We’re also confident that self-driving cars will transform car sharing, significantly reducing car usage, as well as help create the new “highway trains of tomorrow.” —— BloomBerg

無論喜歡與否，不得不承認的一個事實是，隨著科技的不斷發展，人們從擁有汽車，學習駕駛汽車，一步步發展至今，技術都在朝著逐漸讓智能機器來幫助人們駕駛汽車，從而讓人們能從駕駛中得到解放這一方向上發展。

可是，無人駕駛的智能汽車技術，同時卻又是每一家汽車品牌商選擇不高調公開的領域。在我們的歷史上，無人駕駛技術的發展由來已久??

資料整理、編輯: Vivian Peng @DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
(原創內容，轉載請注明來自DamnDigital)

智能汽車和人一樣，有著敏銳的“眼睛”，聰明的“頭腦”和靈活自如的“腳”，“頭腦”是電子計算機和自動操縱系統之類的裝置，這些裝置都裝有非常復雜的電腦程序，所以這種汽車能和人一樣會“思考”、“判斷”“行走”，可以自動啟動、加速、剎車，可以自動繞過地面障礙物。在它的“眼睛”掃描中，如果前面有障礙物，就發出電信號。在復雜多變的情況下，它的“大腦”能隨機應變，根據電信號和當時當地的實際情況，自動選擇最佳方案，指揮汽車正常、順利地行駛。為對當前情況作出準確的對策，要預先估計到各種各樣的情況，將解決不同情況的最佳方案的數據一一輸入汽車中的微型計算機中。在汽車行駛過程中，微型計算機就可根據實際情況相應地從所儲存的方案中選擇最合適的。

汽車可以無人駕駛，開到目的地后還可以自行泊車，這并非科幻小說，而在10年內就將變成現實。美國通用汽車公司計劃在2015年前測試無人駕駛汽車技術，2018年左右將無人駕駛汽車推向市場。 為了減少交通事故，美國正在推廣防止翻車的電子穩定性控制系統，要求2012年推出的新車型必須配備這種技術。接下來，美國還要實施車輛之間的通訊系統。

Google: 有專利執照的無人駕駛汽車

谷歌已獲得了將半自動混合駕駛汽車轉型為全自動駕駛的技術專利；換言之，感謝Google, 成功實現人控駕駛到自動無人駕駛的轉型。

Google的這種新型汽車可以識別“路線帶”，并由其輸入數據，告知汽車何處停車，或發出“前行10米”等簡單指令；同時，另一套感應裝置用來感知行駛過程中的環境，例如樹木、路燈及一些知名的標識等。此項專利中“路線帶”主要是通過在道路上設立標記來實現，盡管射頻鏈接似乎是一種更可行的方式。

Google智能無人駕駛汽車上路試玩~

在過去數年間，谷歌已經將這項技術在包括豐田普銳斯及奧迪TT (詳情 圖片 報價)在內的數個車型上展開實驗。在16萬英里的行駛距離中，有超過1000英里實現了自動行駛。盡管搜索引擎巨頭谷歌在研究無人駕駛技術已經是個眾所周知的事實，但在此項技術定型之前，谷歌并未將之公之于眾。

此項技術是汽車行業邁向全自動化的重要一步。一旦將此項技術與谷歌地圖結合，前景必將十分廣闊。

雖然無人駕駛汽車目前已經在內華達州的公共高速路上進行測試了，但是目前還不能對消費者進行發售，預計還需要幾年時間。據美聯社稱，汽車廠商如果要測試無人駕駛技術，根據2011年美國內達華州率先通過無人駕駛汽車行駛合法化的法案后，相關的法規細則隨后出臺。這部法規是由Google無人汽車制造商、保險公司和執法部門聯合起草的。

據悉，無人駕駛汽車內必須要配備數據采集的裝置（類似飛機上的黑匣子），實驗階段的產品必須掛紅色牌照，等車子通過測試，并面向大眾的時候，車輛才能掛綠色拍照。

根據無人駕駛汽行駛的法規，等車輛正式允許被上路之后，車輛可以真正實現無人駕駛，但是無論操控汽車的人在不在車內，一旦汽車發生事故，操控汽車的人需對事故負責。

由來已久的未來爭奪之戰

隨著谷歌自動駕駛汽車這一消息的傳播，不僅僅是IT行業，汽車行業的人們都開始紛紛騷動，試圖搞明白谷歌的這一行為到底只是個有趣的實驗，還是的確是汽車行業一個真正的挑戰。

用Google自己的話來說:

