谁来掌握无人驾驶

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  在两年前的美国国际消费电子展会CES上,奥迪推出了自己的无人驾驶汽车系统,汽车可以实现自动停车入库。整个停车过程中的大部分工作都由车库中的设备完成——车库内嵌入激光系统,并与汽车通过WiFi传输信息,激光扫描矩阵引导汽车行进。
  在那一届CES大会上,除奥迪之外,丰田也推出了自己的无人驾驶系统。这也是传统车商第一次在全球最大的电子产品展会上展示无人驾驶技术。不过,这些技术现在看起来已经弱爆了。
  在今年的CES上,奥迪的无人驾驶系统从“特定功能自动”升级到“多个功能自动”。其A7概念车,“自己”从加州帕洛奥多开到了展会所在地拉斯维加斯,完成了全程 900 公里的自动驾驶之旅。
  坐在驾驶位上的《连线》杂志记者戴维斯(Alex Davies)称,他一开始都不知道手该放在哪里。在按下方向盘上两个按钮之后,方向盘向后缩回了几英寸,随后车子就开始自己跑了起来。整个旅行途中,戴维斯除了在少数几个受到法规限制的城镇接管了方向盘,其余时间都是车子在决定是否换道、减速以及超车。
  就像刚推出F015无人驾驶概念车的奔驰品牌CEO蔡澈所言:人类从 1950 年起就梦想着自动驾驶。汽车的出现让无“马”行驶成为现实,现在,他们也正致力于让无人驾驶成为现实。

通往无人驾驶之路


  2015 年的 CES 国际消费电子展,猛一看更像是个车展。主会场拉斯维加斯会议中心里,北馆的一楼大部分区域都被汽车和零部件厂家占据;宝马的场馆覆盖了整个南广场,奥迪和大众各在中央广场设立巨大的试驾体验区,北广场则是博世冠名赞助的“汽车智能”专区。
  在本届CES大会上,推出自动驾驶功能的汽车不再只有奥迪和丰田两家,奔驰、宝马、大众等汽车厂商也都推出了自动驾驶功能的汽车,自动驾驶占去了大半个场馆。
  奔驰的“F015Luxuryin Motion”无人驾驶汽车,在解放司机上比奥迪更进一步。汽车的自动驾驶模式开启时,方向盘会自动移开,前排司机和副驾驶座可以向后 180 度旋转,与后座乘客相对而坐,就像坐在中世纪的一架马车里一样。这辆车也因此被称为“休息厅”汽车。
  宝马最新的无人驾驶车则是通过智能应用软件,在宝马集团高级副总裁Elmar Frickenstein的语音“召唤”下,缓缓驶出车库,稳稳停靠在了Elmar的身边。
  不止是奥迪和宝马这样的高端品牌,现代、大众、福特都展示了他们的部分自动驾驶功能。这些系统多半可以做到:防碰撞、自动跟车、自动换道、识别物体、识别限速牌等功能。
  在2013年之前,提到“无人驾驶”这个词,似乎指的就是Google无人驾驶项目,然而近几年来,传统车商迅速研发出了自己的无人驾驶技术。
  而除了IT巨头Google、百度,传统车商之外,芯片制造商英伟达、高通以及英特尔也都相继推出了自己的无人驾驶系统。
  如果要按研发理念来分,无人驾驶市场的竞争者可以分为以Google为代表的激进派,和以传统厂商与百度为代表的务实派。
  根据美国 NHTSA(美国国家公路交通安全管理局) 发布的标准,汽车从完全由人操控到全自动驾驶,需要经过5个阶段——不自动、特定功能自动、多个功能自动(部分自动)、大部分自动以及完全自动(即无人驾驶)。
  也就是说,目前传统车商已经量产的无人驾驶车型大部分还停留在多个功能自动(部分自动)阶段,例如比较常见的自动泊车、自适应巡航、自动跟随前车,以及自动保持在车道中央功能,因而这一类型的车还只能被称为“高度自动化汽车”,真正实现“完全自动”功能的车型尚只出现在展会上。
  实际上,实现无人驾驶并没有一致的解决方案:第一种方案是依靠雷达、传感器等传感技术,系统实时判断路况,随即做出决策;第二种方案是依靠车车通信系统和车路通信系统,将人类世界转换成车辆能够认识的世界;还有一种方案是依赖基站给汽车发射信号,“告诉”汽车其身处环境的状况,随后做出下一步决策。
  大部分车商采用的都是第一种方案,而在这个方案中,传感器的成本便是无人驾驶汽车进入消费市场的最高门槛。
  此次CES大会,宝马演示的 i3 概念车使用了4个 IBEO 制造的激光传感器,这种传感器的价格在每个 2 万美元以上。Google使用的激光雷达,成本亦高达一万二千美元,相对于其他传感器几十到一两百美金的成本来说,依旧是个天文数字。
  “完全自动”汽车能够解放人类的双手,驾驶员的年龄、身体状况都不再是限制,酒驾更是将成为历史名词。传统车商并非不想将无人驾驶汽车投入消费市场,但在昂贵的零件、法规限制以及不甚成熟的无人驾驶技术面前,只能少量渐进式地入自动驾驶功能,以完成平稳过渡。
  奥迪就有着这样的打算。“自己”开去CES大会的奥迪A7即使能够适应900公里的高速公路,但它并不一定能识别复杂的市区路况,其设计意图仅仅是让驾驶员在低于90公里每小时车速时能够稍微休息一会。这款A7概念车距离上市为时尚早。
  取而代之的,是2016 款 Q7。新款 Q7 能在堵车时自动调整速度跟随前车,保持在当前的车道,但这个部分自动驾驶功能只能在高速道路上、保持 65 公里每小时的速度以下行驶时使用。
  传统车商急于将部分自动驾驶功能投入市场,除了有逐渐培养消费者习惯的考虑之外,更多的还是对无人驾驶系统背后的车联网战略布局。
  “通过车联网,汽车可以连接手机、娱乐、信息、个人内容、社会媒体、工作及健康运动等。”宝马集团高级副总裁Elmar Frickenstein认为,“车联网将是物联网中最大的驱动力之一。”

