智能汽车

傅红叶

那些梦想中的汽车

其实，从汽车普及以来，人们对智能汽车的想象由来已久，只不过从前的人们并不把它们称为智能汽车。人们通过这些丰富的想象力，正在逐渐将驾驶员从精神高度集中的驾驶行为中解放出来，给予他们更加便利的驾驶体验。

在上世纪70年代，日本的两位漫画家藤子·F·不二雄和藤子不二雄A在他们的不朽名作《哆啦A梦》中就曾多次提到装有电脑、能自动确定行驶路线的交通工具。而后来出现的变形金刚更是塑造了一批有思考能力、能与人交流、身手非凡的汽车人。甚至我国的著名作家叶永烈也曾经在《小灵通漫游未来》中这样写道：“我觉得未来的小汽车应该非常漂亮，是全透明的，像水滴一样。驾驶起来非常简单，所以未来的孩子，都是自己开着这种小车去学校上课。还有，这个小汽车还可以飞起来。特别在堵车的时候，能一下子从汽车顶上飞过去，就像小灵通的‘飘行车一样……”在这本风靡了半个世纪的科幻小说里，他为读者描述了一种装有“自动避撞装置”的智能汽车，这种汽车连小孩子都可以轻松驾驭，在未来世界，人们称它为“飘行车”。在叶永烈描绘的未来世界中，高度智能的“飘行车”并不局限于现实世界中汽车的行驶方向由方向盘来决定的特征。一旦遭遇到突发事件，这种“飘行车”还可以向上前进，如同小型飞机一样。相信在拥堵严重的城市，不少驾车者都曾有过类似的幻想。或许在未来，人们可以在驾车时做一切你可以想象到的事情：剃须，化妆，打牌，煲电话粥，与邻车的陌生人搭讪、约会。人们还在汽车里学习外语和看电影，或者干脆把汽车变成自己的可移动办公室和起居室，在汽车里装上传真机、无线网络、电吹风和电视机。甚至，人们期待着有朝一日，汽车能摆脱地面堵塞，插上翅膀，翱翔天空。一切皆有可能。

除此之外，与智能汽车相关的其他影视和文学作品层出不穷，如科幻系列片《霹雳游侠》等。这些作品让世人对未来汽车的发展产生了无尽的遐想。尽管这些变化多端、功能强大的汽车只是艺术家们的想象，但随着科技的进步，这样的汽车或许已经离我们不再遥远。

智能汽车是什么？

与单纯的想象不同，汽车的智能化是一个漫长而艰巨的过程，只有想象与灵感是远远不够的。

现实中的智能汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。而它的存在也必须与智能化交通结合在一起。

从这一层面上来看，智能汽车与我们想象的自动驾驶也有所不同。发展至今，它已经不单单是将车开起来那么简单，而是利用多种传感器和智能公路技术实现的汽车自动驾驶。智能汽车首先有一套导航信息资料库，存有全国高速公路、普通公路、城市道路以及各种服务设施（餐饮、旅馆、加油站、景点、停车场）的信息资料；其次是GPS定位系统，利用这个系统精确定位车辆所在的位置，与道路资料库中的数据相比较，确定以后的行驶方向；道路状况信息系统，由交通管理中心提供实时的前方道路状况信息，如堵车、事故等，必要时及时改变行驶路线；车辆防碰系统，包括探测雷达、信息处理系统、驾驶控制系统 ，控制与其他车辆的距离，在探测到障碍物时及时减速或刹车，并把信息传给指挥中心和其他车辆；紧急报警系统，如果出了事故，自动报告指挥中心进行救援；无线通信系统，用于汽车与指挥中心的联络；自动驾驶系统，用于控制汽车的点火、改变速度和转向等。英特尔互联汽车研究项目首席工程师郭新刚这样描述智能汽车：“它本身可以处理信息，可以有图形设备，也可以有传感器设备，把这些信息汇总起来，那汽车就不仅仅是个代步工具，而是一个信息处理的工具，而且跟人的生活就更贴近一层。”

从前的人们运用想象为我们提供了无尽的可能，今天的人们正在不断将这些想象变为现实。为了让行驶中的汽车更加安全可靠，人们充分利用了原本用于军事领域的雷达和红外传感器等尖端科研技术，研发高智能的安全告警避撞系统。例如，在车上增加传感器，来扩展驾驶员感知环境的能力；增加更多的计算装置，来协助驾驶员进行分析判断。这样能在汽车碰撞之前，提前预警危险的发生。可以说，现在的技术已经部分完成了汽车的智能化。至于前文中所提到的那种高度智能化，全球的各大车企也正在努力使它变为现实。

