汽车自动驾驶技术有多远

汽车自动驾驶技术有多远

Autopilot

今天的汽车给人们的生活提供了极大的舒适、便利和自由，但相比公共交通一直有一项额外的成本，即人们要学习驾驶汽车，并承担驾驶过程中的各种负担。有些时候，我们选择公共交通工具、不是因为它更便宜或更快，只是因为不想开车太累太紧张，还需要留出中途休息的时间。此外，人作为高度不确定的系统，也给道路安全带来了很大的风险。根据统计，超过90%的交通事故都跟人为失误有关。汽车自动驾驶技术就为解决这些问题提供了新思路。

自动驾驶虽然听起来很科幻，但其实离我们并不远。美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）将自动驾驶技术分为四个等级。第1级其实就是通过电子辅助针对某些特定操作的自动化以及为驾驶提供更多的信息，比如电子稳定程序、自动挡、定速巡航、盲区提示、倒车雷达等等，已经为我们所熟悉。而第2级是在人监控下的部分自动驾驶，包括自适应巡航、车道保持、主动避险、自动泊车等功能，也已出现在一些高端车型上。

这之后才是真正的革命。第3级自动驾驶技术，是在相对简单的路况，比如高速公路或者城市快速路上跟车时，实现全自动驾驶，在复杂路况，比如驶入高速公路以及行人和自行车较多的路段，行车电脑会提示驾驶员介入。目前的技术已经能够实现这个程度的自动化，但是如果要商用化，可靠性还需要进一步检验。

第4级将是完全意义上的自动驾驶，到时候汽车甚至根本不会有方向盘等操作设备，可以做到全天候全路口的无人驾驶。如果能够实现，那么整个社会的交通格局都将得到改变，汽车不但自动运送乘客，还可以像机器人一样自主执行送快递、地理信息测量等服务。结合智能共享技术，甚至私家车都可以消失。人们只需要在手机上发送一个请求，就会有车自动来接。还能在送达目的地后，自行寻找停车位，或者匹配下一个乘客。这种无人出租车成本更低，而且如果全社会都普及了这种无人共享车辆，就不再需要交通警察和各种信号设施，车辆的数量大大减少，节省大量停车位，同时通过更智能的交通管理和更高的安全车速，减少交通拥堵，提高通行效率。

要实现自动驾驶，目前有3种不同的策略。第一种是中央集中控制式的，也就是一般所说的智能交通系统（Intelligent Transportation System）。这种技术基于车辆到基础设施的通信（Vehicle to infrastructure，V2I）。在一些特定的路段或区域，所有车辆都会通过车联网向一个中央管理系统报告车辆的位置、速度、目的地等信息，同时道路本身也有安装有电磁、红外等传感器，探测区域内车流的情况。然后中央系统通过获得的信息选择合适的控制策略，指示各个车辆做出相应操作。比如如果一个路段车流量较小，就将车距保持在刹车距离以上，各个汽车相对独立地运作。如果车流量较大，就将车辆编组，同组内车距只有1米，同步加速和减速。这种系统还可以根据不同地区的车流和各个车辆的目的地，调配车辆的行驶路线，减轻拥堵区域的压力。在高速公路上，也可以将不同车速的车辆分配在不同车道，增加通行效率。

第二种策略基于车辆间通信（Vehicle to vehicle，V2V）。基于V2V的自动驾驶技术也需要通信和协作，但相比V2I的“计划经济式”的解决方案，它更像是“市场经济”，没有中央管理系统，完全依赖于一定距离内，车辆与车辆之间的沟通。比如在两辆车交会在一个路口时，两辆车的控制电脑会相互告知自己的意图，然后通过一个协调机制，根据当时的情况决定是A车先右转，还是B车先直行。这种技术也同样能够实现编组行驶，只是匹配编组的过程是由本地的车辆“社区”经过普遍“交谈”后完成，而且更多的操作由各个车辆独立实现。

最后一种是完全通过本车独立实现自动驾驶。车辆通过摄像头和各种传感器分析获得周围其他车辆和行人的情况，从而自行对周围环境做出反应。谷歌的无人驾驶汽车正是如此。因为不存在车辆间的统筹和协作，它的设计难度较大，效率也有限，但优势是不必依赖基础设施投资和自动驾驶汽车的整体普及，即使只有一辆自动驾驶汽车也可以上路行驶。