自動(dòng)駕駛時(shí)代：公路旅行的未來圖景

編輯/梅娣

自動(dòng)駕駛時(shí)代：公路旅行的未來圖景

編輯/梅娣

在2017年農(nóng)歷新年來臨之前，全球科技界也迎來一年一度的科技小年——國際消費(fèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)（簡稱CES）。本屆CES于北京時(shí)間2017年1月6日～9日舉行。

然而，好好的消費(fèi)電子展卻被汽車廠商們搶了風(fēng)頭。展覽會(huì)上，不僅有樂視投資的法樂第發(fā)布FF電動(dòng)量產(chǎn)車型，還有高通與大眾合作的驍龍820A芯片。此外寶馬、現(xiàn)代、本田、豐田都紛紛推出了自動(dòng)駕駛技術(shù)，各種概念車型讓人眼花繚亂。萬萬沒想到，好好的一個(gè)消費(fèi)電子展竟然被辦成了車展。

這是否意味著，自動(dòng)駕駛汽車時(shí)代即將到來。你看，優(yōu)步公司在美國匹茲堡和舊金山已有自動(dòng)駕駛車隊(duì)，谷歌母公司的無人駕駛汽車項(xiàng)目正在向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，這些都標(biāo)志著它在市場(chǎng)上出現(xiàn)的日子已經(jīng)不遠(yuǎn)了，美國聯(lián)邦政府也已開始發(fā)布自動(dòng)駕駛汽車應(yīng)該如何運(yùn)行的指南。

汽車如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛？

我們先來看看，自動(dòng)駕駛汽車的結(jié)構(gòu)。

在左下圖中，首先可以看到車頂?shù)睦走_(dá)裝置，它不斷旋轉(zhuǎn)，利用激光束來形成車周360度圖像。

其次是照相機(jī)。它利用多張圖像的視差探測(cè)各種物體間的距離，有助于識(shí)別移動(dòng)對(duì)象，例如行人和騎自行車的人等。

然后是多個(gè)雷達(dá)傳感器，它會(huì)探測(cè)車與周圍對(duì)象之間的距離。

最后是車載主計(jì)算機(jī)（內(nèi)置于后備箱中），它隨時(shí)分析傳感器收集的數(shù)據(jù)，比對(duì)已存儲(chǔ)的電子地圖來評(píng)估當(dāng)前情況。

這種汽車能看見什么？

汽車的傳感器能采集附近對(duì)象或物體的數(shù)據(jù)，比如其大小和移動(dòng)速度，然后根據(jù)其可能的行為將其分類，比如騎自行車者、行人、其他汽車和物體。

從下頁右上圖可以看到，紅色方框指騎自行車的人；黃色方框?yàn)樾腥?；粉色方框?yàn)槠渌嚕患t色“柵欄”則表示需要停車：綠色“柵欄”表示需要減速。

某些汽車已使用下列自動(dòng)駕駛功能

避免碰撞

基于雷達(dá)、激光系統(tǒng)或相機(jī)系統(tǒng)，對(duì)即將發(fā)生的碰撞發(fā)出警告。有些系統(tǒng)可識(shí)別誤入車道的行人。如果司機(jī)忽略警告，有些系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)剎車。

偏離車道警告

當(dāng)你的汽車開始偏離其所在車道時(shí)，有些系統(tǒng)通過蜂鳴器警告駕駛員，并對(duì)方向盤施加輕微的矯正方向力。

盲點(diǎn)探測(cè)器

使用攝像機(jī)或雷達(dá)來探測(cè)司機(jī)盲點(diǎn)中的車輛。在后視鏡或擋風(fēng)玻璃旁邊的車身支柱上發(fā)出聲音或打警告燈，提醒司機(jī)注意。

增強(qiáng)巡航控制

隨時(shí)與前方車輛保持預(yù)定距離。如果前方車輛減速，你的車也減速。如果有車進(jìn)入你的車道，你的車將與其保持距離。在前車挨后車的交通堵塞情況下有用。