圆梦征程

从20世纪70年代，美欧等发达国家就已经开始了研究无人驾驶汽车的步伐。最开始，这种研究的目的是用于军事。早在80年代初期，美国国防部就大规模资助自主陆地车辆ALV（Autonomous LandVehicle）的研究，以加强美国的陆军力量。

进入21世纪，为促进无人驾驶车辆的研发，从2004年起，美国国防部高级研究项目局（DARPA）开始举办机器车挑战大赛（Grand Challenge）。DARPA项目开始于苏联的人造卫星上天、美国国防部感到危机的1957年。起初的研究大多和空间技术有关，而后就五花八门了。“机器车挑战大赛”吸引了众多民间机构的兴趣，冠军奖金100万美元。那次大赛共有105支车队报名，15支车队参赛，但没有一辆车跑完7英里，也就是整个赛程的5%。这对于当时对无人驾驶技术抱有期待的人来说不能不说是一个打击。而此后的第二届大赛，共有5支车队在规定时间之内跑完全程。其中斯坦福大学的“斯坦利”获得了冠军，所用时间是6小时53分58秒，时速达到19.1英里。在当时，参加挑战赛的车队有几个共同点，一是赞助商中都有英特尔的影子，他们的处理器来应对各种传感器上的数据；二是都用体量较大的SUV车型进行改装，只有大车才能在车顶、车轮上大动手脚，后备箱里才放得下大个儿的电脑；三是车队里的人都不把这些车当做汽车，而是叫机器人。

2005年的另一个参赛学校卡内基·梅隆大学的BOSS车队在2007年再次参赛，这一次他们的希望是他们这辆装满了传感器、微处理器、GPS的赛车能表现得像HAL一样，能识别红绿灯，能知道拐弯让直行这样的驾驶规则。美国《大众机械师》的一位记者在亲自体验了他们的赛车后表示 “如果这辆车是一个司机，那这位老兄实在不会开车，太肉，太犹豫。坐在这辆车上的感觉一点也不爽，不过，这玩意儿造出来不是为取悦人的，而是为了战胜别的机器人”。

这次大赛获得了微软公司的注意，比尔·盖茨曾经在2007年撰文指出，机器人行业和30年前的电脑行业一样，没有统一的操作系统软件，各有各的编程代码；智能化汽车研究也各自都有自己的软件，所以不利于合作。这种强调让人意识到，微软的触角又伸到了汽车业。如果汽车完全智能化，汽车软件和汽车远程服务、智能化交通系统都很可能将使用他们的产品。在这一年的CES（International Consumer Electronics Show，国际消费类电子产品展览会）展上，盖茨宣布，微软和福特联手研究汽车上的软件问题，“提醒给油量，警示路面状况，参考整个道路交通情况考察备选路线，甚至是自动缴纳高速公路费都是微软将要解决的问题”。由此可以看出，我们所期待的智能汽车和智能交通的所有要素：智能导航、无线网络、人车对话，乃至实时监控是否有需要更换的轮胎，所有的这些应用都离不开IT技术的推动，离不开互联网的支持。通过互联网，智能汽车和车窗外的世界完美连接在一起。

“整个汽车产业都深受信息技术变革的影响，这将极大地改变汽车产业。汽车产业将不是福特、通用、大众或者是丰田的天下，而是微软、谷歌和IBM的天下。这些公司都扮演重要的角色，但是重要的问题是控制在哪里？谁将控制所有的程序？是汽车生产商还是电脑厂商？我们拭目以待。”美国麻省理工学院教授 丹尼尔·鲁斯说。

或许已经不再遥远

实现智能汽车的梦想还有一段距离，但它们并非遥不可及。随着时间的推移和技术的发展，智能汽车正在逐渐走出实验室，向走进人们生活的目标迈进。

汽车可以无人驾驶，开到目的地后还可以自行泊车，这并非科幻小说，而在10年内就可能变成现实。美国通用汽车公司计划在2015年前测试无人驾驶汽车技术，2018年左右将无人驾驶汽车推向市场。为了减少交通事故，美国正在推广防止翻车的电子稳定性控制系统，要求2012年推出的新车型必须配备这种技术。接下来，美国还要实施车辆之间的通讯系统。

