日本的底力
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7.日本如何打造全自动驾驶社会

2018年11月1日,对于日本来说,是一个值得纪念的日子,因为这一天,日本版GPS定位系统正式投入使用。为此,日本政府举行了一个启用仪式,安倍首相出席仪式,并说了一句很重要的话:我们的生活已经离不开GPS定位系统,我们在世界上首次开启了数厘米误差的定位系统,日本的“引导”卫星揭开了历史新的一页。

大家知道,GPS全球定位系统是美国人研发的,几乎全世界都在用,也包括我们中国。而中国为了摆脱美国的控制,开始独自地构建与美国GPS定位系统相对抗的“北斗”全球定位系统,而且中国的这一“北斗”系统已经形成规模,并投入使用。

日本人钻了一个牛角尖,它不跟美国,也不跟中国玩全球定位,而只是玩区域定位,也就是说,日本版的GPS定位系统,只定位从俄罗斯远东地区到日本、东南亚地区和澳大利亚这一纵向的“8”字形区域。

安倍首相所说的“引导”卫星,是日本独自研发与发射的准天顶卫星的名称,目前已经发射了4颗。这4颗卫星一直移动在日本的上空,使得GPS信号不仅能够覆盖到地形复杂的山区,同时也能辐射到高楼林立的狭窄空间,使得GPS信号实现24小时垂直全覆盖。

为了搞清这一日本版GPS系统的先进性,我特地去采访了日本卫星测位利用推进中心,这是一个由日本政府相关部门和企业共同组成的GPS系统发展机构,他们告诉我日本版GPS系统的两大优越性,一是领先世界的精准度,二是信号的24小时垂直传送。

日本版GPS系统既是美国主导的GPS系统的补充,又是日本独自拥有的系统。11月1日开始正式投入使用的日本版GPS定位系统,它的精准度有多高?如果使用专门的信号接收器的话,定位误差从目前的10米,大幅缩小到几厘米,成为世界最高水准的民用定位系统。有人开玩笑说:“美国的GPS系统只能找到街道,而日本的GPS系统却能找到家门的钥匙孔。”

开汽车的各位读者朋友,一定会有这样的一个体验,无论你是使用高德导航,还是百度导航,有时候开车开到一个岔道前,往往等你开错了路,导航才温柔地告诉你:“靠左边道行驶。”为什么会出现这个问题?原因就是GPS的准天顶卫星不在你的头顶上,它给你的信号往往是一条斜线,那么这条斜线遭到高楼或者山体的阻挡后,会导致瞬间的失联。而日本版GPS定位系统,现在做到的是,每天24小时保证在日本的头顶上空有3颗准天顶卫星停留,这样可以保证GPS定位信号是一条垂直信号,即使你在东京这样高楼林立的地区,在大楼与大楼之间的小路上行驶,也能准确无误地接收到GPS的精准定位信号。

为了开发日本版GPS系统,日本政府迄今为止已经投入了2800亿日元(约175亿元人民币)。即使投入了这么多的财力,日本政府已经宣布,你只要拥有了GPS信号接收器,那么,信号接收与使用将全部免费。

为什么日本政府在这几年会投入如此巨大的财力来打造日本独自的GPS定位系统?理由很简单,为了迎接全自动驾驶时代的到来。

日本的丰田、本田、日产等汽车制造商已经完成了全自动驾驶汽车及其人工智能系统的打造,全自动驾驶汽车也已经开始投入商业运营。目前,全自动驾驶出租车已经在东京和横滨等城市上街载客。日本政府有一个很大的计划,就是要在2020年的东京奥运会上,选手村与比赛场地的所有来往车辆,均使用全自动驾驶汽车。同时也能够保证在东京,至少有5000辆全自动驾驶出租车行驶。

日本内阁府称,如果日本版GPS定位系统的误差能够达到几厘米的话,日本的全自动驾驶可以进入到“四级”(L4)的水准,而“L4”水准在国际上被认为是“完全自动化”水准。

日本政府计划到2023年,还要发射3颗“引导”卫星,使得日本上空的准天顶卫星达到7颗,定位误差几乎可以达到“零”。这样的话,能够保证日本在2023年全面进入全自动驾驶时代。

日本政府不仅要把东京奥运会开成一个展示日本科技实力与制造业尖端水准的“科技奥运”,同时要向世界宣布:日本已经开启全自动驾驶时代,并催生新兴的AI产业。

在日本版GPS定位系统启用的当天,三菱电机公司开始出售定位误差在6厘米以内的高精度信号接收器。目前的价格虽然高达100万日元(约6万元人民币),但是,车载GPS定位仪的最终价格,将会降到数万日元(数千元人民币)。

日立制作所也从11月开始,开始接受面向规模性生产农户的无人驾驶农用耕种机的订购。这家公司利用日本版GPS定位系统在澳大利亚农场实施的无人农用耕种机的使用实验,结果显示误差均在10厘米以内,这些农机今后可以承担耕田、灌水、施肥、插秧、收割的无人化作业,解决农村劳动力短缺的问题,并使得农业进一步现代化和规模化。

孙正义领导的软银集团和日本村田制作所使用这一日本版GPS定位系统,开始在京都府宇治市进行全自动驾驶车辆的道路检修无人化试验。道路有没有渗水、基础有没有出现塌陷、道路下有没有存在空洞化等,都需要专业车辆边行驶边检测。那么,如果可以使用无人驾驶检测车自个儿整天去转悠,可以节约大量的检测成本,同时提高检测的效率。

日本的无人机系统开发公司Sensyn-robotics与日本最大的移动通信公司NTT-DOCOMO,在山区开始进行无人机的遇难者搜寻实验。

日本多家企业还在与海上保安厅合作,对船舶安装自动驾驶系统,船长可以打着瞌睡,把船顺利地开到目的港湾。

日本卫星测位利用推进中心预测,到2025年,仅在日本国内,将会催生24000亿日元(约1500亿元人民币)的“GPS市场”,单车载定位系统服务市场的规模就会达到4000亿日元(约250亿元人民币)。而日本版GPS定位系统也将覆盖东南亚和澳大利亚、新西兰地区,在这些地区的经济效益也会达到23000亿日元(约1437亿元人民币)。

但是,日本版GPS定位系统也存在三大问题:一是高精度信号接收器的价格目前偏高,如何降低成本,实现全社会普及,这是一大课题;二是接收器的小型化,目前的接收器的基板为10厘米见方,跟手机一般大,如果今后要植入手机或者手表中,那么还需要精细化;三是日本版GPS定位系统的精准信息,主要还是覆盖日本、东南亚和澳大利亚,无法为全球提供服务。

目前,全球定位系统主要有美国开发的GPS定位系统、欧洲开发的“伽利略”定位系统,中国开发的“北斗”定位系统,说到底,日本这套系统还是依附于美国的GPS系统,但是,日本借船出海,花少量的钱,不与中美搞竞争,只关注自己的一亩三分地,精心打造主要服务于本国市场的日本版GPS系统,这就是日本的实用主义与现实主义的思维模式。

日本这个国家总是闷声不响地悄悄地往前走,有了这套日本版GPS系统,再加上日本的全自动驾驶汽车、农机的制造技术也是引领世界,AI系统开发与使用也走在世界前列,因此,日本政府预估,日本可能会成为世界第一个全面跨入全自动驾驶时代的国家。