自動(dòng)泊車功能

汽車使用相機(jī)或聲納系統(tǒng)，將自行駛?cè)胪＼囄?。但司機(jī)通常需要踩剎車、并按照指令行事。這種功能2003年首次出現(xiàn)在豐田普銳斯上。如今，寶馬、福特和許多其他公司的汽車也提供該功能。

汽車制造商正在加緊工作

美國特斯拉公司：2016年10月宣布，將為汽車安裝硬件，使其最終能全自動(dòng)駕駛。9月份該公司發(fā)布了對(duì)其有爭議的Autopilot（自動(dòng)巡航）選項(xiàng)的軟件新升級(jí)，此前，一輛特斯拉汽車在涉及自動(dòng)駕駛汽車、首次致人死亡的事故中撞了車。

美國通用汽車公司：2016年宣布將于一年內(nèi)在公路上測(cè)試自動(dòng)駕駛的電動(dòng)出租車。正在開發(fā)Super Cruise軟件，其功能類似于特斯拉的Autopilot。

美國福特汽車公司：宣布該公司打算在2021年研制出全自動(dòng)駕駛汽車，用于出租車或汽車共享服務(wù)。

美國菲亞特克萊斯勒公司：2016年5月，在與蘋果接觸之后，與Alphabet（谷歌）達(dá)成協(xié)議，將把Alphabet的自動(dòng)駕駛技術(shù)用于克萊斯勒面包車。

日本本田公司：2016年6月展示了幾部自動(dòng)駕駛汽車。公司已為其“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”申請(qǐng)專利，運(yùn)用該技術(shù)，能讓司機(jī)看到樹和柱子后面的人。

瑞典沃爾沃公司：在瑞典開始了一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，讓哥德堡居民使用自動(dòng)駕駛的XC90型汽車。來自試點(diǎn)項(xiàng)目的反饋可能會(huì)讓公司在倫敦和中國進(jìn)行下一步的公路試驗(yàn)。公司的自行駕駛項(xiàng)目正在匹茲堡與優(yōu)步展開合作。

技術(shù)公司及其他方面也不甘落后

美國谷歌公司：正在將其自動(dòng)駕駛汽車項(xiàng)目剝離到一家名為Waymo的新公司，意味著公司的工作已超越研究階段，準(zhǔn)備進(jìn)入商業(yè)化過程。

瑞典奧托立夫公司：這家世界上最大的安全氣囊供應(yīng)商正在與沃爾沃公司合資開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車。

美國英特爾公司：已與Mobileye和寶馬合作，將在2021年前開發(fā)出自動(dòng)駕駛汽車，以及可供給其他公司使用的技術(shù)。

以色列Mobileye公司：這是激光雷達(dá)以及自動(dòng)駕駛汽車上使用的相機(jī)設(shè)備和軟件的一家主要制造商。

nuTonomy公司：這家由美國麻省理工學(xué)院的兩位科學(xué)家在新加坡創(chuàng)辦的公司，在優(yōu)步開始匹茲堡測(cè)試其無人駕駛服務(wù)之前的幾天，就已開始提供自動(dòng)駕駛出租車服務(wù)。

美國運(yùn)輸部：發(fā)布了聯(lián)邦政府有關(guān)自動(dòng)駕駛車輛的政策，為汽車制造商制定了指南，提出了汽車之間互相通話的建議規(guī)則。

美國密歇根大學(xué)：在運(yùn)作Mcity，一個(gè)隸屬于大學(xué)交通改造中心的、面積約為13萬平方米的自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試設(shè)施。

在哪里可以乘坐自動(dòng)駕駛汽車？

2016年9月，優(yōu)步在匹茲堡推出了100輛可自動(dòng)駕駛的汽車（雖然它們都配有一名司機(jī)，以防萬一），讓該市成為乘客能打到自動(dòng)駕駛出租汽車的首座城市。2016年底，優(yōu)步開始讓乘客在舊金山能乘坐自動(dòng)駕駛汽車。

