自動(dòng)駕駛汽車(chē)（Autonomous vehicles；Self-piloting automobile ）又稱無(wú)人駕駛汽車(chē)、電腦駕駛汽車(chē)、或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是一種通過(guò)電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的智能汽車(chē)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)的研發(fā)，在20世紀(jì)也已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，于21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實(shí)用化的趨勢(shì)。

　　前不久，Uber在美國(guó)舊金山開(kāi)通了自動(dòng)駕駛汽車(chē)服務(wù)。谷歌的母公司Alphabet幾乎同一時(shí)間對(duì)外宣布：將自動(dòng)駕駛項(xiàng)目從X實(shí)驗(yàn)室拆分出來(lái)，以Waymo的名字獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。美國(guó)聯(lián)邦政府開(kāi)始針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)制定官方的行業(yè)規(guī)范。這一系列的消息都在向我們說(shuō)明：自動(dòng)駕駛距離廣大普通消費(fèi)者的生活越來(lái)越近了。

　　然而所謂的自動(dòng)駕駛，究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？小編將在這篇文章中做一個(gè)全面的解答。

　　主要零部件

　　如圖所示，一般的自動(dòng)駕駛汽車(chē)通常都會(huì)具備如下的4種主要零部件。

　　激光雷達(dá)：工作過(guò)程中會(huì)一直旋轉(zhuǎn)，通過(guò)激光束探測(cè)的方式生成汽車(chē)周?chē)h(huán)境的360度成像信息。

　　攝像頭：利用多攝像頭的成像視差來(lái)測(cè)算周?chē)矬w和汽車(chē)之間的距離。同時(shí)也被用來(lái)識(shí)別紅綠燈和各種交通指示牌，以及周?chē)男腥撕妥孕熊?chē)等物體。

　　無(wú)線傳感器：與攝像頭協(xié)同工作，通過(guò)無(wú)線信號(hào)直接探測(cè)周?chē)幬矬w距離汽車(chē)的精確距離。

　　主控系統(tǒng)：通常位于汽車(chē)的尾箱，用于處理各種傳感器的感知信號(hào)，并與預(yù)先存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)的地圖數(shù)據(jù)對(duì)比，評(píng)估自動(dòng)駕駛汽車(chē)的實(shí)時(shí)狀況。

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)究竟看到了什么？

　　通過(guò)各種傳感器的協(xié)同作用，自動(dòng)駕駛汽車(chē)將收集到周?chē)矬w的一系列相關(guān)信息——例如體積大小、運(yùn)行速度等。之后，主控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這些物體的運(yùn)動(dòng)特征將其分類(lèi)并顯示出來(lái)。例如用紅色的方塊代表自行車(chē)，用黃色的方塊代表行人，紫色的方塊代表機(jī)動(dòng)車(chē)等（如上圖所示）。

　　一些你可能用過(guò)的自動(dòng)駕駛特性

　　防碰撞系統(tǒng)

　　有些普通汽車(chē)已經(jīng)具備了自動(dòng)防碰撞的功能。這些汽車(chē)可以利用車(chē)身的無(wú)線傳感器、激光雷達(dá)或者攝像頭判斷前方的物體，并提前剎車(chē)。有些系統(tǒng)還能區(qū)分前方的物體到底是行人還是其他車(chē)輛。如果駕駛員一不小心忽略了警告信息，一部分系統(tǒng)會(huì)在碰撞發(fā)生之前強(qiáng)制停車(chē)。

　　變道警告

　　有些汽車(chē)可以防止駕駛員變道，從而避免由此引發(fā)的危險(xiǎn)。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)試圖變道時(shí)，這些車(chē)輛會(huì)發(fā)出蜂鳴警告，或者亮起警告指示燈，有些系統(tǒng)甚至?xí)?qiáng)制性地微調(diào)方向盤(pán)，將汽車(chē)引回自己原本的車(chē)道。

　　盲區(qū)探測(cè)

