無人駕駛汽車——從科幻到現實

崔金泰

長久以來，無人駕駛汽車一直是科幻小說描寫的內容，也是人們對未來汽車的向往。2014年6月，谷歌公司的無人駕駛汽車率先亮相，預示著無人駕駛汽車時代即將到來，并將給人類生活和汽車行業帶來巨大的變化。

無人駕駛汽車也被稱為自動駕駛汽車或智能汽車，其突出特點是能像人一樣對外界的情況做出反應，即對所遇到的現實事物進行思考、判斷，進而進行識別和處理，具有隨機應變的本領。這種汽車在行駛過程中，既可以自動啟動、加速，又可以剎車，還可以自動繞開道路上的障礙物，甚至在復雜多變的情況下能自動地選擇最佳行車方案，指揮汽車正常順利地行駛。

無人駕駛汽車的發展史

早在1940年，美國未來學家諾爾曼·格迪斯就曾這樣預言：“你的孫輩將能通過一條新型高速公路在24小時內橫穿整個大陸。他們乘坐的是一種全靠按鈕操作而不需要人駕駛的新式汽車。”

在格迪斯做出預言的50多年后，不需人駕駛的汽車終于變成了現實。那是在1997年，無人駕駛汽車在美國加利福尼亞的一條高速公路上進行了展示，8輛無人駕駛的汽車以時速105千米的速度保持了一個車身的車距行駛。10年后的2007年，有6輛無人駕駛汽車通過了美國國防部高級研究計劃局的“城市挑戰”計劃，在城市道路上完全按照交通規則與其他車輛一起行駛。

德國也是較早研制無人駕駛汽車的國家。20世紀90年代末期，德國在城市的街道上測試了一輛由電腦代替人駕駛的自動駕駛汽車。這輛汽車上裝有18臺各種儀器設備，其中包括袖珍電子攝像機、電子計算機高效圖像實時處理器、可能危險預測和剎車自動控制系統以及自動控制的腳踩板和方向盤等，它們接收并判斷道路上隨時出現的各種情況，同時進行相應的選擇。此外，還具有巧妙超車和臨時改變行車路線的本領。該汽車已成功地自動行駛了1萬多千米。

繼德國之后，法國于21世紀初研發出由電腦控制的自動駕駛汽車。車上除裝有電腦外，還裝有與電腦相連的視聽終端、光盤驅動器、電腦鍵盤等，以便為電腦“駕駛員”提供所需信息。汽車的輪軸上裝有傳感器，可將有關數據傳給車內電腦，由電腦進行操作控制。

谷歌公司研發的沒有方向盤的自動駕駛汽車，將無人駕駛汽車推向了一個新的高峰，徹底改變了傳統汽車在人們心目中的印象。這種自動駕駛汽車沒有方向盤、油門（加速）踏板和剎車等，因為它根本不需要這些東西。汽車能啟動行駛，完全由車載軟件和傳感器來完成。車上設置兩個有安全帶的座位，有供乘員使用的“開動”和“停止”按鈕，還有一個顯示行車路線的屏幕。汽車由電池驅動，最高時速為40千米。

無人駕駛汽車會開車的奧秘

無人駕駛汽車之所以聰明智慧，能像人那樣靈活自如地駕駛汽車，奧妙就在于它有著模仿人的“眼”“腦”“腳”裝置。

具體來說，在無人駕駛汽車的左前方，通常裝有兩部電子攝像機，這就是它的一雙銳利的“眼睛”。與人的眼睛不同的是，它的兩眼是上下排列的，相距50厘米。在汽車行駛時，這兩部電子攝像機像人的雙眼一樣不斷地掃描車前方的道路景物，形成實物影像。為何采用兩部攝像機，是因為它和人眼睛看東西一樣，一只眼睛難以分辨景物的遠近，或區別不了平面和立體的影像。如果用一部攝像機，有時就會把樹木、建筑物的陰影當成障礙物。用兩部攝像機配合使用，就能在前后和上下兩個方向上識別陰影的變化，從而準確地分清是陰影還是障礙物。無人駕駛汽車的“眼睛”通常能看清前方5～20米范圍內的景物。它一般是把高度在10厘米以上的物體作為障礙物來處理的。在它的“眼睛”掃描過程中，如果前方有障礙物，就發出電信號。

無人駕駛汽車的“腦”起什么作用呢？當汽車的“眼睛”獲得有障礙物的信號后，就及時傳送給它的“大腦”——微型計算機進行判斷，即決定汽車是繼續前進，還是停下來，是后退，還是繞行。這就要求電腦根據實際情況正確處理，并選擇出最佳的實施方案。由于人們將預先估計到的各種可能出現的情況以及解決不同問題的最佳方案數據輸送到電腦中，所以電腦只要相應地從所儲存的方案中選擇合適的就行了。