紐約布魯克林，展廳中的一輛特斯拉 Model S汽車。

特斯拉公司的技術(shù)比較獨(dú)特

特斯拉公司使用基于計(jì)算機(jī)視覺的車輛檢測(cè)系統(tǒng)，但據(jù)該公司的說法，這種技術(shù)不是為無需用手操作而設(shè)計(jì)的，該技術(shù)系統(tǒng)的有些部分尚未完成。特斯拉不使用激光雷達(dá)技術(shù)。

面對(duì)前方的攝像頭，利用圖像處理軟件可以檢測(cè)到車道線、交通標(biāo)志、信號(hào)燈、路標(biāo)等物體。

前向雷達(dá)用反射回來的微波來識(shí)別附近車輛的位置和速度，但不總能識(shí)別車輛的類型。

超聲波傳感器用反射回來的聲波來檢測(cè)與附近物體的距離。

全球定位系統(tǒng)通過與高精度地圖結(jié)合使用，可確定汽車在道路上的位置。

潛在危險(xiǎn)：自動(dòng)駕駛汽車的首次致命事故

2016年5月，40歲的喬舒亞·布朗坐在特斯拉S型車的駕駛員位子上被撞死之后，人們對(duì)該車Autopilot系統(tǒng)的防撞功能的安全性提出了一些問題。特斯拉在事故之后發(fā)布了軟件的新版本。

圖1

據(jù)掌握該系統(tǒng)一手知識(shí)的一名行業(yè)主管的說法，事故發(fā)生的部分原因可能是，避免碰撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使防撞功能只是在雷達(dá)和計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)一致認(rèn)為存在障礙物時(shí)才啟用。一些專家推測(cè)，使用激光雷達(dá)的汽車也許能避免那次撞車事故。但特斯拉的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克說，升級(jí)后的系統(tǒng)應(yīng)能避免撞車的發(fā)生。

國際消費(fèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)上亮相的自動(dòng)駕駛汽車

下面，讓我們看看在本文開頭提到的2017年國際消費(fèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)（CES）上，各家公司都推出了哪些新式自動(dòng)駕駛汽車。

1.法樂第發(fā)布首款量產(chǎn)電動(dòng)車：支付5000美元預(yù)訂 2018年交車（見圖1）

在性能方面，峰值功率可達(dá)到783千瓦、1050匹馬力，峰值扭矩超1800牛頓·米，電池包總?cè)萘砍^130kWh，一次充電的續(xù)駛里程超過700公里；在充電速度方面：FF 91最快可達(dá)到每小時(shí)超500英里（約合804公里）的充電速度，未來FF將以“自有+第三方”形式實(shí)現(xiàn)充電網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。

2.高通與大眾合作：驍龍820A將成大眾汽車“新心臟”（見圖2）

高通將和大眾合作，將自家的汽車級(jí)處理器驍龍820A 用于大眾生產(chǎn)的汽車上，以增強(qiáng)其在導(dǎo)航、汽車系統(tǒng)連接及音視頻等方面的應(yīng)用能力。據(jù)高通介紹，搭載了驍龍 820A 處理器的新型車載娛樂信息系統(tǒng)，將使得視頻處理能力更快，畫質(zhì)表現(xiàn)和功率效率可提高 40%。這款處理器還支持多個(gè)高分辨率顯示器，并且能夠通過藍(lán)牙或者 Wi-Fi 連接多個(gè)終端的音頻和視頻流。

3.CES上汽車搶鏡：寶馬新5系自動(dòng)駕駛原型車發(fā)布（見圖3）

這輛全新寶馬5系原型車整合了寶馬自動(dòng)駕駛研發(fā)項(xiàng)目中的一系列成果，在現(xiàn)有在售車型的駕駛輔助系統(tǒng)基礎(chǔ)上，寶馬對(duì)其進(jìn)行了一系列技術(shù)調(diào)整和升級(jí)，使得駕駛者無需長時(shí)間自行加速或剎車，也無需長時(shí)間將雙手放在方向盤上。而車載計(jì)算機(jī)也會(huì)不斷將車輛位置和周邊環(huán)境及高精度數(shù)字地圖進(jìn)行比對(duì)，從而讓車輛可以非常精確地保持在車道內(nèi)行駛，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

