[首發于智駕最前沿微信公眾號]在很多人的常規認知中，開車就是“踩油門”、“踩剎車”以及“轉方向盤”這些非常常見的動作，對于自動駕駛汽車來說，其實也是為了實現這些功能。看似簡單的步驟，為什么實現起來并不是那么容易？自動駕駛汽車為何發展這么多年，還是沒有實現L5？今天智駕最前沿就來和大家聊聊這個話題。

車輛的運行軌跡看似簡單，但并不是簡單地“往前跑”或“停下來”那么簡單。任何一次加減速，都與車輛的質量、輪胎與路面的摩擦系數、發動機或電機的響應特性密切相關。車輛在起步時需要克服靜摩擦，而在高速行駛中又要對抗空氣阻力及滾動阻力；同樣地，制動時需要將動能迅速、安全地轉化為熱能或電能，而減速的速率不能過快，否則乘客會感到不適，甚至導致車輛失控。這其中，對物理模型的精確建模與實時計算，是實現平順加減速的第一道難關。

若想將這一運動學與動力學模型轉化為控制指令，就需要深度了解控制工程相關的技術。在人工駕駛中，駕駛員通過感覺踏板的力道和方向盤的轉角，憑經驗完成平滑的加減速和轉向；但在無人駕駛系統中，控制器必須根據來自雷達、攝像頭、超聲波傳感器等多源信息，計算出具體的加速度、制動力及轉向角，并實時通過電子油門、電子制動和電動助力轉向執行。任何計算延遲、傳感器誤差或執行器抖動，都可能導致車輛行為與預期不符，甚至發生危險。

感知能力的不足，是自動駕駛面臨的一大瓶頸。主動安全系統需要對前方、側方乃至車身盲區的動態環境進行精準感知，前方車輛的加減速意圖、行人的突發橫穿、道路標志的微小變形，都要被可靠地捕捉與理解。尤其在加速或減速過程中，環境的相對速度變化更為劇烈，對傳感器的幀率、分辨率和算法的響應速度提出了極高要求。激光雷達能提供高精度的點云，但在雨霧天氣中易受干擾；攝像頭圖像直觀但受光照影響大；毫米波雷達抗干擾能力強，卻難以提供高分辨率的環境特征。如何多傳感器融合，彌補單一傳感器的不足，仍是亟待解決的關鍵。

在轉彎動作中，車輛不僅要改變行駛方向，還要兼顧車輛側傾、輪胎側偏力以及懸掛系統的動態響應。高速轉彎時，離心力促使車身向外側傾斜，如果控制不當，就會出現打滑或翻車的風險；低速轉彎時，則要確保轉向半徑滿足路面寬度和障礙物情況。為了實現安全可靠的轉彎，無人駕駛系統需要在路徑規劃與實時控制之間取得平衡，一方面要按照預設軌跡執行轉向，另一方面又要對前方突發事件迅速做出調整。

為了讓自動駕駛汽車可以正常行駛，路徑規劃與決策的準確性不可忽視。自動駕駛系統要根據實時交通流、交通信號、道路拓撲，以及法律法規約束，生成加速、減速和轉向的整體方案。如當前方道路出現擁堵或事故時，規劃模塊需決定是否減速、變道或繞行；在紅綠燈路口，還要根據燈色、車速和與其他車輛的距離，計算出最優的制動或加速方案。這個過程不僅要求算法高效，更要具備在海量場景中進行權衡的能力，避免陷入“決策抖動”或“猶豫不決”的狀態。

現實道路環境的高度不確定性，則對自動駕駛系統提出了更高的要求。路面可能因雨雪結冰而摩擦系數驟降，也可能因坑洼而導致車輛動態響應突變；行人、非機動車隨意穿插；甚至其他車輛在加減速與轉向過程中做出危險動作。無人駕駛系統必須在各種極端與異常場景下，依然保持對車輛動作的精準掌控。這需要算法具備極強的魯棒性，同時還要配備冗余設計，以防核心模塊失效。

時延與帶寬的限制，也是自動駕駛不可忽視的一環。感知數據的采集、傳輸、處理到控制命令下發，每一步都存在微秒級到毫秒級的延遲。加速、制動與轉彎動作，對實時性要求尤為苛刻，太遲發出的制動命令可能導致追尾事故；太慢的轉向調整會錯失最佳入彎時機。為了降低時延，自動駕駛系統常在車載端部署高性能計算平臺，但這仍無法完全消除傳感與執行之間的時差。

此外，乘客的舒適性與安全性往往存在矛盾，這需要自動駕駛系統可以順暢地完成駕駛過程。若自動駕駛系統過于謹慎，頻繁的急減速或急轉彎會讓乘客感到不適；若自動駕駛系統過度追求舒適，又可能在緊急情況下無法提供足夠的制動力或轉向力。因此，加減速與轉彎的目標曲線，并非簡單的平滑函數，而是需要在安全與舒適之間不斷權衡，實時調整控制策略。

在設計自動駕駛系統時，即便寫的自動駕駛規則再精細，但也無法囊括所有現實細節，尤其是隨著自動駕駛汽車的行駛，車輛自身的參數也會變化，對于人類駕駛員來說，這些變化可能影響不大，但對于自動駕駛汽車來說，這些變化則需要自動駕駛系統的一些參數可以根據變化隨時調整。如輪胎的實際摩擦系數會隨溫度、磨損程度而變化；路面斜度、橫坡度在地圖數據中也常有偏差。無人駕駛系統必須對這些不確定性進行在線估計與自適應校正，才能保證在各種環境下都能做出準確的加減速與轉彎決策。

總而言之，自動駕駛在加速、減速和轉彎這三大基礎動作上看似簡單，卻囊括了從物理建模、感知融合、路徑規劃、實時控制，到環境魯棒性、安全舒適性權衡等多重技術難題。每一個環節的差錯，都可能導致系統整體性能的大幅下降，甚至帶來安全風險。正因如此，雖然自動駕駛技術在不斷發展，但要實現高可靠度、全場景的無人駕駛，還有一段漫長而曲折的道路需要探索。未來，隨著計算能力與算法的持續進化，相信這些難題終將被逐步攻克，為我們帶來真正安全、便捷的自動駕駛體驗。

審核編輯 黃宇