Google的百亿美元大计


  相较之下,自2010年公布无人驾驶项目的Google则要激进许多。在2014年5月的Code Conference 会议上,Google 创始人之一的谢尔盖·布林正式公布了Google 自主设计并研发的无人驾驶汽车原型,该车将在2015年上路测试。
  这款无人车原型外形娇小,有点类似奔驰Smart,颜色灰白,两边车灯与传感器放在一起像极了正在微笑的智能机器人,甚至可以用“萌”来形容。这辆原型车可同时容纳两个人,取代方向盘和仪表盘的,是两个开车和停车的按钮,还有一个显示无人车行车路线的电子屏幕。
  不同于以往的试验车型,这款无人驾驶汽车原型已经不再需要人工干预。没有方向盘,没有刹车、油门、后视镜,取而代之的是车顶的64束激光器,车身前后的4个雷达,车身内的感应器,以及车载计算机系统。
  按下开车按钮后,由车顶激光器发射的激光碰到周围物体后返回,可计算出车体与周边物体的距离。计算机系统再根据这些距离数据描绘出精细的 3D 地形图,并跟高分辨率地图相结合,生成不同的数据模型供车载计算机系统使用。
  
  雷达则负责测距,雷达和传感器配合能探测到距离汽车两个足球场远的位置的交通状况。后视镜处有一个摄像机,以检测红绿灯情况。
  通过车身内部的感应器,车辆可以清晰感应到周围物体,清楚掌握它们的大小、距离,时刻对周围环境保持360度无死角关注。Google 第一代原型车的最高时速被限制在 约合40公里以内。
  整车最重要的核心是Google的数据地图。早在2011年,Google就为无人驾驶汽车定制了一个特殊的地图版本,现在这个地图得到了更多的优化:车内传感器和雷达识别周边物体后会用不同颜色的方块标记:自行车是红色、行人是黄色,汽车则根据不同的大小、型号标记为粉色或者绿色。
  这些方块能够以每秒1-2GB的数据量反馈到Google的服务器上,再传回到车辆终端。所以当Google无人驾驶汽车做出一个决定之前它已经测算了数万种可能会发生的事情,最终选择最安全、稳妥的执行策略。
  可以说,无人车的安全性已经不再困扰Google。自2010年宣布无人驾驶项目以来,Google在丰田、奥迪及凌志三家公司的八辆汽车中安装了自动驾驶系统,作为试验车型,五年间在加利福尼亚的行驶总里程超过80万公里,没有发生过一起交通事故。
  据外界估算,Google自主设计的这款原型车整车成本价格处于15万美元左右,其中将近一半成本来自车上配备的光学雷达。而据Business Insider报道,目前Google已经在无人驾驶汽车项目上投入了上百亿美元。
  在接受《财富》杂志采访时,拉里·佩奇说,“这样的项目不仅有经济效益,还对社会有益……相较于项目(对人类生活)所产生的影响,再大的资金投入也算不了什么。”
  Google的实验室Google X里还存在着许多其他像无人驾驶一样疯狂的项目,Google 将这些看起来不大可能实现的项目称为“moonshot”(向月球发射),这些项目必须通过激进的方式和突破性技术才能解决。因而一个moonshot需要大量的资金,即便该项目可能永远都不会有任何成果。
  近日在底特律召开的世界汽车业新闻大会上,Google无人驾驶项目负责人克里斯·厄姆森(Chris Urmson)称,Google已经开始接洽通用、福特等汽车巨头,期望在2020年实现自动驾驶汽车的批量生产。
  此前厄姆森曾对媒体表示,Google始终强于软件,而非汽车制造,因而Google并不会自己生产无人驾驶汽车。而通用汽车则希望借 Google 的技术发展无人驾驶汽车。两家公司一拍即合。