4.豐田CONCEPT-愛i亮相 2017年CES：有情感的概念車（見圖4）

豐田汽車在2017年CES展會(huì)上全球首發(fā)了一款概念車-CONCEPT-愛i，概念車尺寸不大，與國內(nèi)的老年代步車相近。此外CONCEPT-愛i采用了最新的“Yui”人工智能系統(tǒng)?！癥ui”人工智能系統(tǒng)就作為車主和汽車的“橋梁”，拉近兩者之間的關(guān)系。不僅如此，“Yui”還可以逐漸學(xué)習(xí)不同用戶的情趣以及喜好，可以做出相應(yīng)的反應(yīng)。

5.2017年CES最佳汽車：來自2020年的寶馬i Inside Future概念車（見圖5）

在2017年CES上，寶馬發(fā)布了全新的i Inside Future概念車，用以展示其未來內(nèi)裝設(shè)計(jì)和技術(shù)的研究發(fā)展方向。說是概念車，其實(shí)稱之為概念雕塑更加合適。寶馬此次帶來的概念車，傳達(dá)一種車融入生活的理念，家居化的車身配色與設(shè)計(jì)，以及在車地板上的一疊書籍，美好地詮釋了未來生活的場(chǎng)景。可以想象，在未來自動(dòng)駕駛得到普及之后，車輛與車輛之間的高度互聯(lián)帶來的交通事故比例降到零，車輛在被動(dòng)安全設(shè)計(jì)方面可以完全不用考慮的前提下，那時(shí)候?qū)汃R現(xiàn)在設(shè)想的場(chǎng)景就可以得以實(shí)現(xiàn)。

6.現(xiàn)代Ioniq亮相CES：用戶買得起的自動(dòng)駕駛汽車（見圖6）

這輛Ioniq自動(dòng)駕駛汽車沒有使用昂貴的360度激光雷達(dá)，現(xiàn)代使用三個(gè)更便宜的IBO LIDAR激光雷達(dá)——位于Ioniq的前方和側(cè)面，與此同時(shí)，現(xiàn)代在前后使用中程和遠(yuǎn)程雷達(dá)，以及在擋風(fēng)玻璃上的后視鏡附近安裝的四攝像機(jī)陣列。這些重疊的覆蓋范圍為道路提供了360度的視角，其成本遠(yuǎn)低于Google LIDAR系統(tǒng)。

7.2017年CES：NVIDIA發(fā)布自動(dòng)駕駛技術(shù)DRIVE PX 2平臺(tái)

英偉達(dá)DRIVE PX 2自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)平臺(tái)基于16nm工藝打造，功率250W，水冷散熱設(shè)計(jì)，支持12路攝像頭輸入、激光定位、雷達(dá)和超聲波傳感器，多個(gè)Drive PX 2平臺(tái)并行使用可以實(shí)現(xiàn)完全的自主駕駛。DRIVE PX 2的工作原理是：將外部傳感器獲取的數(shù)據(jù)加工，制成單個(gè)的高精度點(diǎn)云并上傳云端服務(wù)器，由超級(jí)計(jì)算機(jī)DGX-1融合成高精度地圖。此外，英偉達(dá)“NVIDIA DIGITS”端到端深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺(tái)也得到了發(fā)布，依靠DRIVE PX 2平臺(tái)和DGX-1計(jì)算機(jī)，每一輛車都能構(gòu)建自己的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。

從上面這些信息來看，2017年CES對(duì)于汽車廠商來說，已經(jīng)不是亮相概念車模型的舞臺(tái)，而是實(shí)打?qū)嵉募夹g(shù)干貨分享。這背后是大量電子科技在汽車領(lǐng)域融合與應(yīng)用的結(jié)果，機(jī)器視覺和人工智能發(fā)展讓自動(dòng)駕駛不再是癡人說夢(mèng)。說不定在若干年后，我們吃著火鍋唱著歌，汽車就把我們送達(dá)了目的地。

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6