“我們想通過改變交通方式來改善人們的生活。跟Google里其他的很多事情一樣，我們想解決那些宏大而重要的問題，然后我們再去解決其他的。”—— 卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University）機器人技術科學家克里斯托弗·厄姆森（Christopher Urmson）

但是谷歌其實是想做一臺能開車的計算機，而汽車行業則一直試圖讓他們的汽車能夠更多地像計算機一樣來開車。伴隨著不斷增加的功能強大價格低廉的傳感器，精密的算法和摩爾定律，全球的汽車制造商已經慢慢地重新開始定義駕駛員的概念，為我們卸下各種開車的負擔，無論是換檔，還是并排停車。自動汽車并不是即將到來，它們已經來了！一個更加有趣的問題是：不是我們什么時候能夠完全擺脫輪子，而是當我們最終實現這一目標時汽車將會擁有何種形式和功能。

Google并非唯一研究無人駕駛汽車的公司。事實上，幾乎所有傳統大汽車公司都在研制各自的無人駕駛自動汽車。還有一些硅谷的研發實驗室也加入了這個行列。

從20世紀70年代開始，美國、英國、德國等發達國家開始進行無人駕駛汽車的研究，目前在可行性和實用化方面都取得了突破性的進展。我國從20世紀80年代開始進行無人駕駛汽車的研究，國防科技大學在1992年成功研制出我國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。

去年，一輛寶馬無人駕駛汽車沿著高速公路從慕尼黑開到因戈爾施塔特。奧迪將一輛無人駕駛汽車送到了落基山的派克峰進行測試。而大眾正和斯坦福大學合作，建造Junior的改進版。去年11月，在東京車展上，豐田展示了它的普銳斯AVOS（自動汽車駕駛系統），車主可以遙控讓汽車行駛到指定地點。通用的阿蘭·陶伯預言，10年之后，無人駕駛汽車將開始銷售。自動化工程師協會之類的組織已經成立特別委員會，負責起草自動汽車標準。

無人駕駛技術的歷史

原圖來自：Wired
中文譯圖來自：Yeeyan

1912年：凱迪拉克的自動啟動系統意味著駕駛人不再用手動曲柄啟動汽車。

1939年：奧茲莫比爾公司推出了第一個自動變速系統。

1951年：克萊斯勒推出第一款油壓轉向系統

1958年：克萊斯勒的巡航控制系統使得駕駛人不用再時時注意行駛速度。

1970年：克萊斯勒Imperial首先配備防抱死剎車系統。

1997年：部分豐田車配備基于雷達的自適應巡航控制，可與前車自動保持安全駕駛距離。

2002年：豐田推出Night View（夜視），一款車內監視器，可顯示前方道路的近紅外圖像，凸顯障礙。

2003年：梅賽德斯推出Pre- Safe系統，采用感應器預測迫在眉睫的撞擊，采取各種防范措施。

2004年：英菲尼迪（日本豪華車品牌）推出第一款“離開車道”警示系統，在車駛離車道時提醒駕駛人。

2005年：沃爾沃推出第一款盲點警報系統，當有車進入駕駛人盲點時就會發出警報。

2006年：雷克薩斯（豐田旗下高檔品牌）推出相機-聲納輔助的平行泊車系統。

2007年：卡內基梅隆大學的Tartan車隊贏得美國國防部的自動汽車比賽大獎。

2008年：梅賽德斯引進Attention Assit，在駕駛人顯露疲勞征兆時發出警告。

2009年：沃爾沃推出行人監測系統。

2010年：奧迪無人駕駛自動汽車TTS行駛12 .42公里，抵達落基山派克峰頂。

2010年：7輛車組成的Google無人駕駛汽車車隊開始在加州道路上試行。

2010年：梅賽德斯F800 Style概念車展示賽車助手，一款低速適應巡航控制系統。

2011年：中國國防科技大學創造的一輛無人駕駛汽車行駛177英里，從長沙開至武漢。

2020年：通用汽車公司的阿蘭·陶伯估計，這一年自動駕駛系統將成為汽車標準配置。

無人駕駛汽車 蓄勢待發的成熟技術

無人駕駛汽車集自動控制、體系結構、人工智能、視覺計算等眾多技術于一體，是計算機科學、模式識別和智能控制技術高度發展的產物.

