“自動(dòng)駕駛”的技術(shù)路線(xiàn)

《中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào)》：“無(wú)人駕駛”的技術(shù)路線(xiàn)郭喨唐興華要讓無(wú)人駕駛車(chē)輛跑起來(lái)，需要解決感知、決策和執(zhí)行等三個(gè)層面和導(dǎo)航；執(zhí)行系統(tǒng)也稱(chēng)為“底層掌握系統(tǒng)”，負(fù)責(zé)汽車(chē)的加速、剎車(chē)和為這樣更加符合人類(lèi)的駕駛方式。如，先看看前面——綠燈、四周無(wú)行十字路口。自動(dòng)駕駛的感知系統(tǒng)〔LiDAR〕、微波雷達(dá)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。這些傳感器收集車(chē)輛四周的信息，為感知系統(tǒng)供給全面的環(huán)境數(shù)據(jù)。點(diǎn)就是可以區(qū)分顏色，因此也成為場(chǎng)景解讀的絕佳工具。但其缺點(diǎn)也很明顯：1.缺乏“深度”這一維度，由于沒(méi)有立體視覺(jué)就無(wú)法推斷物體和相機(jī)〔可以換算為車(chē)輛〕之間的距離；2.對(duì)光線(xiàn)過(guò)于敏感，過(guò)暗或過(guò)強(qiáng)的成像，正如相機(jī)拍照的曝光缺乏、曝光過(guò)度一般。激光雷達(dá)，即利用激光來(lái)進(jìn)展探測(cè)和測(cè)量。其原理是向四周放射脈沖激光，遇到物體后反射回來(lái)，通過(guò)來(lái)回的時(shí)間差，計(jì)算出距離，從而對(duì)四周環(huán)境建立起三維模型。激光雷達(dá)探測(cè)精度大、距離長(zhǎng)；由于激光的波長(zhǎng)短，所以可以探測(cè)到格外微小的目標(biāo)。微波雷達(dá)，原理和激光雷雷達(dá)，但勝在價(jià)格低、體積小，所以在某些車(chē)輛行駛關(guān)心系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，波長(zhǎng)大精度低反過(guò)來(lái)又成了它的優(yōu)點(diǎn)，由于它較大的波長(zhǎng)可以穿透霧、煙、灰塵等激光雷達(dá)難以穿透的障礙，可以較好免疫惡劣天氣。輛供給完整、準(zhǔn)確的外部信息。有了“眼睛”接收信息，接下來(lái)就是利用深度學(xué)習(xí)等手段對(duì)信息進(jìn)展提取、識(shí)別。將多種傳感器的信息相互融的數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)對(duì)外界事物進(jìn)展準(zhǔn)確識(shí)別。自動(dòng)駕駛的感知系統(tǒng)不僅包括它的“眼睛”，也包括它的“大腦”自動(dòng)駕駛也會(huì)通過(guò)高精度地圖獵取必要的環(huán)境信息，特別是相對(duì)固定、更周期較長(zhǎng)的信息，如交通信號(hào)燈〔請(qǐng)留意，這里是指物理的“燈”本身而非“燈的信號(hào)”即紅、黃、綠〕、車(chē)道標(biāo)記、路緣等信息。這些信息還可以與傳感器所獲得的“即時(shí)信息”相印證，從而實(shí)現(xiàn)“多傳感器融合”的效果——就像我們走路，不僅會(huì)用眼睛看前面的路，還會(huì)用耳朵聽(tīng)身后的車(chē)，甚至?xí)帽亲勇劼愤叺昀镏芎邙喌南銡庖粯?。因此，自?dòng)駕駛?cè)ァ案兄钡牟粌H僅是“眼睛”，也有“大腦”。自動(dòng)駕駛的決策系統(tǒng)地圖，又稱(chēng)“高清數(shù)字地圖”。無(wú)人駕駛汽車(chē)用的并不是一般的導(dǎo)航地圖，它在準(zhǔn)確度和信息量上和一般地圖差異很大，因而被稱(chēng)為“高精度——十字、丁字或其他——這讓目前的機(jī)器來(lái)“腦補(bǔ)”就太困難了。