把生命交给机器


  在世界另一端,搜索引擎巨头百度也加紧了研发自动驾驶系统的步伐。但是,相较于Google直接将刹车、油门、方向盘撤下,百度的自动驾驶理念稍显保守。百度无人驾驶项目负责人余凯喜欢将人与智能汽车的关系比喻为“骑士与马”。
  也就是说,马自己也能跑,它知道路该怎么走,但是它也知道该听主人的话。在余凯看来,传感器代替不了大脑,感知不能取代认知。人的决策是基于大脑,而不仅仅是基于感官的。因为无论传感器多好,都只是有限感知。感知是了解周边驾驶态势的各类信息,认知是理解后进行规划和决策,最后是行动。”
  在实现完全的自动驾驶之前,要经历高精度地图、辅助驾驶、主动安全、特定场景和领域的自动驾驶等几个阶段。而在中国,精细道路地图还是空白,这也是实现自动驾驶的瓶颈之一。
  在地图上北京的环路都是一样宽的,但事实上,车道多宽,坡角多少,人行横道在哪里,有没有驶向限制。还有哪里在改造,哪里正在施工,这些都需要知道。
  《麻省理工科技评论》也对谷歌的无人汽车提出了几个很简单的问题。首先是天气,生活中我们要时常靠汽车在雨雪等糟糕的天气中行进。什么时候防止汽车各种零件管道结冰,如何识别出大雪覆盖下的车道线,以及怎样轻松应对湿滑的路面。目前谷歌无人车还没有进行恶劣天气测试。
  除了恶劣的天气以外,怎么避免坑洼也是驾驶员的一种驾驶艺术,如何才能保证杯座里的咖啡不会洒出来。谷歌无人汽车项目主管厄姆森承认,谷歌无人车目前还不能识别路面上的坑洼以及人工开口,除非标记了交通锥标。也就是说,面对道路的坑洼,无人驾驶汽车会视若无睹地横冲过去。
  路上的行人毫无疑问是最令无人汽车技术头疼的因素了:监视随时出现在马路边上或是横穿马路的人带来了巨大的麻烦。谷歌目前只能简单地把行人按照移动的柱状模糊图像来进行处理。在开放路况上,人工智能是否能与人脑一样快速识别紧急状况,例如在遇到犹豫不决甚至左躲右闪的行人时,汽车如何做出判断?   比无人驾驶技术更令人头疼的,是在无人驾驶领域,法规仍是空白。目前美国仅有内华达州允许无人驾驶汽车在公共道路上合法行驶,加利福尼亚和密歇根州允许无人驾驶汽车在本州进行测试。
  而在交通法规方面,也并没有针对无人驾驶引发交通事故的成熟法律规定。如果人为驾驶引发交通事故,那么根据已有法律法规可以快速找到责任归属,但无人驾驶领域还没有答案。当车辆发生碰撞时,谁该为此负责?是乘客,是汽车厂商,还是软件公司?
  与此问题最接近的是自动驾驶的民航客机——如果飞机发生事故,会有机构花费几个月时间来论证是驾驶者还是飞机系统出了问题。然而,冗长的论证时间显然并不适合无人驾驶汽车行业。
  飞机达到一定高度后,自动驾驶仪可以使飞机自动按设定的姿态、航向、高度和马赫数飞行。自动驾驶系统减轻了飞行员的负担,也提高了飞行的安全性。
  因为机器可以瞬间进行几百万次计算,可以耳听60路、眼观80方,而且不疲劳、不头晕、不眼花。如今波音、空客先进机型所配备的飞行控制系统,基本可以胜任从起飞到着陆的整个飞行过程,无限接近于无人驾驶。
  不过抛开技术上的原因,无人驾驶航班存在伦理上的软肋:即没有人用生命对航班的安全负责。几乎所有人都听到过机长拯救飞机脱离灾难的传奇故事,无论如何,驾驶员本人就在飞机上,拯救或伤害的生命也包括他自己。这也是为什么不给民航机长装弹射逃生座椅,如果民航飞机配备降落伞,不负责任的机长会在发生故障时独自逃生。
  再想想运行路线和时间都严格掌握的地铁,理论上,没有任何技术因素可以阻碍地铁无人驾驶,但现实情况是,很多地铁甚至配了两个司机!因为没有人敢把生命完全交给机器,不论地铁公司还是乘客。
  那么人们是否会愿意把生命交给无人驾驶汽车呢?根据波士顿咨询公司进行的一项调查显示,44%的受访司机说:“他们可能或者非常可能在大约十年内购买全自动驾驶汽车。”
  摩根士丹利在去年末发布的报告中预计,无人驾驶汽车可能会在2020年左右正式上路行驶。不过也有专家认为,这项预测的结论可能过于乐观。
  有趣的是,FBI也对无人驾驶技术保持相当紧密的关注,因为“不法分子将利用无人驾驶汽车在逃避追捕时一边开车一边朝警察射击”,或者可能会有恐怖分子通过让无人驾驶汽车变成“无人驾驶汽车炸弹”。
  
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