目前，無人駕駛汽車所需要的技術已經基本具備，這些技術包括以雷達為基礎的巡游控制系統、運動傳感器、路線變化報警裝置和衛星數字地圖。可以說，影響無人駕駛汽車問世的最大障礙不是技術而是人為因素，即政府的規章以及有人偏愛自己駕馭汽車，享受一切盡在控制中的感覺。

整理了幾個目前比較熱門和主流的關于自動駕駛智能汽車的技術系統。包括：防抱死制動系統——可以監控輪胎情況，了解輪胎何時即將鎖死，并及時做出反應；安全預警系統，巡航控制系統，自動泊車系統，自動導向車輛系統。

防抱死制動系統 ABS

您可能還沒意識到，防抱死制動系統其實就算無人駕駛系統。很驚訝吧？畢竟防抱死制動器需要駕駛員來操作。但該系統仍可作為無人駕駛系統系列的一個代表，因為防抱死制動系統的部分功能在過去需要駕駛員手動實現。不具備防抱死系統的汽車緊急剎車時，輪胎會被鎖死，導致汽車失控側滑。駕駛沒有防抱死系統的汽車時，駕駛員要反復踩踏制動踏板來防止輪胎鎖死。而現在的防抱死系統可以代替駕駛員完成這一操作——并且比手動操作效果更好。該系統可以監控輪胎情況，了解輪胎何時即將鎖死，并及時做出反應。而且反應時機比駕駛員把握得更加準確。防抱死制動系統是引領汽車工業朝無人駕駛方向發展的早期技術之一。

穩定控制系統

另一種無人駕駛系統是牽引或穩定控制系統。這些系統不太引人注目，通常只有專業駕駛員才會意識到它們發揮的作用。牽引和穩定控制系統比任何駕駛員的反應都靈敏。與防抱死制動系統不同的是，這些系統非常復雜，各系統會協調工作防止車輛失控。

當汽車即將失控側滑或翻車時，穩定和牽引控制系統可以探測到險情，并及時啟動防止事故發生。這些系統不斷讀取汽車的行駛方向、速度以及輪胎與地面的接觸狀態。當探測到汽車將要失控并有可能導致翻車時，穩定或牽引控制系統將進行干預。這些系統與駕駛員不同，它們可以對各輪胎單獨實施制動，增大或減少動力輸出，相比同時對四個輪胎進行操作，這樣做通常效果更好。當這些系統正常運行時，可以做出準確反應。相對來說，駕駛員經常會在緊急情況下操作失當，調整過度。

安全預警系統

安全預警系統正在豪華汽車品牌中普及。各類汽車的安全預警系統各不相同，但共通之處是其可預判碰撞的發生，并采取防護措施保障乘車人的安全。以前文中提到的追尾事故為例，假如汽車裝備有安全預警系統，當該車接近前面停下的車輛時，系統將發出警報，同時開始啟動制動器，駕駛員隨后只需輕觸制動踏板就可發揮最大制動力。與此同時，汽車會降低引擎動力，使車速減慢以降低碰撞的嚴重程度。最后，當系統測知碰撞無法避免時，會準備釋放安全氣囊并收緊所有安全帶，保障乘車人安全。最妙的是，這些措施加在一起的時間，都比駕駛員猛踩急剎車所需的時間要短。

（自適應）巡航控制系統 ACC

巡航控制系統也是常見的無人駕駛系統，大多數汽車中都已裝備。巡航控制系統使汽車保持在一個由駕駛員設置的恒定速度，無需再頻繁踩踏油門。然而巡航控制系統并不是完全的無人駕駛，因為駕駛員一定要始終注意前方是否有慢速行駛的車輛。

自適應巡航控制系統則可以解決這個問題。雖然只有少數車輛裝備了該系統，但該系統的工作原理其實很簡單。通過車輛前部的雷達感應器，自適應巡航控制系統可以探測到前方物體及其移動速度。當設置巡航控制時，自適應巡航控制系統將維持一個恒定速度，但也會同時與前方車輛保持預設的距離。也就是說，假如您將自適應巡航系統設置在80公里/小時，而前方有一輛車以60公里/小時的速度行駛，自適應巡航控制系統將自動降低車速，并在兩車之間維持一定安全距離。

自動泊車系統

車輛損壞的原因，多半不是重大交通事故，而是在泊車時發生的小磕小碰。泊車可能是危險性最低的駕駛操作了，但我們仍然會把事情搞得一團糟。雖然有些汽車制造商給車輛加裝了后視攝像頭和可以測定周圍物體距離遠近的傳感器——甚至還有可以顯示汽車四周情況的車載電腦——有的人仍然會一路磕磕碰碰地進入停車位。

