實現無人駕駛汽車的尖端科技

今天先進的車載技術正在促成自福特汽車公司1903年成立以來汽車歷史上最振奮人心的革命性飛躍：汽車駕駛無需人為干預，撞車事故不復存在。雖然科技正被指控為分散駕駛人員注意力、導致危險發生的新罪魁禍首，但它也有望打造公路安全的新時代。此類車載技術可實現駕駛時不做白日夢、不打盹、不伸手拿咖啡，而且也不在高速路上邊開車邊發短信。

從駕駛員輔助到無人駕駛汽車

減少人為差錯是汽車行業推行智能駕駛員輔助系統的動力，該系統具有自動泊車、車道保持、障礙物警示以及自動加速或制動等智能特點。毫不夸張地說，實現無人駕駛汽車所需的一切功能都已進入汽車。行業現在的關注重點是軟件優化，以期在繁忙的城市街道上根據多個傳感器的輸入數據進行導航，這些傳感器可一次性檢測數百個對象，包括十字路口交通協管員手中的“停車” 標牌。

“駕駛”技術

無人駕駛汽車的要求：首先要提供具有360度視野的傳感器和攝像頭圖像，同時還要有能夠分析傳感器/攝像頭輸入數據并采取行動的智能軟件。然后是在整個系統中接收和分發數據，發送軟件命令給汽車電子控制裝置及致動器的中央計算機。數字地圖和衛星導航系統對從A點到B點的定向和駕駛具有非常重要的作用。行駛在道路上的無人駕駛汽車不僅需要彼此通信，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

行業已經在著手開發車對車(V2V)通信系統，其將實現用戶汽車與其他車輛之間數據的無線動態交換。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輛，從而將為我們的道路運行方式帶來變革。駕駛人員將根據這一數據流來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生撞車事故。

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

下面我們來詳細了解一下幕后的支持技術：

• 攝像頭與傳感器

車頂傳感器和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，從而在實現無人駕駛汽車的過程中發揮至關重要的作用，這不僅可實現3D地圖，而且還可帶來“看見”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玻璃中，實時監控汽車前后的車輛。后置天線可接收來自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。

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

• Wi-Fi

Wi-Fi在汽車內部起著顛覆性的作用，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設備遠程檢查其汽車的位置、燃油余量和行駛里程，同時還可用其接收關于汽車性能和診斷的警示。此外，Wi-Fi技術還能實現從移動設備到汽車信息娛樂系統及后座顯示器的無縫內容傳輸。

使用最新推出的無線802.11ac標準，駕駛人員和乘客還可輕松實現從移動設備到汽車信息娛樂系統及后座顯示器之間的內容傳輸及同步。

車內Wi-Fi技術正在日益普及。就在今年，通用汽車宣布把Wi-Fi連接納入其整個產品線的標準配置，該連接通過其成熟的On-Star技術實現。Wi-Fi將在V2X通信和實現無人駕駛車輛方面發揮重要作用，尤其是在各種標準不斷發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，也就是人們常說的GPS。GPS也將在V2X通信中發揮重要作用。與Wi-Fi相結合，這些技術將實現車對車(V2V)和車對人(V2P)的通信。

通過匿名無線交換包括定位數據在內的數據，各車輛將共享有關其方位、速度和位置的信息。V2V和V2X均依賴于一種稱之為專用短程通信的Wi-Fi技術。Wi-Fi Direct的點對點標準也將支持V2P通信，可讓行人和騎自行車的人利用智能手機應用提醒車輛自己的存在以及所處的位置。

• 近場通信

近場通信(NFC)是一套通過短暫接觸或極度接近來建立智能設備間無線連接的標準。NFC配對也叫“即刷即連(tap-to-connect)”技術，不僅能簡化車輛內部移動設備連接的設置過程，而且還可實現包括無匙門禁和車輛設置等一系列舒適方便的應用。

通過運用NFC技術，駕駛人員只需讓移動設備輕觸儀表盤，即可實現對移動設備的配對，無需在兩個分開的屏幕上分別操作菜單。在擋風玻璃中集成NFC，可讓具有NFC功能的數字密鑰能夠交換身份認證信息、用戶資料以及車輛信息等數據，這在簡化車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應用之外，用于完成移動支付和訪問有門禁的建筑物或停車場等任務。

• 以太網

對聯網汽車的保護將日漸受到行業的關注，尤其是在無人駕駛汽車領域。這就是車載以太網的用武之地，它能將整個車輛變成一個集中的安全網絡。與其數十年來在企業網和數據中心發揮的作用一樣，以太網技術可提供業經驗證的性能、合規性及網絡安全標準，具有能使汽車免受潛在黑客攻擊的固有特性。

有線以太網連接作為汽車的網絡主干，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，從而可幫助網絡抵御惡意攻擊、竊聽以及無服務許可的設備安裝。

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