　　有些汽車(chē)可以利用無(wú)線傳感器或者攝像頭探測(cè)駕駛員視線盲區(qū)的物體，一旦發(fā)現(xiàn)有其他車(chē)輛或者行人靠近，就會(huì)發(fā)出蜂鳴警告，或者亮起警告指示燈。例如有些系統(tǒng)探測(cè)到右后方有車(chē)輛靠近時(shí)，就會(huì)在右側(cè)后視鏡或者擋風(fēng)玻璃右側(cè)的支柱上顯示警告信息。

　　自動(dòng)巡航

　　有些汽車(chē)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的距離，與前方車(chē)輛保持相對(duì)車(chē)距恒定不變，當(dāng)前方車(chē)輛加速時(shí)，自動(dòng)巡航的車(chē)輛也會(huì)跟著加速，反之也會(huì)跟著減速。如果在巡航過(guò)程中有其他車(chē)輛匯入，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整車(chē)速，與后來(lái)加入的車(chē)輛依舊保持預(yù)先設(shè)定好的車(chē)距。這一功能在塞車(chē)長(zhǎng)隊(duì)中非常適用。

　　自動(dòng)停車(chē)

　　現(xiàn)在許多汽車(chē)都具有自動(dòng)停車(chē)功能，具有這一功能的車(chē)輛可以根據(jù)車(chē)身的超聲波傳感器和攝像頭自動(dòng)控制汽車(chē)停靠在既定的停車(chē)位，而不需要駕駛員的介入（但也有需要駕駛員按照語(yǔ)音命令手動(dòng)操作的情況）。這一功能最早出現(xiàn)在2003年的豐田Prius車(chē)型，后來(lái)逐漸推廣，現(xiàn)在包括寶馬、福特和其他眾多品牌都有這一功能。

　　各大汽車(chē)廠商的自動(dòng)駕駛現(xiàn)狀

　　特斯拉

　　今年10月，特斯拉宣布未來(lái)旗下的車(chē)型將配備足夠的硬件裝置，使得這些汽車(chē)擁有完整的自動(dòng)駕駛能力，而不是現(xiàn)在的自動(dòng)巡航（Autopilot）。此前，特斯拉剛剛針對(duì)首起自動(dòng)駕駛車(chē)禍致死案進(jìn)行了自動(dòng)巡航功能的軟件系統(tǒng)升級(jí)。

　　通用

　　今年1月，通用向美國(guó)第二大打車(chē)應(yīng)用Lyft投資5億美元研發(fā)自動(dòng)駕駛，隨后又對(duì)外宣布將于年內(nèi)在公開(kāi)道路上測(cè)試具備自動(dòng)駕駛功能的出租車(chē)。此外，通用還在今年3月份花費(fèi)10億美元收購(gòu)了自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司Cruise Automation。據(jù)了解，目前通用正在研發(fā)一套名為Super Cruise的自動(dòng)巡航系統(tǒng)，類(lèi)似于特斯拉的Autopilot。

　　福特

　　今年8月，福特宣布將于2021年實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛汽車(chē)的大規(guī)模商用。據(jù)稱，福特目前正在與4家自動(dòng)駕駛技術(shù)相關(guān)的初創(chuàng)公司合作，或者已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了投資。而且福特最近正在擴(kuò)張自家在硅谷的自動(dòng)駕駛研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

　　克萊斯勒

　　今年5月，克萊斯勒宣布與谷歌母公司Alphabet達(dá)成合作，將后者的自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)用于自家的廂式旅行車(chē)上。目前，Alphabet在克萊斯勒的總部密歇根州設(shè)有聯(lián)合研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。

　　本田

　　今年6月，本田謳歌在美國(guó)加州的GoMentum Station自動(dòng)駕駛汽車(chē)測(cè)試場(chǎng)展示了多款自動(dòng)駕駛汽車(chē)。有專(zhuān)利顯示，本田目前正在研究通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)讓駕駛員看到障礙物背后的物體。