2010年10月，美国搜索网站Google公开发布消息：Google研发的无人驾驶汽车技术已取得实质性进展。这款汽车已经基本具备自动操作和行驶能力，并在各种交通环境中行驶了22万公里。事实上，无人驾驶技术也已经成为各大汽车厂家的研发对象，奔驰、大众、通用、丰田等都在为这项高端智能技术的完善与发展付出努力。相信不久的将来，人类的出行方式必将随着无人驾驶汽车的上市发生重大改变。

Google的这种新型汽车可以识别“路线带”，并由其输入数据，告知汽车何处停车，或发出“前行10米”等简单指令；同时，另一套感应装置用来感知行驶过程中的环境，例如树木、路灯及一些知名的标识等。此项专利中“路线带”主要是通过在道路上设立标记来实现，尽管射频链接似乎是一种更可行的方式。尽管Google在研究无人驾驶技术已经是个众所周知的事实，但目前为止这项技术并没有定型，因此也尚未能够大规模走向市场。

那么在这种汽车中的感受又是如何呢？今年4月，美国汽车工业联盟主席Mr.Mitch Bainwol曾经在采访中提到过Google的无人驾驶汽车。他早先曾在加利福尼亚租到一辆Google车。就他的体验来说，他认为这种车的舒适性很好。而且车内360度的信息流，能够时时接收信息，真正实现了车联网的设想。他介绍说，Google汽车里有很多自动驾驶相关的技术，而且运用的很好，包括路况的展示、顶部传感器等。

当然，Google并非唯一研究无人驾驶汽车的公司。事实上，几乎所有传统大汽车公司都在研制各自的无人驾驶自动汽车。此外，还有一些硅谷的研发实验室也加入了这个行列。就在今年6月的苹果全球开发者大会（简称WWDC）上，苹果宣布了全新的“iOS in the Car”计划，期望将iOS 7全面整合到各大主流汽车厂商的车载系统之中。众所周知，苹果公司的核心业务为电子科技产品，而该公司即使在高科技企业中仍是以创新而闻名的实力战将。苹果公布的“iOS in the Car”计划旨在提供一个全新的技术平台，让汽车驾驶者将iPhone的功能投射到车载系统屏幕上。据了解，苹果将自己的技术与汽车融合的设想并非是今年才有的。在去年的WWDC大会上，苹果就推出了一个名为“免视”（Eyes-Free）Siri服务的概念，它使得用户可以将iPhone与汽车相连，并在iPhone屏幕锁定的情况下继续使用Siri服务。然而这种技术的弊端在于可能会干扰驾驶。相比之下“iOS in the Car”整合度更高，在驾驶不受干扰的情况下，车主将可使用地图导航、播放音乐、收发信息、拨打电话等功能。到目前12家汽车厂商这一计划，若能顺利进行，则有可能将车联网技术大规模推广下去。

由于智能汽车是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，因此近年来互联网公司纷纷抢滩车联网，希望能够尽早在车联网领域占得一席之地。从特斯拉等品牌装配的大触摸屏到智能手机同步，汽车车载信息系统已然越来越IT化。

在我们的印象中，汽车智能化程度越高，其价格就会越昂贵。这自然是无可辩驳的事实，至少在现阶段确实如此。然而总会有人试图打破这个规律。据了解，荷兰汽车研发公司“移动之眼”7月8日发布消息说，该公司目前已融资4亿美元，用于研发一种消费者买得起的自动驾驶汽车，并将在2016年将此车推向市场。按照该公司首席执行官齐夫·阿维拉姆的说法，这种车上将有一个相机和一个芯片，此外并没有任何夸张的高科技。这家公司所研发的自动驾驶汽车在自主操控等性能上还有一定差距，但他们希望通过减少技术复杂度与硬件投入，将这种类型的汽车价格大幅降低。然而众所周知，一项新技术在其推广的初始阶段总会价格高昂，因此“移动之眼”此举是否能够成功还是一个未知数。

目前，智能汽车所需要的技术已经基本具备，但想要达到梦想中的无人驾驶的程度则仍需一些时日。一方面还有一些技术难题未能解决，另一方面则是人为因素，即政府的规章以及有人偏爱自己驾驭汽车，享受一切尽在控制中的感觉。此外，智能化交通网络建设还未能跟上智能汽车的技术发展，这也为这种智能汽车的上路设置了障碍。

