實(shí)現無(wú)人駕駛汽車(chē)的尖端科技

今天先進(jìn)的車(chē)載技術(shù)正在促成自福特汽車(chē)公司1903年成立以來(lái)汽車(chē)歷史上最振奮人心的革命性飛躍：汽車(chē)駕駛無(wú)需人為干預，撞車(chē)事故不復存在。雖然科技正被指控為分散駕駛人員注意力、導致危險發(fā)生的新罪魁禍首，但它也有望打造公路安全的新時(shí)代。此類(lèi)車(chē)載技術(shù)可實(shí)現駕駛時(shí)不做白日夢(mèng)、不打盹、不伸手拿咖啡，而且也不在高速路上邊開(kāi)車(chē)邊發(fā)短信。

從駕駛員輔助到無(wú)人駕駛汽車(chē)

減少人為差錯是汽車(chē)行業(yè)推行智能駕駛員輔助系統的動(dòng)力，該系統具有自動(dòng)泊車(chē)、車(chē)道保持、障礙物警示以及自動(dòng)加速或制動(dòng)等智能特點(diǎn)。毫不夸張地說(shuō)，實(shí)現無(wú)人駕駛汽車(chē)所需的一切功能都已進(jìn)入汽車(chē)。行業(yè)現在的關(guān)注重點(diǎn)是軟件優(yōu)化，以期在繁忙的城市街道上根據多個(gè)傳感器的輸入數據進(jìn)行導航，這些傳感器可一次性檢測數百個(gè)對象，包括十字路口交通協(xié)管員手中的“停車(chē)” 標牌。

“駕駛”技術(shù)

無(wú)人駕駛汽車(chē)的要求：首先要提供具有360度視野的傳感器和攝像頭圖像，同時(shí)還要有能夠分析傳感器/攝像頭輸入數據并采取行動(dòng)的智能軟件。然后是在整個(gè)系統中接收和分發(fā)數據，發(fā)送軟件命令給汽車(chē)電子控制裝置及致動(dòng)器的中央計算機。數字地圖和衛星導航系統對從A點(diǎn)到B點(diǎn)的定向和駕駛具有非常重要的作用。行駛在道路上的無(wú)人駕駛汽車(chē)不僅需要彼此通信，而且還必須與交通信號燈和收費站等基礎設施通信。

奠定基礎

行業(yè)已經(jīng)在著(zhù)手開(kāi)發(fā)車(chē)對車(chē)(V2V)通信系統，其將實(shí)現用戶(hù)汽車(chē)與其他車(chē)輛之間數據的無(wú)線(xiàn)動(dòng)態(tài)交換。匿名交換“我在這里”數據，可根據方位、速度和位置360度全方位地感知其他車(chē)輛，從而將為我們的道路運行方式帶來(lái)變革。駕駛人員將根據這一數據流來(lái)感知和識別即將遇到的威脅和危險，從而采取預防性措施以避免發(fā)生撞車(chē)事故。

過(guò)去幾年，美國交通部(U.S. Department of Transportation)一直在與密歇根大學(xué)交通研究所(University of Michigan’s Transportation Research Institute)在安阿伯市做“車(chē)對外界信息交換”(V2X)技術(shù)試點(diǎn)。專(zhuān)家認為只要V2X部署得當，將大幅降低汽車(chē)事故的數量，挽救生命。在投入使用時(shí)，V2X還將增加各種數據，如交通信號時(shí)限、即將遇到的彎道或障礙物、路面狀況、高速公路車(chē)道數量以及其它重要警示等。

下面我們來(lái)詳細了解一下幕后的支持技術(shù)：

• 攝像頭與傳感器

車(chē)頂傳感器和360度攝像頭將使用激光測量處于 650英尺范圍內的各種物體的距離，從而在實(shí)現無(wú)人駕駛汽車(chē)的過(guò)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，這不僅可實(shí)現3D地圖，而且還可帶來(lái)“看見(jiàn)”危險的能力。另一部攝像頭與遠程及近程雷達傳感器都安裝在擋風(fēng)玻璃中，實(shí)時(shí)監控汽車(chē)前后的車(chē)輛。后置天線(xiàn)可接收來(lái)自GPS衛星的地理位置數據，而超聲波傳感器則有助于處理狹小空間內的工作。

每種傳感技術(shù)都各有優(yōu)劣。雖然都能在黑暗中良好工作，但激光雷達遙感技術(shù)先使用激光照亮目標，然后通過(guò)分析返回的光線(xiàn)來(lái)測量距離，從而在特定方向提供聚焦視角，而且它還可使用雷達來(lái)實(shí)現更大的覆蓋范圍。此外，激光雷達技術(shù)在測量速度和距離方面優(yōu)于攝像頭，但在識別物體方面較為遜色。在較高速度下無(wú)法發(fā)揮作用的超聲波傳感器在近距離范圍內則能發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

