它们设置在虚拟世界中。万博Ansys有能力在车辆硬件的循环中设置和测试这些场景。

要了解如何模拟测试自动驾驶汽车的决策能力,请观看下面的视频或访问Ansys在CES。万博

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