日期：2012-12-09 作者：杨昀丰;叶松亭 来源：文汇报


图片作者：赵晓娴
图片说明:题图：日本车商生产的一款双座无人驾驶概念车。 图像：赵晓娴


新一代无人驾驶技术正在驶入大众的日常生活 “无人”之境近在眼前

　　本报记者 叶松亭

　　11月24日上午，一辆名叫“军交猛狮Ⅲ号”的黑色越野车从京津高速公路台湖收费站出发，85分钟后，它抵达了114公里开外的天津东丽收费站。路上的其他司机没有注意到，这其实是一辆无人驾驶智能汽车，驾驶座上的司机只是个以防万一的“备胎”，真正的“司机”藏身在后备厢里。

　　在今年的“中国智能车未来挑战赛”中，军事交通学院改装的这辆无人驾驶智能汽车取得了总成绩第一名，在国家发改委、国家自然科学基金委等第三方专家的见证下完成了首次智能驾驶试验——事实上，此前它已经在各类道路上跑了一万多公里，没有出过事故，在城市和乡村环境道路上都表现稳定。

　　无独有偶，今年7月，由国防科技大学自主研制的红旗HQ3无人车也首次完成了从长沙到武汉的无人驾驶实验。一时间，无人驾驶汽车成了热门话题，很多人都想知道，这种以往只出现在电影中的高科技产物，距离我们到底还有多远。

　　

无人车，会做“小动作”

　　“军交猛狮Ⅲ号”的测试结果公布后，曾经有网友质疑挑战赛的难度，开玩笑说是不是特意选了一段空旷、笔直的道路，随后放任智能汽车“撒丫狂奔”。

　　其实，智能驾驶实验的要求并不简单，测试要求智能车在高速公路的所有车道上完成行驶，包括匝道，主要测试科目则包括循线行驶、跟车行驶、自主换道、邻道超车、自主超车、人工指令行驶等6个部分。

　　在85分钟的测试中，这辆名叫“军交猛狮Ⅲ号”的无人汽车共完成超车12次、换道36次、油门操作1816次、刹车操作30次及转向操作11812次。据报道，“军交猛狮Ⅲ号”可以自主进行刹车、油门、制动、换档等动作，只有在通过收费站时，需要人力完成取卡、缴费。

　　这不禁让人想起谷歌原CEO埃里克·施密特2年前的一句话，“汽车天生就应该能自动行驶——汽车在电脑之前问世简直就是个错误。”也许在他眼里，应该是电脑而非人类驾驶汽车，乘客坐进车厢后，要做的就是享受电脑提供的服务。

　　就目前的发展水平来说，“军交猛狮Ⅲ号”已很优秀，但放眼全球无人驾驶智能汽车领域，谷歌“捣鼓”出来的无人车可能更先进。

　　如果有机会坐进谷歌最新一代无人汽车，乘客唯一需要做的就像设置车载导航一样在车联笔记本电脑上搜索、设置目的地。随后，系统会自动给出最佳线路，如果监测系统没有发现什么意外，1分钟内，汽车会缓缓发动并逐渐加速至每小时60公里的最高限速。行驶过程中，乘客能不时听到类似好莱坞大片里那种科幻感十足的女声提示，比如，当汽车遇到停车标志或红灯时，女声会说“已接近斑马线”，如果车辆处于陌生环境，无法判断该做出何种反应时，也会提醒驾驶员改用手动操作。

　　而据报道，谷歌无人汽车最大的“卖点”还是它在安全性方面的表现：交通灯变绿时，它开始转弯，此时如有行人过马路，它会停下等待；经过十字路口时，它会根据规则让其它车先走，如果其它车辆没有反应，它还懂得稍微往前“蹭一蹭”，以这种“小动作”表明自己的意图。

　　鉴于谷歌无人汽车如此智能的表现，不久前，美国加利福尼亚州州长签署了一项新法案，宣布从2015年开始，无人驾驶汽车将可以与普通汽车共同行驶在公共道路上，但需要合格的司机坐在驾驶座，以便在出现紧急情况时及时接管。这是继内华达和佛罗里达之后，第三个在法律层面认可无人汽车上路的美国州政府。

　　

研发，不仅为了偷懒

　　无人车的发展热热闹闹，但话说回来，为啥要研发无人车？

　　乍看，这是人类懒惰天性推动的又一项科技进步，可实际上，即便不考虑这项技术在军事领域的潜力，单论它对于普通人日常出行的意义，也不仅局限于“让司机可以边刷微博边看电脑开车”这么简单。

