作者：小灰

來源：程序員小灰

什么是自動(dòng)駕駛

自動(dòng)駕駛，也被稱為無人駕駛，顧名思義，是指交通工具在沒有人類操作的情況下，也能夠完成環(huán)境的感知與導(dǎo)航，順利到達(dá)目的地。

從傳統(tǒng)的手動(dòng)駕駛到智能的自動(dòng)駕駛，并不是非黑即白的關(guān)系。有一個(gè)國際權(quán)威的機(jī)動(dòng)車工程組織SAE（Society of Automotive Engineers），把汽車的自動(dòng)駕駛技術(shù)分成了六個(gè)等級(jí)：

1.無自動(dòng)駕駛

這個(gè)等級(jí)不用多說，就是傳統(tǒng)的手動(dòng)擋汽車，一切都需要完全由駕駛員來操作。

2.輔助駕駛

到了這一級(jí)，汽車上安裝的少量裝置可以在特定時(shí)刻自動(dòng)發(fā)揮作用，比如電子穩(wěn)定程式（ESP）、防抱死系統(tǒng)（ABS）。市面上許多“自動(dòng)檔”的汽車，就達(dá)到了這個(gè)級(jí)別。

3.部分自動(dòng)駕駛

在這一等級(jí)，仍然以人類駕駛操作為主，車輛進(jìn)行某些自動(dòng)化的協(xié)調(diào)，減輕人類駕駛員的負(fù)擔(dān)。比如自動(dòng)式巡航定速（ACC）、自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)（AEB）。

5.高度自動(dòng)駕駛

這一級(jí)別更加厲害，人類駕駛員可以在周圍環(huán)境并不復(fù)雜的情況下（沒有混亂的道路、沒有極端的天氣、沒有突然沖出來的野生動(dòng)物），把操作權(quán)完全交給車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

6.完全自動(dòng)駕駛

這是自動(dòng)駕駛技術(shù)的最高級(jí)別，就如同字面的意思，此時(shí)汽車不必有駕駛員，任何時(shí)候都不必操作車輛，在任何復(fù)雜的路面和環(huán)境下，車輛都可以順利完成自動(dòng)駕駛。

自動(dòng)駕駛所需技術(shù)

如何獲得地圖與位置？

要獲得完整準(zhǔn)確的地圖信息，需要通過網(wǎng)絡(luò)共享到一定范圍內(nèi)的高精度地圖，這份地圖不止包括建筑和道路的布局，也包括道路擁堵情況、也包括車輛及行人的位置。

最新的通信技術(shù)V2X（Vehicle To Everything），保證了車輛與外界網(wǎng)絡(luò)信息的高效交換。

此外，要獲得自己當(dāng)前的位置，需要用到全球定位系統(tǒng)（GPS），這項(xiàng)技術(shù)相信大家都很熟悉。另外一項(xiàng)技術(shù)，知道的人可能不多，叫做慣性測(cè)量單元（IMU），這項(xiàng)技術(shù)可以彌補(bǔ)GPS的誤差，并且根據(jù)加速度來判斷自身的運(yùn)動(dòng)方向。

如何感知周圍情況？

有了宏觀的地圖還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更重要的是感知汽車周圍的狀況。這時(shí)候，各種傳感器就要上場了，它們就相當(dāng)于人的眼睛和耳朵。

傳感器包含哪幾種呢？最常用的是視覺傳感器，也就是攝像頭。

視覺傳感器成本低，但是精確性差一些，故意造成誤導(dǎo)。相比之下，激光傳感器具有很高的速度和精確性，但成本不低。

此外，雷達(dá)傳感器在防止車輛碰撞方面，也有很大的作用。

如何進(jìn)行決策？

有了地圖，有了自身位置，有了周圍環(huán)境的感知，接下來就輪到做決策了。人類駕駛做決策依靠的是大腦，自動(dòng)駕駛做決策依靠的是人工智能（AI）。

通過海量數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練出來的算法，可以為汽車的各種行動(dòng)作出有效決策，比如什么時(shí)候加速、什么時(shí)候轉(zhuǎn)彎、什么時(shí)候剎車等等。

如何把決策轉(zhuǎn)化為行動(dòng)？

人類把想法轉(zhuǎn)化為行動(dòng)，依靠的是神經(jīng)系統(tǒng)把大腦信號(hào)傳遞到肌肉，再通過方向盤、油門、剎車裝置來進(jìn)行操控。而自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要把算法做出的決策傳遞給汽車的各個(gè)零件，需要通過控制器。

目前，車載控制器領(lǐng)域比較成熟的解決方案是域控制器（DCU）。該解決方案根據(jù)汽車電子部件功能，將整車劃分為動(dòng)力總成、車輛安全、車身電子、智能座艙、智能駕駛等幾個(gè)域，利用處理能力更強(qiáng)的多核CPU/GPU芯片相對(duì)集中的去控制每個(gè)域，從而提升控制效率。

自動(dòng)駕駛的難題

對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)的研究，盡管已經(jīng)有了許多不錯(cuò)的成果，但也存在著一些難題。比如：

1.道路的不確定性

世界各地的道路多種多樣，并非每一條道路都是標(biāo)準(zhǔn)化的。有的道路過于狹窄，有的道路紅綠燈壞掉了，有的道路指示牌被臟東西遮擋......太多的不確定性，都會(huì)干擾到算法的判斷。

2.傳感器的準(zhǔn)確度

雖然目前已經(jīng)有了許多種傳感器來幫助檢測(cè)周圍環(huán)境，但傳感器并非萬能的，會(huì)出現(xiàn)種種誤判。如果傳感器設(shè)計(jì)得不夠敏感，可能會(huì)把前方一個(gè)小孩子忽略掉；如果設(shè)計(jì)得太過敏感，又有可能因?yàn)橐恢或鸲桃舛惚?#xff0c;從而帶來新的危險(xiǎn)。

3.算法的局限性

算法的設(shè)計(jì)，會(huì)遇到種種矛盾。比如，汽車遇到危險(xiǎn)情況，算法應(yīng)該優(yōu)先維護(hù)車主的安全，還是優(yōu)先維護(hù)路人的安全？如果信息顯示，A道路當(dāng)前擁堵，B道路當(dāng)前順暢，那么眾多采用相同算法的自動(dòng)駕駛汽車，會(huì)不會(huì)一窩蜂選擇B道路，從而造成更大的擁堵？當(dāng)兩輛相鄰的汽車采用不同公司設(shè)計(jì)的算法，會(huì)不會(huì)做出相沖突的決策而導(dǎo)致事故？

4.網(wǎng)絡(luò)安全

如果自動(dòng)駕駛普及開來，這些車輛勢(shì)必會(huì)接入到龐大的智能交通網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，聽由算法的調(diào)度。如果這個(gè)智能交通網(wǎng)絡(luò)遭到黑客入侵，惡意控制這些車輛，很可能會(huì)造成非常可怕的災(zāi)難。

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總結(jié)

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