無人駕駛汽車的“腳”，實際上就是控制汽車行駛的轉向器、制動器等。它的“腳”是根據電腦下達的命令來操控汽車的。

無人駕駛汽車與現在的普通汽車相比，具有獨特的優勢：首先，由于操控汽車的電腦反應時間更快，無人駕駛汽車所需的安全車距更短，因而可使高速公路的汽車通過量增加兩倍。這將能夠基本上消除道路擁堵，從而減少汽車廢氣排放量和碰撞風險以及對新建道路的需求，使無人駕駛汽車行駛更安全、更環保。第二，無人駕駛汽車無需人操作駕駛，因而開車不需要駕駛技術，更不需要考駕照。顯然，這對于男女老幼甚至殘疾人來說，只要會按按鈕就能開動這種汽車， 使大多數人都能享受駕車的樂趣。第三，有了無人駕駛汽車就不需要停車場，因為沒必要每個人都擁有一輛汽車，當你需要它時，它就像出租車一樣隨叫隨到，這樣既能節約寶貴的土地，又能有效地利用公路資源，使高速公路更有秩序、能源使用更有效率，還可以防止因醉酒或疲勞駕駛導致的交通事故。

無人駕駛汽車的未來

網絡巨頭谷歌公司跨行業打造的自動駕駛汽車猶如一石激起千層浪，世界幾乎所有的大型汽車企業都相繼跟進，研制各自的無人駕駛汽車。福特公司最近展出了一輛自動駕駛試驗車型，并將利用這輛車開發先進的自動駕駛技術， 最終實現全自動駕駛。這款自動駕駛試驗車型采用4個光探測和測距的紅外感應器（傳感器），用來對周邊環境進行每秒250萬次的掃描。感應器遇到70米內的任何物體都可反射紅外線，并生成實時3D圖像。

與此同時，福特公司還與多所高等院校合作利用先進運算系統幫助汽車預測移動中的車輛和行人未來的位置；探索汽車如何進行自動化操作，讓感應器看到障礙物周圍的情況；開發更適用于自動駕駛車輛的人機交互界面，使自動駕駛技術的信息可清晰傳達給駕駛人員，讓駕駛人員能輕松接管控制功能。

戴姆勒公司也公布了其研制的自動駕駛卡車的視頻，這種卡車通過兩邊的橫向雷達、前端的全頻雷達和短程雷達，以及擋風玻璃下的前置攝像頭建立車車通信，以確保卡車安全行駛。與此同時，該公司旗下的奔馳品牌還與機器人專家和語言學家合作，以便讓自動駕駛汽車與路人、乘客透過手勢等方式溝通，使自動駕駛汽車更完善和安全。這款自動駕駛卡車被命名為“2025未來卡車”，意味著它將于2025年正式投入運行。

日本日產汽車公司也不示弱，未來幾年內將推出自動駕駛汽車的自動變道技術和公路交通管理系統。日產公司推出的自動駕駛技術，是將日常的駕駛操作自動化，從而提升道路安全系數，改善駕駛環境。與其他自動駕駛汽車不同的是，具備自動駕駛功能的日產汽車在行駛過程中仍然可受駕駛者的掌控。預計到2016年底，該公司會將有關自動駕駛汽車的另兩項新技術投入市場，其中一項為交通擁堵試行計劃，該技術可讓車輛在擁堵的路面上自動而安全地行駛。到2018年，將推出有關自動駕駛汽車的多車道控制技術，幫助車輛自動應對危險和更換車道。到2020年底之前，該公司還將推出路口自動化技術， 以便使車輛在駛過城市交叉路口時能自動控制，無需駕駛者操作。

與谷歌同為網絡巨擘的百度公司也玩起了這項熱門“游戲”。百度于2014年初啟動了自動駕駛汽車研發計劃。它所研發的自動駕駛汽車更接近于一種輔助系統，即利用百度的位置和路況數據庫中的信息來規劃行駛路線，這與谷歌的全自動駕駛不同。具體來說，百度這款自動駕駛汽車具有雷達、照相機、全球衛星導航系統等電子設備，并安裝了同步傳感器。車主只要向導航系統輸入目的地，汽車就可以自動行駛并到達所要求的地方。在行駛過程中，汽車會通過傳感設備上傳路況信息，在大量數據基礎上進行實時定位分析，從而判斷行駛方向和速度。

由于世界各國的汽車企業和大公司都在爭相研制無人駕駛汽車，因而其發展勢不可擋。目前，專家對無人駕駛汽車未來的發展已列出了時間表，使人們看到了這種汽車未來的發展前景。例如美國專家預計，最晚到2030年，全球25%的汽車將實現自動駕駛，而且將售出約1.2億輛這種汽車；到2040年，剩余的75%也將實現汽車駕駛自動化。

【責任編輯】龐 云