　　据参与研发“军交猛狮Ⅲ号”的军事交通学院教授徐友春表示，以“军交猛狮Ⅲ号”为例，目前世界先进无人汽车所能做出的动作精度，已大大超出人类生理范畴，这也就减小了违章和事故发生的几率。

　　从速度上来说，该车能将车速控制在设定车速的正负2公里误差范围内，避免因为司机不小心“脚尖一点”导致的无谓超速；从横向距离来说，该车能将车身稳定控制在某条车道内，横向位置偏差范围不超过40厘米，从而避免碰撞剐蹭。

　　更重要的，还是在反应速度上的体现。无人驾驶汽车能将“发现状况-反应判断-做出动作”的反应过程控制在30毫秒以内，而对人类来说，即便是经过训练的驾驶员，反应时间最快也要100毫秒。

　　另一个很多人可能没有意识到的优点是，无人车的发展还能提高公众对汽车的利用率，从而部分缓解现代都市对私家车和停车位的需求，对城市环境也有积极意义。

　　据统计，普通私家车96%的时间是闲置的，但无人驾驶汽车的出现有可能将96%的闲置时间会变成96%的“服役”时间。比如，一个原本需要2到3辆车的家庭可以用一辆车完成所有家庭成员的出行任务：丈夫先开车送孩子上学然后自己去公司，随后汽车自己开回家，接上妻子后出发去超市……通过这样的调配，一辆无人汽车可以处理多辆传统汽车的任务，而以上的循环过程还可以超越家庭界限，扩散到

　　邻居，甚至整栋大楼的人。

　　此外，智能化程度越来越高的无人汽车还可以为残疾人和老人出行提供更多便利等。

　　拥有诸多好处，难怪国际电气与电子工程师协会预计，到2040年，汽车电脑将成为物联网的重要组成部分，届时，美国公路上行驶的汽车75%都将是无人汽车。

　　

一道工序，体现科技差距

　　至于无人车的工作原理，简单说就是用雷达代替司机的眼睛、耳朵，用电脑代替人脑。

　　具体来说，“军交猛狮Ⅲ号”外观上看与普通汽车没有明显差异，只是车顶加装了一个铁架子，上面架设着一组复杂的电子视听感知系统，包括5个雷达、3个摄像头和1个GPS传感器，视听感知系统能够识别路况、判断车身前后左右障碍物的位置。至于视听感知系统搜集来的信息，则交由汽车内部两台计算机和一台备用计算机共同处理。

　　谷歌无人车的工作原理与之非常类似，保险杠上安装了4个雷达，车身还有一堆感应器。雷达可以让汽车“看”得更远，感应器可以让汽车“看”得更清晰。上述设备采集到的数据都将传入车载计算机，由计算机在极短的时间内做出判断：加速、刹车还是转向。

　　但两者还是有些差别，譬如，谷歌无人车车顶的激光感应器可以绘制精细的3D地图数据，而电脑在处理这些数据时会多一道工序：将感应器探测到的数据和高分辨率地图中的信息做比较。

　　这道工序看似不必要，但据业内人士分析，这恰恰反映了我国无人驾驶车辆在高性能传感器技术和复杂环境感知技术等方面与发达国家产品相比的差距。我国的无人驾驶车辆目前仅能依靠搭载的传感器完成自然环境感知，而谷歌无人车能够以谷歌街景提供的地理环境和电子地图为导航，结合地图中存储的道路标志标线、路口交通信号灯、交通标志等，对车载传感器实时感知、识别的目标进行预瞄处理，从而降低识别难度并提高处理速度。

　　

离现实仍有一段路

　　除了谷歌，全球处于无人驾驶汽车研发“第一团队”的还有其他一些公司。

　　通用去年底宣布，将在未来5年内实现汽车半自动驾驶，10年内实现更成熟的无人驾驶系统。

　　在欧洲，沃尔沃联合几家欧洲公司进行着“SARTRE”的无人驾驶项目，日前首次成功让3辆无人驾驶汽车和一辆无人驾驶卡车在西班牙一条高速公路上行驶了124英里。

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　　虽然无人汽车轰鸣的马达声听起来已近在耳畔，然而，距离它真正停在我们面前，还有很多工作需要完成。

