《 无人驾驶原理与实践》一1.1.2无人驾驶到底有多难

112无人驾驶到底有多难

       在讨论运行在公共道路上可靠的无人驾驶系统的实现有多困难之前，我们先来看一幅公共道路的交通状况图，图12是比较常见的路况。

       在这种路况下没有清晰的道路线，路人、自行车、三轮车、动物甚至是马车均为道路交通的参与者，这个例子看起来似乎比较极端，但是这种路况在发展中国家是普遍存在的，中国的城市公共道路设施（道路线、交通标识、红绿灯）虽然相对完善，但是在诸如乡村、县城等区域，交通的参与者种类也会很多而且情况复杂，每个个体的行为都难以预估。对于这类复杂的交通场景，任何一个训练有素的、清醒的人类驾驶员都能够轻松解决这些问题并且顺利完成驾驶任务。但是对于无人驾驶系统而言，要处理这类场景就现阶段而言非常困难，这些复杂、变化多端的交通状况是实现全自动驾驶之路的最大障碍之一。
       无人驾驶的第二个难点则是由人类的法规和制度带来的。道路交通在不同的国家和地区呈现出各种各样的状态，如英国的驾驶习惯是左侧行驶，而中国的驾驶习惯是右侧行驶。并且，不同国家都有不同类型、符号的交通信号标志，其表示的含义也大为不同。这也就意味着，并不存在全球通用的无人驾驶系统，不同国家的道路法规、习俗都不尽相同，因此，无人驾驶系统也需要做“本地化”，如果全球通用，那么这个技术的成本、系统复杂性可谓是相当高了，也不现实。
       第三个障碍则来源于人们对于机器的“高期望”。人类能够容忍自身犯错，但是对于机器犯错容忍度却极低，而在第一点提到的复杂多变的驾驶场景下，无人车难免会犯错，比如在光线条件非常差的情况下识别不出路人，或者高精度地图里没有包含刚刚施工完成（但确实已经通车）的路段等，事实是当前的技术和算法（无论是机器人学科的理论还是人工智能方向的方法）都还远远无法满足大众对于无人车的高期望。
       第四个障碍来源于无人车的成本。经过百余年的发展，汽车工业已经将传统汽车的成本压缩到了极致，人们只需要几万元就能获得一辆汽车以及各种配置。但是无人驾驶系统为汽车引入了一笔不小的额外成本，其中包括各种新的传感器设备、计算设备、软件研发成本等，以目前在无人车的感知中应用最广泛的激光雷达为例，满足L4级别的激光雷达售价普遍在10万美元以上，仅仅这些传感器的硬件成本就已经远远超出了绝大多数车辆自身的价格了，而如何降低成本实现量产也是目前推动无人车商业化落地的一个重要研究课题。
       当然，在无人驾驶技术的道路上障碍还有很多。例如，无人驾驶法规急需完善、高昂的研发投入、安全性问题、复杂场景的感知、人工智能技术难题、量产规模等。无人驾驶技术在当前仍然充满挑战，换句话说，我们在无人驾驶领域仍然还有大量的技术研究工作要做，对于希望进入无人驾驶领域的读者而言，仍然有巨大的可以有所作为的空间。

12为什么需要无人驾驶

       无人驾驶技术之所以能够带来社会变革，其根本原因在于高度的无人驾驶能够从根本上改变人们的出行方式和生活方式，使人们的出行、生活方式更加智能化。研究表明，无人驾驶技术能够提高道路交通安全，以及缓解城市交通拥堵问题，随着无人驾驶技术在各个领域的应用，还将催生出一批新的产业链，创造大量的就业机会。

121提高道路交通安全

       2015年，全美约有35 092人死于车祸［2］，而在中国大约为26万人。我们以驾驶人口比例来估算的话，平均每行驶14 000多万千米就会发生一次事故死亡事件，人类驾驶员在一年发生车祸并死亡的平均概率为0011%，在一生中发生车祸并死亡的平均概率为088%。同时，每年约有260万人在道路交通事故中受伤。这也涉及数十亿美元的汽车修理费（仅限于免赔额）。如果我们能够减少25%的事故发生，将为社会节省一大笔费用开支。
引发道路交通事故的四大原因如下：
■     驾驶员分心，注意力不集中。
■     超速。
■     酒后驾驶。
■     鲁莽驾驶。
       但对于无人车，则不会存在上述问题。无人驾驶系统不会分心，人类坐在无人车上不管是发短信还是吃东西都不会影响车辆行驶。无人车也不会因为乘客赶时间而超速驾驶，它会严格按照交通法规非常平顺合理地将乘客送至目的地。无人车不会饮酒，也没有兴趣在公路上莽撞行驶、开“斗气车”等。种种研究表明，高度的无人驾驶系统能够大大提高道路交通的安全性，减少道路交通事故的发生［5］。