• Wi-Fi

Wi-Fi在汽車(chē)內部起著(zhù)顛覆性的作用，分析人士預計到2019年具備Wi-Fi功能的應用將銳增8倍。汽車(chē)可直接升級軟件和應用新功能。駕駛人員不僅可利用智能移動(dòng)設備遠程檢查其汽車(chē)的位置、燃油余量和行駛里程，同時(shí)還可用其接收關(guān)于汽車(chē)性能和診斷的警示。此外，Wi-Fi技術(shù)還能實(shí)現從移動(dòng)設備到汽車(chē)信息娛樂(lè )系統及后座顯示器的無(wú)縫內容傳輸。

使用最新推出的無(wú)線(xiàn)802.11ac標準，駕駛人員和乘客還可輕松實(shí)現從移動(dòng)設備到汽車(chē)信息娛樂(lè )系統及后座顯示器之間的內容傳輸及同步。

車(chē)內Wi-Fi技術(shù)正在日益普及。就在今年，通用汽車(chē)宣布把Wi-Fi連接納入其整個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)的標準配置，該連接通過(guò)其成熟的On-Star技術(shù)實(shí)現。Wi-Fi將在V2X通信和實(shí)現無(wú)人駕駛車(chē)輛方面發(fā)揮重要作用，尤其是在各種標準不斷發(fā)展以支持千兆位及更高傳輸速率的情況下。

• GPS/GNSS

大多數人都熟知數字地圖和GNSS衛星導航，也就是人們常說(shuō)的GPS。GPS也將在V2X通信中發(fā)揮重要作用。與Wi-Fi相結合，這些技術(shù)將實(shí)現車(chē)對車(chē)(V2V)和車(chē)對人(V2P)的通信。

通過(guò)匿名無(wú)線(xiàn)交換包括定位數據在內的數據，各車(chē)輛將共享有關(guān)其方位、速度和位置的信息。V2V和V2X均依賴(lài)于一種稱(chēng)之為專(zhuān)用短程通信的Wi-Fi技術(shù)。Wi-Fi Direct的點(diǎn)對點(diǎn)標準也將支持V2P通信，可讓行人和騎自行車(chē)的人利用智能手機應用提醒車(chē)輛自己的存在以及所處的位置。

• 近場(chǎng)通信

近場(chǎng)通信(NFC)是一套通過(guò)短暫接觸或極度接近來(lái)建立智能設備間無(wú)線(xiàn)連接的標準。NFC配對也叫“即刷即連(tap-to-connect)”技術(shù)，不僅能簡(jiǎn)化車(chē)輛內部移動(dòng)設備連接的設置過(guò)程，而且還可實(shí)現包括無(wú)匙門(mén)禁和車(chē)輛設置等一系列舒適方便的應用。

通過(guò)運用NFC技術(shù)，駕駛人員只需讓移動(dòng)設備輕觸儀表盤(pán)，即可實(shí)現對移動(dòng)設備的配對，無(wú)需在兩個(gè)分開(kāi)的屏幕上分別操作菜單。在擋風(fēng)玻璃中集成NFC，可讓具有NFC功能的數字密鑰能夠交換身份認證信息、用戶(hù)資料以及車(chē)輛信息等數據，這在簡(jiǎn)化車(chē)輛租用流程方面特別有用。此外，具有NFC功能的數字密鑰的使用還可擴展到汽車(chē)應用之外，用于完成移動(dòng)支付和訪(fǎng)問(wèn)有門(mén)禁的建筑物或停車(chē)場(chǎng)等任務(wù)。

• 以太網(wǎng)

對聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)的保護將日漸受到行業(yè)的關(guān)注，尤其是在無(wú)人駕駛汽車(chē)領(lǐng)域。這就是車(chē)載以太網(wǎng)的用武之地，它能將整個(gè)車(chē)輛變成一個(gè)集中的安全網(wǎng)絡(luò )。與其數十年來(lái)在企業(yè)網(wǎng)和數據中心發(fā)揮的作用一樣，以太網(wǎng)技術(shù)可提供業(yè)經(jīng)驗證的性能、合規性及網(wǎng)絡(luò )安全標準，具有能使汽車(chē)免受潛在黑客攻擊的固有特性。

有線(xiàn)以太網(wǎng)連接作為汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò )主干，能提供標準數據包格式、VLAN隔離、帶寬感知、設備/消息認證以及數據加密等特性，從而可幫助網(wǎng)絡(luò )抵御惡意攻擊、竊聽(tīng)以及無(wú)服務(wù)許可的設備安裝。

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