　　沃爾沃

　　今年9月，沃爾沃在瑞典哥德堡開(kāi)啟了一項(xiàng)針對(duì)旗下XC90車(chē)型的自動(dòng)駕駛改裝計(jì)劃。有傳言稱，沃爾沃還計(jì)劃在倫敦和中國(guó)展開(kāi)更多的自動(dòng)駕駛測(cè)試。同時(shí)，沃爾沃已經(jīng)與Uber達(dá)成合作，目前正在美國(guó)匹茲堡進(jìn)行自動(dòng)駕駛項(xiàng)目的聯(lián)合研發(fā)。

　　其他企業(yè)（機(jī)構(gòu)）的自動(dòng)駕駛現(xiàn)狀

　　谷歌

　　谷歌于12月中旬對(duì)外宣布，將自動(dòng)駕駛項(xiàng)目從X實(shí)驗(yàn)室拆分出來(lái)，以Waymo的名字獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。分析認(rèn)為，這說(shuō)明谷歌在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域多年的研究已經(jīng)順利跨過(guò)了實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，正式步入了大規(guī)模商業(yè)化。

　　蘋(píng)果

　　蘋(píng)果的造車(chē)計(jì)劃一直充滿了神秘感。今年9月，根據(jù)三位知情人士的透露，蘋(píng)果已經(jīng)暫停了自動(dòng)駕駛項(xiàng)目Titan，并展開(kāi)了大規(guī)模裁員。但隨后不久，又有媒體爆料，蘋(píng)果已經(jīng)和全球知名的英國(guó)賽車(chē)制造商邁凱倫展開(kāi)洽談，計(jì)劃對(duì)后者進(jìn)行投資，共同推進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)。同時(shí)，也有爆料稱蘋(píng)果打算收購(gòu)一家位于美國(guó)舊金山的自動(dòng)平衡摩托車(chē)初創(chuàng)公司Lit Motors。

　　Autoliv

　　Autoliv是一家位于瑞典的汽車(chē)安全設(shè)備制造商，全球絕大多數(shù)的汽車(chē)安全氣囊都來(lái)自這家公司。今年9月，Autoliv宣布與沃爾沃展開(kāi)合作共同研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車(chē)。

　　英特爾和Mobileye

　　今年7月，英特爾、Mobileye、寶馬公司宣布展開(kāi)合作，共同進(jìn)行自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)，并計(jì)劃于2021年將這一技術(shù)投入商用。

　　對(duì)于英特爾和寶馬，大家可能并不陌生，這里單獨(dú)介紹一下Mobileye。該公司是全球知名的車(chē)載激光雷達(dá)和攝像頭設(shè)備、軟件制造商，總部位于以色列，在全球ADAS（汽車(chē)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)）OEM（整車(chē)配套）市場(chǎng)具有壟斷地位，在汽車(chē)圖像檢測(cè)和處理領(lǐng)域具有全球領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。包括特斯拉、奔馳、寶馬和沃爾沃等眾多知名的汽車(chē)廠商都是Mobileye的客戶。

　　nuTonomy

　　nuTonomy是一家從麻省理工分離出來(lái)的創(chuàng)業(yè)公司，主要從事無(wú)人駕駛出租車(chē)的研發(fā)。今年8月，nuTonomy領(lǐng)先Uber在新加坡展開(kāi)了全球首次無(wú)人駕駛出租汽車(chē)的公開(kāi)測(cè)試。

　　美國(guó)交通運(yùn)輸部

　　今年9月，美國(guó)交通運(yùn)輸部發(fā)布了“聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車(chē)條例”，針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)在制造和研發(fā)中的各種問(wèn)題做出了明確規(guī)定。另外，該部門(mén)還在今年12月制定了一條新規(guī)，要求所有新款轎車(chē)和卡車(chē)都必須配備通訊裝置，實(shí)時(shí)上傳自身的行駛速度、地理位置以及目的地。