由于雷克薩斯LS 460L采用了高級泊車導航系統，該車的駕駛員不會再有類似的煩惱。該系統通過車身周圍的傳感器來將車輛導向停車位（也就是說駕駛者完全不需要手動操作）。當然，該系統還無法做到像《星際迷航》里那樣先進。在導航開始前，駕駛者需要找到停車地點，把汽車開到該地點旁邊，并使用車載導航顯示屏告訴汽車該往哪兒走。停車位需要比車身長2米（LS的車身較長）。自動泊車系統是無人駕駛技術的一大成就。通過該系統，車輛可以向駕駛員那樣觀察周圍環境，及時做出反應并安全地從A點行駛到B點。雖然這項技術還不能讓人完全放手，讓汽車自動載您回家，但畢竟是朝著這個方向邁出了第一步。

自動導向車輛系統

我們都曾聽過這樣的傳聞：小孩子或小狗不小心發動汽車并引發事故。但您聽說過可以幫您駕車的青蛙嗎？我們說的當然不是池塘里的青蛙，而是指FROG技術（Free Ranging On Grid，意為網格自由測距）。FROG技術被應用于自動導向車系統，而自動導向車就屬于無人駕駛車。該技術與我們上頁討論的自動泊車系統類似，但比它更先進。

FROG車配備了車載電腦，包含該車運行區域的地圖。該車從已知地點出發，然后通過該地圖決定從起點到目的地的路線。通過計算車輪旋轉數來得出已經行駛的距離（就好像您通過數自己走的步數來計算走了多遠）。該車還可通過行駛區域的各種校準點（為FROG車準備的電子路標）來確認自身位置。某些碼頭已經采用了這項技術。FROG車可以用來裝貨，并自動運送到卸貨區域。

FROG還可以用于公共交通樞紐。乘客來到站臺按下按鈕——就跟呼叫電梯一樣。FROG車到達后，乘客上車并通過按鈕選擇目的地——同樣像是電梯中的操作。通過使用車載電腦、地圖和校準點，FROG車就可將乘客送到他們想去的地點。

FROG技術的問題在于其只能應用于有限的區域之內。自動化高速公路被認為是可將無人駕駛技術擴展到更大區域的方式。雖然人們正在測試各種方案，但其核心內容基本不變，即自動化高速公路要與智能汽車協同工作。這種智能汽車一般擁有類似自適應巡航控制系統的高級系統。高速公路先不斷將速度、路面狀況、障礙物和方向等信息告知車輛，然后車輛會解讀這些信息并做出反應。

終極自動駕駛機器

下一代的汽車將不會糾結于馬力和力矩，而是集中在雷達測距，通信延遲和相機像素這些問題。下面是一張圖片，展示了技術將會怎樣推動未來的汽車發展。

原圖來自：Wired

1 雷達 Radar

高端汽車已經裝載了雷達，它可以用來跟蹤附近的物體。例如，梅賽德斯的自動巡航控制系統便是一種事故預防系統，它的后保險杠上有一個裝置，當它在汽車的盲點內檢測到物體時便會發出警報。

2 車道保持系統 Lane-keeping

在擋風玻璃上裝載的攝像頭可以通過分析路面和邊界線的差別來識別車道標記。如果汽車不小心離開了車道，方向盤會輕微震動來提醒駕駛者。

3 激光測距系統 LIDAR

谷歌采用了Velodyne公司的車頂激光測距系統，這一系統使用64個激光，以每分鐘900次的速度向上發出光束，產生的點云可以提供給汽車360度的視角。

4 紅外攝像頭 Infrared Camera

梅賽德斯的夜視輔助功能使用了兩個前燈來發送不可見且不可反射的紅外光線到前方的路面。而擋風玻璃上裝載的攝像頭則用來檢測紅外標記，并且在儀表盤的顯示器上呈現被照亮的圖像（其中危險因素會被突出）。

5 立體視覺 Stereo Vision

梅賽德斯的原型系統在擋風玻璃上裝載了兩個攝像頭以實時生成前方路面的三維圖像，檢測諸如行人之類的潛在危險，并且預測他們的行動。

6 GPS/慣性導航系統

一個自動駕駛員需要知道他正在去哪兒。谷歌使用Applanix公司的定位系統，以及他們自己的制圖和GPS 技術。

7 車輪角度編碼器 Wheel Encoder

輪載傳感器可以在谷歌汽車穿梭于車流中時測量它的速度。

【V】梅賽德斯6D立體視覺智能識別系統

圖片來自：Yeeyan

立體視覺不僅可以指出潛在的障礙物，還能分析這些障礙物分別都是什么。它可以在人類駕駛員發現之前，就早早地區分開行人和騎自行車的人。它也可以區別開靜止的汽車和信箱。還可以避免那些通常由于人們“注意力失明”所造成的潛在危險，有時候我們還真是，即使正看著某個東西也會注意不到。

未來之爭——無人駕駛技術的價值探討

正方主要觀點：安全；智能交通與物聯網

反方主要觀點：技術成熟程度之憂； 道德倫理??

