汽車自動駕駛技術有多遠

汽車自動駕駛技術有多遠

Autopilot

今天的汽車給人們的生活提供了極大的舒適、便利和自由，但相比公共交通一直有一項額外的成本，即人們要學習駕駛汽車，并承擔駕駛過程中的各種負擔。有些時候，我們選擇公共交通工具、不是因為它更便宜或更快，只是因為不想開車太累太緊張，還需要留出中途休息的時間。此外，人作為高度不確定的系統，也給道路安全帶來了很大的風險。根據統計，超過90%的交通事故都跟人為失誤有關。汽車自動駕駛技術就為解決這些問題提供了新思路。

自動駕駛雖然聽起來很科幻，但其實離我們并不遠。美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）將自動駕駛技術分為四個等級。第1級其實就是通過電子輔助針對某些特定操作的自動化以及為駕駛提供更多的信息，比如電子穩定程序、自動擋、定速巡航、盲區提示、倒車雷達等等，已經為我們所熟悉。而第2級是在人監控下的部分自動駕駛，包括自適應巡航、車道保持、主動避險、自動泊車等功能，也已出現在一些高端車型上。

這之后才是真正的革命。第3級自動駕駛技術，是在相對簡單的路況，比如高速公路或者城市快速路上跟車時，實現全自動駕駛，在復雜路況，比如駛入高速公路以及行人和自行車較多的路段，行車電腦會提示駕駛員介入。目前的技術已經能夠實現這個程度的自動化，但是如果要商用化，可靠性還需要進一步檢驗。

第4級將是完全意義上的自動駕駛，到時候汽車甚至根本不會有方向盤等操作設備，可以做到全天候全路口的無人駕駛。如果能夠實現，那么整個社會的交通格局都將得到改變，汽車不但自動運送乘客，還可以像機器人一樣自主執行送快遞、地理信息測量等服務。結合智能共享技術，甚至私家車都可以消失。人們只需要在手機上發送一個請求，就會有車自動來接。還能在送達目的地后，自行尋找停車位，或者匹配下一個乘客。這種無人出租車成本更低，而且如果全社會都普及了這種無人共享車輛，就不再需要交通警察和各種信號設施，車輛的數量大大減少，節省大量停車位，同時通過更智能的交通管理和更高的安全車速，減少交通擁堵，提高通行效率。

要實現自動駕駛，目前有3種不同的策略。第一種是中央集中控制式的，也就是一般所說的智能交通系統（Intelligent Transportation System）。這種技術基于車輛到基礎設施的通信（Vehicle to infrastructure，V2I）。在一些特定的路段或區域，所有車輛都會通過車聯網向一個中央管理系統報告車輛的位置、速度、目的地等信息，同時道路本身也有安裝有電磁、紅外等傳感器，探測區域內車流的情況。然后中央系統通過獲得的信息選擇合適的控制策略，指示各個車輛做出相應操作。比如如果一個路段車流量較小，就將車距保持在剎車距離以上，各個汽車相對獨立地運作。如果車流量較大，就將車輛編組，同組內車距只有1米，同步加速和減速。這種系統還可以根據不同地區的車流和各個車輛的目的地，調配車輛的行駛路線，減輕擁堵區域的壓力。在高速公路上，也可以將不同車速的車輛分配在不同車道，增加通行效率。

第二種策略基于車輛間通信（Vehicle to vehicle，V2V）。基于V2V的自動駕駛技術也需要通信和協作，但相比V2I的“計劃經濟式”的解決方案，它更像是“市場經濟”，沒有中央管理系統，完全依賴于一定距離內，車輛與車輛之間的溝通。比如在兩輛車交會在一個路口時，兩輛車的控制電腦會相互告知自己的意圖，然后通過一個協調機制，根據當時的情況決定是A車先右轉，還是B車先直行。這種技術也同樣能夠實現編組行駛，只是匹配編組的過程是由本地的車輛“社區”經過普遍“交談”后完成，而且更多的操作由各個車輛獨立實現。

最后一種是完全通過本車獨立實現自動駕駛。車輛通過攝像頭和各種傳感器分析獲得周圍其他車輛和行人的情況，從而自行對周圍環境做出反應。谷歌的無人駕駛汽車正是如此。因為不存在車輛間的統籌和協作，它的設計難度較大，效率也有限，但優勢是不必依賴基礎設施投資和自動駕駛汽車的整體普及，即使只有一輛自動駕駛汽車也可以上路行駛。