　　美國(guó)密歇根大學(xué)

　　今年7月，美國(guó)密西根大學(xué)宣布接手原本隸屬于通用集團(tuán)的Willow Run建筑群（二戰(zhàn)期間福特曾在此地生產(chǎn)B-24轟炸機(jī)）。密歇根大學(xué)計(jì)劃將此地改造成全美最大的自動(dòng)駕駛汽車(chē)測(cè)試基地，并將之命名為美國(guó)移動(dòng)中心（American Center for Mobility）。

　　在哪可以乘坐自動(dòng)駕駛汽車(chē)

　　今年9月，Uber在美國(guó)匹茲堡開(kāi)通了面向普通民眾的自動(dòng)駕駛出租車(chē)服務(wù)。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，當(dāng)時(shí)可以提供此項(xiàng)服務(wù)的汽車(chē)只有100輛，并且為了防止意外狀況的發(fā)生，每一輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)在提供服務(wù)時(shí)都配備了一位安全駕駛員。12月中旬，Uber在美國(guó)舊金山開(kāi)通了全美第二個(gè)自動(dòng)駕駛服務(wù)點(diǎn)。因此，在美國(guó)境內(nèi)想要嘗試一下自動(dòng)駕駛汽車(chē)的小伙伴，目前有匹茲堡和舊金山兩個(gè)選擇。

　　特斯拉有什么不同

　　特斯拉專(zhuān)屬的Autopilot沒(méi)有使用常見(jiàn)的激光雷達(dá)技術(shù)，而是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別。根據(jù)該公司的介紹，Autopilot并非完整的自動(dòng)駕駛，它要求駕駛員在使用過(guò)程中雙手不能離開(kāi)方向盤(pán)。特斯拉Autopilot的技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下的4個(gè)方面。

　　前置攝像頭：通過(guò)前置攝像頭，主控系統(tǒng)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)識(shí)別出車(chē)道邊緣的分界線、路邊的交通標(biāo)識(shí)以及其他物體。

　　前置雷達(dá)：通過(guò)微波反射原理探測(cè)車(chē)速和周邊環(huán)境，但有時(shí)準(zhǔn)確度不高。

　　超聲波傳感器：通過(guò)超聲波反射原理探測(cè)周?chē)矬w的距離。

　　GPS：聯(lián)合內(nèi)置的高精度地圖，GPS可以準(zhǔn)確定位汽車(chē)的實(shí)時(shí)位置。

　　潛在危險(xiǎn)：首起自動(dòng)駕駛交通事故致死

　　今年5月，在美國(guó)佛羅里達(dá)州的一個(gè)路口，來(lái)自俄亥俄州的40歲男子Joshua Brown“駕駛”的特斯拉Model S與一輛卡車(chē)發(fā)生勐烈撞擊，事故導(dǎo)致他不幸身亡。當(dāng)時(shí)，他駕駛的Model S正處于自動(dòng)駕駛（Autopilot）模式，Joshua Brown由此成為了因特斯拉Autopilot致死的第一人。隨后，特斯拉對(duì)Autopilot發(fā)布了一系列的軟件系統(tǒng)升級(jí)。

　　據(jù)專(zhuān)家分析，此次交通事故的成因可能是由于事故發(fā)生時(shí)特斯拉的防撞系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生作用。因?yàn)樘厮估姆雷蚕到y(tǒng)必須要滿足微波雷達(dá)探測(cè)和計(jì)算機(jī)圖像分析的結(jié)果達(dá)成一致才能啟動(dòng)，而當(dāng)時(shí)的情況可能并不滿足。專(zhuān)家認(rèn)為，如果特斯拉使用了激光雷達(dá)，或許就能避免此類(lèi)事故的發(fā)生。但特斯拉的創(chuàng)始人兼CEO Elon Musk隨后公開(kāi)表示，進(jìn)行軟件升級(jí)后的Autopilot已經(jīng)足夠安全。