高清數(shù)字地圖的精度一般在厘米級(jí)，而且是立體三維的，包含車(chē)道線(xiàn)、四周設(shè)施的坐標(biāo)位置等行車(chē)關(guān)心信息。與當(dāng)前人類(lèi)使用的電子地圖相比，反射強(qiáng)度——這是一個(gè)對(duì)人類(lèi)駕駛者幾無(wú)價(jià)值而對(duì)“人工智能駕駛員”意義重大的道路特征，它變化小且慢，是幫助自動(dòng)駕駛車(chē)輛光學(xué)雷達(dá)定圖信息比照，就可以確定當(dāng)前車(chē)輛的位置。自動(dòng)駕駛的決策系統(tǒng)不僅需要獨(dú)立的“智能車(chē)輛”，也需要“智能交通系統(tǒng)”的支持，如V2V劃的技術(shù)是V2XV2IV2X施，以及車(chē)對(duì)行人等一系列通訊系統(tǒng)。假設(shè)車(chē)輛能夠直接“得到”，而的意思是，比方在離交通燈還有100米、傳感器還“看不到”時(shí)候，信號(hào)燈就主動(dòng)“告知”智能車(chē)輛自己的信號(hào)狀態(tài)及變化時(shí)長(zhǎng)，自動(dòng)駕駛車(chē)輛無(wú)需直接“看清”信號(hào)燈的內(nèi)容〔“看清”有時(shí)是很不簡(jiǎn)潔事情，大雨、暴雪、狂風(fēng)刮起的塑料袋，以及最常見(jiàn)的——大貨車(chē)的遮擋，都足以讓車(chē)輛的攝像頭“看不見(jiàn)”交通信號(hào)燈〕。此外，假設(shè)能夠通過(guò)V2V提前得知四周車(chē)輛的行車(chē)意圖，就能夠很大程度上避開(kāi)事故的發(fā)生。有了高精度數(shù)字地圖和V2X估各種駕駛行為所花費(fèi)的本錢(qián)，包括信號(hào)燈等待時(shí)間、道路擁堵?tīng)顩r、路面修理狀況等，以此評(píng)估最正確行駛路徑。自動(dòng)駕駛的執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)也是底層掌握系統(tǒng)，負(fù)責(zé)執(zhí)行汽車(chē)的剎車(chē)、加速、轉(zhuǎn)向等具體操作。工程師們通過(guò)特制的“線(xiàn)控裝置”掌握方向盤(pán)和油門(mén)取代人類(lèi)司機(jī)的手和腳，并配置多個(gè)處理器組成的子系統(tǒng)，以此來(lái)穩(wěn)定、準(zhǔn)確地掌握汽車(chē)的機(jī)械系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)包括ECUABS防抱死系統(tǒng)、TCU內(nèi)部通訊，在汽車(chē)中稱(chēng)作CANCAN〔bandwidth〕數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖畲笏俾?，通常以每秒多少bits為單位計(jì)算。對(duì)于線(xiàn)有時(shí)會(huì)變得擁堵，系統(tǒng)速度大為下降。對(duì)整個(gè)反響執(zhí)行過(guò)程而言，CAN的平滑性也影響乘客體驗(yàn)。另一方面，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩圆蝗轃o(wú)視，假設(shè)黑客成功攻擊了CAN因此，提高底層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防范力量和網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性極其重要。通過(guò)以上感知、決策與執(zhí)行三個(gè)系統(tǒng)分工合作，責(zé)任明確地掌握汽車(chē)的運(yùn)行，就可以使無(wú)人駕駛汽車(chē)具備理論上“行駛”的條件。但正如《無(wú)人駕駛》一書(shū)作者胡迪·利普森和梅爾巴·庫(kù)