实现无人驾驶汽车的尖端科技

今天先进的车载技术正在促成自福特汽车公司1903年成立以来汽车历史上最振奋人心的革命性飞跃：汽车驾驶无需人为干预，撞车事故不复存在。虽然科技正被指控为分散驾驶人员注意力、导致危险发生的新罪魁祸首，但它也有望打造公路安全的新时代。此类车载技术可实现驾驶时不做白日梦、不打盹、不伸手拿咖啡，而且也不在高速路上边开车边发短信。

从驾驶员辅助到无人驾驶汽车

减少人为差错是汽车行业推行智能驾驶员辅助系统的动力，该系统具有自动泊车、车道保持、障碍物警示以及自动加速或制动等智能特点。毫不夸张地说，实现无人驾驶汽车所需的一切功能都已进入汽车。行业现在的关注重点是软件优化，以期在繁忙的城市街道上根据多个传感器的输入数据进行导航，这些传感器可一次性检测数百个对象，包括十字路口交通协管员手中的“停车” 标牌。

“驾驶”技术

无人驾驶汽车的要求：首先要提供具有360度视野的传感器和摄像头图像，同时还要有能够分析传感器/摄像头输入数据并采取行动的智能软件。然后是在整个系统中接收和分发数据，发送软件命令给汽车电子控制装置及致动器的中央计算机。数字地图和卫星导航系统对从A点到B点的定向和驾驶具有非常重要的作用。行驶在道路上的无人驾驶汽车不仅需要彼此通信，而且还必须与交通信号灯和收费站等基础设施通信。

奠定基础

行业已经在着手开发车对车(V2V)通信系统，其将实现用户汽车与其他车辆之间数据的无线动态交换。匿名交换“我在这里”数据，可根据方位、速度和位置360度全方位地感知其他车辆，从而将为我们的道路运行方式带来变革。驾驶人员将根据这一数据流来感知和识别即将遇到的威胁和危险，从而采取预防性措施以避免发生撞车事故。

过去几年，美国交通部(U.S. Department of Transportation)一直在与密歇根大学交通研究所(University of Michigan’s Transportation Research Institute)在安阿伯市做“车对外界信息交换”(V2X)技术试点。专家认为只要V2X部署得当，将大幅降低汽车事故的数量，挽救生命。在投入使用时，V2X还将增加各种数据，如交通信号时限、即将遇到的弯道或障碍物、路面状况、高速公路车道数量以及其它重要警示等。

下面我们来详细了解一下幕后的支持技术：

• 摄像头与传感器

车顶传感器和360度摄像头将使用激光测量处于 650英尺范围内的各种物体的距离，从而在实现无人驾驶汽车的过程中发挥至关重要的作用，这不仅可实现3D地图，而且还可带来“看见”危险的能力。另一部摄像头与远程及近程雷达传感器都安装在挡风玻璃中，实时监控汽车前后的车辆。后置天线可接收来自GPS卫星的地理位置数据，而超声波传感器则有助于处理狭小空间内的工作。

每种传感技术都各有优劣。虽然都能在黑暗中良好工作，但激光雷达遥感技术先使用激光照亮目标，然后通过分析返回的光线来测量距离，从而在特定方向提供聚焦视角，而且它还可使用雷达来实现更大的覆盖范围。此外，激光雷达技术在测量速度和距离方面优于摄像头，但在识别物体方面较为逊色。在较高速度下无法发挥作用的超声波传感器在近距离范围内则能发挥至关重要的作用。

• Wi-Fi

Wi-Fi在汽车内部起着颠覆性的作用，分析人士预计到2019年具备Wi-Fi功能的应用将锐增8倍。汽车可直接升级软件和应用新功能。驾驶人员不仅可利用智能移动设备远程检查其汽车的位置、燃油余量和行驶里程，同时还可用其接收关于汽车性能和诊断的警示。此外，Wi-Fi技术还能实现从移动设备到汽车信息娱乐系统及后座显示器的无缝内容传输。

使用最新推出的无线802.11ac标准，驾驶人员和乘客还可轻松实现从移动设备到汽车信息娱乐系统及后座显示器之间的内容传输及同步。

车内Wi-Fi技术正在日益普及。就在今年，通用汽车宣布把Wi-Fi连接纳入其整个产品线的标准配置，该连接通过其成熟的On-Star技术实现。Wi-Fi将在V2X通信和实现无人驾驶车辆方面发挥重要作用，尤其是在各种标准不断发展以支持千兆位及更高传输速率的情况下。

• GPS/GNSS

大多数人都熟知数字地图和GNSS卫星导航，也就是人们常说的GPS。GPS也将在V2X通信中发挥重要作用。与Wi-Fi相结合，这些技术将实现车对车(V2V)和车对人(V2P)的通信。

通过匿名无线交换包括定位数据在内的数据，各车辆将共享有关其方位、速度和位置的信息。V2V和V2X均依赖于一种称之为专用短程通信的Wi-Fi技术。Wi-Fi Direct的点对点标准也将支持V2P通信，可让行人和骑自行车的人利用智能手机应用提醒车辆自己的存在以及所处的位置。

• 近场通信

近场通信(NFC)是一套通过短暂接触或极度接近来建立智能设备间无线连接的标准。NFC配对也叫“即刷即连(tap-to-connect)”技术，不仅能简化车辆内部移动设备连接的设置过程，而且还可实现包括无匙门禁和车辆设置等一系列舒适方便的应用。

通过运用NFC技术，驾驶人员只需让移动设备轻触仪表盘，即可实现对移动设备的配对，无需在两个分开的屏幕上分别操作菜单。在挡风玻璃中集成NFC，可让具有NFC功能的数字密钥能够交换身份认证信息、用户资料以及车辆信息等数据，这在简化车辆租用流程方面特别有用。此外，具有NFC功能的数字密钥的使用还可扩展到汽车应用之外，用于完成移动支付和访问有门禁的建筑物或停车场等任务。

• 以太网

对联网汽车的保护将日渐受到行业的关注，尤其是在无人驾驶汽车领域。这就是车载以太网的用武之地，它能将整个车辆变成一个集中的安全网络。与其数十年来在企业网和数据中心发挥的作用一样，以太网技术可提供业经验证的性能、合规性及网络安全标准，具有能使汽车免受潜在黑客攻击的固有特性。

有线以太网连接作为汽车的网络主干，能提供标准数据包格式、VLAN隔离、带宽感知、设备/消息认证以及数据加密等特性，从而可帮助网络抵御恶意攻击、窃听以及无服务许可的设备安装。

以太网可提供获得广泛支持和部署的各种成熟选项，不仅可防止汽车免受恶意攻击，而且还可保护网络基础设施。而且这些固有特性只是以太网在未来几年里保护互联汽车方面发挥重要作用的原因之一。