1. 安全

安全是拉動無人駕駛車需求增長的主要因素。每年，駕駛員們的疏忽大意都會導致許多事故。既然駕駛員失誤百出，汽車制造商們當然要集中精力設計能確保汽車安全的系統。

2.智能交通與物聯網

正如我們曾經在智能交通的專題《未來生活進行時：無線通信智能化——無“線”智能 溝通未來》中提到過的，未來智能交通管理中最重要的一環是車輛的智能通信技術實現。 尤其是其中的車對車通信系統，幾乎每一個汽車生產商都在這方面有自己的技術產品。而這也是在邁向終極的無人駕駛汽車中至關重要的技術組成部分，更是最熱門的技術應用領域——物聯網的重要組成部分。

Inter-Vehicle Communication Technology 車輛間通信系統,是智能化應用所探討的重要議題之一，將無線智能通信技術應用于高速公路與交通系統中，即可實現當車輛接近至一定范圍時實現自動組網通信,有效地減少交通事故的發生,保障了道路和人身安全。

目前在這一領域頗有建樹的為人所熟知的品牌包括通用汽車，以及福特在去年發布的“車對車無線技術Ford Intelligent Vehicle technology ”，還有BMW的BMW Car-to-X Communication。這些技術目前都是在WI-FI，GPS，以及藍牙等技術的結合基礎之上實現的再開發與結合，旨在實現汽車之間進行“對話”，幫助減少汽車碰撞和燃油消耗。該技術是在藍牙、移動程序和導航系統之外的又一進步。利用其他應用程序和工具減少整個行程的擁堵，讓汽車找到不擁堵的路段，從而大大減少汽車油耗。

爭議：

說到這里，大家現在可能會認為所有這些無人駕駛技術都近在咫尺，我們已經準備好要踏入一個無人駕駛的“理想時代”。的確，大部分業界人士都同意這種想法，車輛無人駕駛技術的優點是使出行更安全（因為去除了人為失誤因素）、緩解交通壓力、并減少環境污染。而另一些人則不然。

老實說——人們喜歡駕車！

有時候，駕駛會讓人感到輕松寫意。

現在人們一天沒有一刻是脫離網絡，Facebook, 微博而存在的，人們的生活變得越來越虛無。但人們只有在開車的時候，不會經常看手機，不會上網，不會刷微博，聊天??行車是目前僅存的欣賞生活美好風景的旅程了??

駕駛員失誤也有其反面優勢，那就是人類的判斷能力。無人駕駛技術永遠是將保護車輛和車內人員作為第一要務。而一個駕駛員則可能寧愿犧牲自己的車來保護他人。例如，您駕駛時前方有輛車突然打滑，而您已經來不及停車。此時，在您的左邊有一輛大卡車，右邊則是一群等著過馬路的孩子。大多數司機會選擇撞向大卡車，以避免撞到行人。而無人駕駛車輛無法識別孩子們——它只會簡單地看到這條道路阻力較少，而將車轉而沖向這邊。這是個極端的例子，但是類似的問題有待解決。

By David G. Klein, Copyright New York Times

而目前為止，盡管各個國家都對智能汽車技術應用領域頗有興趣，也非常重視，但，真正的無人駕駛技術更多應用于軍事領域，而如果是日常生活，也許并不會那么快就真的會出現上路的無人駕駛智能汽車。最多也差不多是享受下局部的智能技術之便。而完全不用人駕駛，放心地交給智能技術和機器，光是讓人們適應和放心，也需要好一陣子了吧？

您如何看待呢？

資料來源：

• Wired: Let the Robot Drive: The Autonomous Car of the Future Is Here

• 譯言網：【連線】讓機器人來駕駛：未來的無人駕駛汽車已經到來

• Connected Vehicle Technology Challenge

• The Greater Good

• New York Times: Can I See Your License, Registration and C.P.U.?

• New York Times: SMARTER THAN YOU THINK-Google Cars Drive Themselves, in Traffic

• Google Tests Self-Driving Cars That May Improve Safety, Reduce Emissions

• Google Robot Cars Automation Gone too far

• 無人駕駛汽車