自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)簡(jiǎn)史 從人工智障變?nèi)斯ぶ悄?/h1>
【太平洋汽車(chē)網(wǎng) 技術(shù)頻道】當(dāng)?shù)罔F入站后停歪了,屏蔽門(mén)擋住半個(gè)列車(chē)出口,被擠成沙丁魚(yú)的上下車(chē)乘客都會(huì)吐槽司機(jī)不會(huì)開(kāi)車(chē)。
實(shí)際上,這次泊車(chē)是由電子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、運(yùn)算、操作的,系統(tǒng)通過(guò)傳感器了解車(chē)輛的速度、位置、載荷并數(shù)字化控制其制動(dòng)過(guò)程,只不過(guò)有時(shí)候精度并不如意罷了。但若換地鐵司機(jī)來(lái)開(kāi),誤差就大到?jīng)]邊了,門(mén)縫可能小到魯豫姐都擠不進(jìn)去。
因?yàn)楣糯r(nóng)業(yè)社會(huì)生產(chǎn)力落后,只有大富人家才坐擁馬匹與馬車(chē)。與農(nóng)家不同,自帶大型動(dòng)物濃烈氣味的馬匹不會(huì)停泊到主人家隔壁(畢竟大宅子占地面積大),一般會(huì)在用木制或石制的拴馬樁固定在府邸大門(mén)附近。
有些石制拴馬樁比較豪華,上頭的方形石柱還雕刻有吉祥如意的祥瑞,一般是對(duì)應(yīng)其階級(jí)的神獸(雕龍會(huì)掉腦袋的)。
1906年,英國(guó)傳奇女賽車(chē)手多蘿西·萊維(Dorothy Levitt)創(chuàng)造了女性駕駛者最高車(chē)速,并在1909年發(fā)布的《The Woman and The Car》一書(shū)中描述了使用化妝鏡觀察后方的方法。
看圖吧,Dorothy女神怎么可能離得開(kāi)化妝鏡呢?
以上是泊車(chē)小史,我們今天要聊更先進(jìn)的自動(dòng)泊車(chē),因此必須從自動(dòng)化定位技術(shù)的鼻祖?zhèn)冮_(kāi)始說(shuō)。
巡航導(dǎo)彈是最早的自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)的集大成者。筆者在此前文章中提到過(guò),德軍的V1巡航導(dǎo)彈用陀螺儀、空速計(jì)、機(jī)械計(jì)時(shí)器、高度儀組成慣性制導(dǎo)系統(tǒng),工程師根據(jù)A/B兩地的地圖坐標(biāo)設(shè)定飛行方向和時(shí)間, 飛行夠預(yù)定時(shí)間后自動(dòng)切斷油路,導(dǎo)彈失去動(dòng)力掉下去,自動(dòng)停入擬定的“泊位”——可能是某座倫敦建筑的屋頂。
當(dāng)然,這種離線(xiàn)式定位技術(shù)比較菜,有時(shí)候飛離目標(biāo)二三十公里最終轟掉一個(gè)小山包,山包上正吃草的英格蘭薩??搜蛞矝](méi)理解到為什么吃個(gè)草都能被五雷轟頂。
支線(xiàn)任務(wù)做完,我們現(xiàn)在回到主線(xiàn)上面來(lái)。
自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)分為兩大類(lèi),定義并不相同:
自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)(APS,Automated Parking System)
APS是一種自動(dòng)泊車(chē)的空間結(jié)構(gòu),利用自動(dòng)升降機(jī)將車(chē)輛塞進(jìn)狹窄的泊車(chē)位,大眾就比較喜歡用這種結(jié)構(gòu)來(lái)置放新生產(chǎn)出來(lái)的商品車(chē)。
在廣州遠(yuǎn)洋大廈就有一套很老的APS,小時(shí)候看著老爸把車(chē)子開(kāi)進(jìn)一個(gè)泊位之后,下車(chē)離場(chǎng),工作人員按動(dòng)開(kāi)始按鈕,下部轉(zhuǎn)盤(pán)就會(huì)旋轉(zhuǎn)90°之后,再用傳輸帶和升降機(jī)塞到地庫(kù)泊位中。取車(chē)時(shí),反而行之即可。
泊車(chē)輔助系統(tǒng)(PAS,Parking Assist System)
自動(dòng)泊車(chē)輔助(APA,Auto Parking Assist)
