不管你喜不喜歡，某種形式的自動(dòng)駕駛汽車代表了汽車運(yùn)輸?shù)奈磥恚锌赡芡炀壬⒆尭嗟能囕v共享擁擠的高速公路系統(tǒng)。即使在今天，警告駕駛員車道偏離、甚至可以控制速度和轉(zhuǎn)向的技術(shù)的使用也很有限。隨著自動(dòng)駕駛汽車的成熟，控制和感知這些車輛周圍世界的技術(shù)仍然存在疑問。激光雷達(dá)——光和雷達(dá)的結(jié)合——已經(jīng)成為這場(chǎng)討論的主導(dǎo)，它擁有廣泛的支持者，但也有一個(gè)非常引人注目的反對(duì)者。

激光雷達(dá)的工作原理與雷達(dá)系統(tǒng)類似。然而，它不是雷達(dá)波，而是將聚焦的激光束發(fā)射到其環(huán)境中，并測(cè)量反射返回所需的時(shí)間。有了這些數(shù)據(jù)，它就會(huì)獲得周圍區(qū)域的點(diǎn)云，讓自動(dòng)駕駛汽車“看到”周圍的環(huán)境，不是以圖像的形式，而是以 3D 模型的形式——就好像根據(jù)汽車周圍的環(huán)境創(chuàng)建一個(gè)視頻游戲世界一樣，車本身在里面。

多種可能的解決方案

其他技術(shù)試圖讓車輛具有相同的感知能力，但使用的是不同的技術(shù)，例如視覺傳感器（相機(jī)）、超聲波傳感器和雷達(dá)。這些中的每一個(gè)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，視覺傳感器可以讀取路標(biāo)或檢測(cè)行人，但無法看到三維空間。在極端情況下，這些傳感器甚至?xí)e(cuò)誤地認(rèn)為某物的圖像確實(shí)是一個(gè)物體，例如行人或自行車。超聲波傳感器可以檢測(cè)距離，但從固定的角度看東西，不提供視覺環(huán)境。雷達(dá)系統(tǒng)可以在很遠(yuǎn)的距離觀察一個(gè)區(qū)域，即使是在雨和霧中，但對(duì)于非金屬物體，如木頭、塑料，以及最重要的是人類，則存在困難。

激光雷達(dá)引領(lǐng)潮流

今天使用的激光雷達(dá)裝置通過反射鏡將激光束物理地旋轉(zhuǎn)到周圍環(huán)境，并且可以在大約 100 米的范圍內(nèi)以幾厘米的分辨率進(jìn)行感應(yīng)。雖然它們是一項(xiàng)非常強(qiáng)大的技術(shù)，但與其他傳感技術(shù)相比，激光雷達(dá)裝置非常昂貴。好消息是，根據(jù)《麻省理工科技評(píng)論》和Ars Technica的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備的價(jià)格正在迅速下降，從 2013 年的約 80,000 美元下降到 2017 年底的十分之一，即 8,000 美元。雖然新車的成本仍然很高，但如果這種速度繼續(xù)下去，成本將不會(huì)像今天這樣成為障礙。盡管價(jià)格昂貴，但大多數(shù)自動(dòng)駕駛汽車現(xiàn)在都在使用這項(xiàng)技術(shù)，包括 Alphabet 的 Waymo 以及 Uber? 和 Toyota ?的車輛。

假設(shè)成本會(huì)下降，有什么不喜歡的呢？一個(gè)潛在的缺點(diǎn)是可靠性，因?yàn)檫@些裝置有一個(gè)物理旋轉(zhuǎn)的鏡子，必須承受日常駕駛的顛簸和加速。此外，人們不能完全忽視這樣一個(gè)事實(shí)，即 LIDAR 裝置的物理形式——需要 360 度全方位觀察周圍環(huán)境——意味著你要花錢買一個(gè)看起來像咖啡壺的東西，放在你原本很漂亮的東西上100,000 美元的汽車。

自動(dòng)駕駛汽車先驅(qū) Elon Musk 直言不諱地表示他不喜歡這項(xiàng)技術(shù)在汽車應(yīng)用中的應(yīng)用，而他擔(dān)任首席執(zhí)行官的 Tesla? 目前并未在自動(dòng)駕駛汽車中采用這項(xiàng)技術(shù)。由于這些汽車往往是精美的藝術(shù)工程作品，因此人們不禁會(huì)想到解決方案（無論是公開的還是潛意識(shí)的）導(dǎo)致這種猶豫的丑陋之處。

明天的傳感器

制造商 Velodyne LiDAR ?的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 David Hall 夸口說，新的 VLS-128? 系統(tǒng)現(xiàn)在可以達(dá)到令人印象深刻的 300 米距離。與 VLS-128 系統(tǒng)前身的 120 米范圍相比，這一范圍的增加是一個(gè)顯著的改進(jìn)，允許在高速下更好地導(dǎo)航。其他正在開發(fā)的新技術(shù)包括固態(tài)激光雷達(dá)傳感器，它們的制造成本要低得多，而且不需要旋轉(zhuǎn)鏡。這些系統(tǒng)無法從 360 度的角度看到汽車周圍，但使用多個(gè)單元理論上可以形成周圍環(huán)境的全貌。

固態(tài)激光雷達(dá)的另一個(gè)應(yīng)用來自初創(chuàng)公司 AEye，其傳感器將固態(tài)激光雷達(dá)設(shè)置與低光相機(jī)相結(jié)合。將這兩種傳感方法結(jié)合在一個(gè)單元中，允許機(jī)載處理器將 LIDAR 掃描集中在特定區(qū)域，以與人眼聚焦感興趣區(qū)域而忽略不重要細(xì)節(jié)的相同方式捕獲重要細(xì)節(jié)。

雖然工程師必須權(quán)衡任何新技術(shù)的利弊，但可以肯定的是，我們必須為（在某種程度上）車輛自主性即將到來的想法做好準(zhǔn)備。未來，一旦激光雷達(dá)成為自動(dòng)駕駛汽車的主要技術(shù)，我們或許會(huì)以一種或另一種形式接受它。或者，也許這將是全新的東西。無論這場(chǎng)辯論如何展開，可以肯定的是，要確保乘客安全到達(dá)目的地，必須使用具有先進(jìn)人工智能 (AI)的各種不同傳感器。

對(duì)自動(dòng)駕駛汽車和互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施感興趣？查看Mouser 的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)電子書！

審核編輯黃昊宇