Mr.Mitch Bainwol谈到这一问题时表示，车联网技术对未来汽车新技术和汽车安全的发展都是非常重要的，但同时它的发展对于政府机构来说十分具有挑战性。“毫无疑问信息丰富肯定是好事，但是我们认为信息过量可能会带来安全隐患。例如，美国政府规定，驾驶员在开车时，手机一定要放在储物盒中。但通过调查发现，57%的人把手机放在杯托上面，还有些人放在车门上，只有1%的人能按政府的要求放在储物盒里。所以在政府这边有一个进退两难的境地，他们一方面限制人物在开车时使用手机，同时又使用推特发布路道信息。”很显然，到目前为止很多推广智能汽车的条件还未成熟。尽管如此，Mitch Bainwol仍旧坚持认为，车联网技术在一开始一定会有很多问题，但是因为车联网技术可以带来很多安全和辅助系统，长期发展下去肯定会给人们带来很多益处。

安全会是重大问题？

汽车智能化了，这意味着会有越来越多的汽车公司将消费类电子的许多功能特征整合到汽车中控台上。在智能化还未达到自动驾驶的阶段时，这种整合很可能将影响驾驶者的注意力，造成安全隐患。

据AAA（American Automobile Association，美国汽车协会）对导致分心驾驶的行为研究显示，听广播、闲聊、打电话、邮件处理等行为会导致驾驶者反应迟缓，影响开车时的视觉，尤其是使用语音指令来收发邮件和打电话。为此，美国国家公路交通安全管理局提议禁止司机在开车时使用那些“令司机分心的移动设备”。很显然，该提议将对汽车制造商、车载信息系统服务提供商造成一定的冲击。2012年8月，美国联邦政府还宣布了一项为期一年的智能汽车计划，并投入了2500万美元，希望通过此项目产生的数据来证明联网汽车的无线通讯能够改善美国高速公路的交通安全问题。可见，在现有的技术条件下，车联网的普及产生的利弊孰轻孰重仍是一个未知数。

针对这一问题，不少汽车零配件供应商另辟蹊径，在分析了干扰驾驶员的因素之后开发了前向、侧后向碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统等辅助驾驶系统。据一位汽车电子零部件供应商介绍，其中的驾驶员状态监控系统可以通过对驾驶员的眼睛、头部的偏移位置和手心温度的监控来判断驾驶员是否已经疲劳或身体不适，从而采取相应的安全措施。不过到目前为止这一系统还未能投入实践。

此外，近年来随着福特、通用、苹果等整车或电子科技产品生产商纷纷涉足智能汽车领域，汽车越来越“智能”，黑客也可能趁虚而入控制这些智能汽车。近日，美国著名调查记者麦克·黑斯廷斯（Michael Hastings）死于一场离奇的车祸。他在死前曾向亲友发出邮件称自己正在做一个大新闻，而自己正被FBI调查，需要消失一段时间。15小时后，这位曾靠一篇采访让美军驻阿富汗最高指挥官下台的记者因开车撞树引燃大火而身亡。由于事件中疑点重重，有声音称，麦克·黑斯廷斯的汽车可能被人动过手脚，或被暗中更换，也有可能是有黑客入侵汽车系统造成车祸。这种猜测显然与近年来汽车越来越“智能”有直接关系。专家表示，黑客入侵智能汽车系统造成的威胁有很多可能性，这主要取决于智能汽车的控制模块控制的范围，以及系统是否具有可入侵性。比如说，控制温度的简单电子模块不会影响到驾驶人的行车安全；GPS模块被侵入会导致车辆行驶轨迹的泄露；侵入系统在车内安装摄像头会致使个人隐私被盗。因此，对于涉及到行车安全的模块和系统，需持谨慎态度。

如此看来，人们似乎不能对汽车的智能化完全信赖。当然，针对这些可能出现的问题，汽车公司也采取了相应措施。福特汽车就曾在它与微软、大陆合作打造的SYNC系统中采取大量安全措施，其中包括只允许用户安装福特批准的出厂软件和安全设置、要求客户上网时输入随机给出的密码等。汽车在路上行使时，为保护驾驶员安全，WiFi热点功能会被激活，福特汽车还在SYNC系统上使用两款防火墙，一款类似于家庭WiFi路由器，一款为独立的CPU，用来防止车内非法信息发送到其它模块。

经过几代人的潜心研发，智能汽车已经逐渐从梦想变为现实，也正在慢慢走进我们的生活。而目前为止，许多汽车厂商甚至高科技公司都对智能汽车技术应用领域颇有兴趣，并十分重视，但现在真正的无人驾驶技术更多地是应用于军事领域或停留在实验室中。在我们的日常生活中也许并不会那么快就会有无人驾驶智能汽车的身影。就现在的技术而言，我们最多只是享受下局部的智能技术之便。而完全不用人驾驶、放心地交给智能技术，光是让人们适应和放心，大概也将需要很长的一段时日。