遠(yuǎn)程遙控泊車(chē)(RPA,Remote Parking Asist)
自動(dòng)代客泊車(chē)(AVP,Automated Valet Parking)
以上幾種都是汽車(chē)自帶的自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng),車(chē)輛通過(guò)視覺(jué)與位置傳感器識(shí)別車(chē)位、計(jì)算路線(xiàn),再通過(guò)PAS/APA/RPA/AVP完成泊車(chē)入位工作。
目前業(yè)界總把APS和以上四個(gè)混淆,算不上錯(cuò)誤,只是概念分割不清。因此筆者寫(xiě)一個(gè)前提:下文我們聊的自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)均指的是PAS/APA/RPA/AVP(車(chē)載的泊車(chē)輔助系統(tǒng)),而非APS(供車(chē)輛使用的空間)。
其中,我們最常用到的APA也分F-APA全自動(dòng)泊車(chē)輔助和Semi-APA半自動(dòng)泊車(chē)輔助。
下面我們針對(duì)自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)的幾樣核心技術(shù)進(jìn)行探討:
位置傳感器的作用是“讓系統(tǒng)知道車(chē)子在環(huán)境中的什么位置”,目前最常用的位置傳感器是“超聲波雷達(dá)”,聽(tīng)起來(lái)很牛,其實(shí)就是倒車(chē)?yán)走_(dá)而已,去途虎300多塊能裝前后8個(gè)的……
因?yàn)檫@種小雷達(dá)的工作頻率高于20kHz(人耳聽(tīng)覺(jué)上限),準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是40kHz、48kHz、58kHz三選一,所以人耳是聽(tīng)不到它們工作的,滴滴滴那個(gè)是倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的蜂鳴器而已。
開(kāi)過(guò)大型豪華車(chē)的朋友應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn),車(chē)子不止前后有雷達(dá),兩側(cè)也有。你沒(méi)感受錯(cuò),前后的UPA倒車(chē)?yán)走_(dá)的工作范圍在0.15-2.5m之間(下圖白色),兩側(cè)的APA雷達(dá)則在0.3-5.0m(下圖藍(lán)色)之間,這兩種雷達(dá)在自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)中都是主要功臣。
視覺(jué)傳感器就是攝像頭,以前我們有車(chē)載的后視攝像頭,現(xiàn)在有很多車(chē)都裝載了全景攝像頭,與自動(dòng)駕駛相關(guān)度最高的前置高清視攝像頭則分為單目、雙目、三目,目數(shù)越大就能覆蓋越多的焦段。
在自動(dòng)泊車(chē)領(lǐng)域,單靠視覺(jué)方案是可以實(shí)現(xiàn)的,問(wèn)題是攝像頭在惡劣天氣和低亮度環(huán)境中工作就很容易拉胯,必須配合超聲波雷達(dá)/毫米波雷達(dá)才能精準(zhǔn)定位。
寶馬X5(G05)上就試過(guò)“即時(shí)定位與地圖構(gòu)建”技術(shù)(SLAM,Simultaneous Localization And Mapping)的基礎(chǔ)版本,用起來(lái)很方便。
哈弗H6都裝備了SLAM原路返回功能(循跡倒車(chē)輔助),當(dāng)駕駛者錯(cuò)誤駛?cè)胍粭l狹窄道路無(wú)法動(dòng)彈時(shí),一鍵即可原路返回,其中寶馬的原路返回可以執(zhí)行50m。
奔馳S級(jí)也有類(lèi)似的配置。AVP還分“提前學(xué)習(xí)”和“當(dāng)場(chǎng)學(xué)習(xí)”兩種,前者需要經(jīng)過(guò)SLAM系統(tǒng)訓(xùn)練之后(之前到過(guò)這進(jìn)行地圖建模了)才能用,后者只需駕駛員開(kāi)到停車(chē)場(chǎng)就可以離席,車(chē)子自己找車(chē)位泊入,從SAE分級(jí)來(lái)看屬于L4(法規(guī)是否允許那是另一回事)。