　　最大的障碍依旧来自技术方面。

　　“自动驾驶在地铁和飞机等封闭运行区域的尝试已经比较成功，但还需要与人工驾驶配合。”清华大学信息科学技术学院博导姚丹亚教授此前接受媒体采访时表示，普通道路的交通复杂程度远远超过地铁和飞机航道，车载电脑人工智能方面的局限成为无人汽车短期限制进展的最大瓶颈。

　　“道路交通的安全性要求极高，各种复杂的路况，往往超出了人工智能的应对范围。”他表示，自动驾驶系统只能对程序中预设的情况进行判断，一旦实际路况超出程序预设范围，再聪明的电脑也无计可施。

　　而且，雨、雪、雾等恶劣天气会影响无人汽车感应器的感应精度，让无人汽车也变成“近视眼”。再加上道路上行人是否严格遵守交通规则也是一个“不确定因素”，很多情况下交通参与者处于无序状态，使得行为难以预测，无人车辆也随之难以规划行车路径。

　　即便这些科技障碍统统被狂热的科学家们打破，人类与“汽车无人驾驶”时代中间仍有好几层“隔膜”。

　　首先，成本问题。如果价格无法降到普罗大众可承担的水平，再先进的无人驾驶汽车也只不过是少数有钱人的高科技玩具。目前，一辆谷歌无人驾驶汽车造价约为30万美元，比法拉利还贵，其中光是传感器等各类不可或缺的核心装备就高达25万美元。而且这里还存在着一个“两难”问题：要想增加识别准确度，往往就要用昂贵、不利于商业化推广的传感器；要想降低成本，就得使用便宜的传感器，可在复杂路况下又难以达到需要的识别准确度。

　　其次，责任认定问题。由于是无人驾驶，一旦出现事故，责任应由谁来承担？可以明确的是，这种风险肯定不是生产厂商愿意负担的。我国现行交通法规尚不允许无人驾驶车辆上路，因此，将来无人驾驶车辆实用化的前提条件之一是，交通管理部门必须率先完善相关的法律法规，明确发生交通事故的责任归属。而且，无人驾驶汽车的安全设计原理是以保护车内乘客为优先选择，这是否会对路边行人的安全造成新的隐患？

　　第三，网络安全问题。无人驾驶汽车是基于电脑系统运行的，对网络具有高度依赖性，一旦车载电脑系统受到病毒侵入或者远程控制，后果不堪设想。轻则发生交通事故，重则整个交通系统都可能瘫痪。

　　鉴于此，只有克服了上述所有问题，无人汽车才能真正从实验室走向千家万户。即便是乐观的谷歌也表示，商业化的无人驾驶汽车，最快要到2018年才可能面向市场推广。

　　

他们也看好无人驾驶

　　通用汽车

　　宣布将在未来5年内实现汽车的半自动驾驶，在10年内实现更为成熟的无人驾驶系统。

　　丰田汽车

　　丰田预期在2016-2017年发布其第一辆自动驾驶车型，并可能率先在雷克萨斯LS系列中使用这一技术。

　　宝马汽车

　　宝马一直以来专注于无人驾驶技术，目前已经确定即将商业化批量生产的无人驾驶汽车分别为i3电动城市小型车和i8电动-汽油混合动力跑车两种。

　　沃尔沃汽车

　　沃尔沃联合多家欧洲公司进行“Sartre”的无人驾驶项目，预计最快将在未来10年内在欧洲公路上使用。

　　红旗汽车

　　红旗HQ3无人驾驶汽车在今年7月首次完成了从长沙到武汉286公里的高速无人驾驶试验。

　　

零拥堵 零车祸 无人驾驶技术带来的变化

　　美国电气和电子工程师协会(IEEE)在今年10月发布的一份报告中大胆预测，到2040年，全球上路的汽车总量中，75%将会是无人驾驶汽车。而和汽车相关的交通基础设施、相关法律法规，都将随着无人驾驶汽车的出现而发生剧烈的变革，到本世纪中叶前交通系统概念将焕然一新。无人驾驶汽车在智能交通中的应用“将带来交通事故零发生、道路拥堵零概率等功效”。

　　IEEE认为，在新一代智能交通系统中，无人驾驶车主宰的交通系统将不再需要红绿灯和交通标志，而驾照也将是个过时的概念。“通常而言，伴随着智能交通的发展，建造与之相符的基础设施将是一个难题……而无人驾驶汽车具有这种优势，可以改变人们的出行方式。”IEEE高级成员、意大利帕尔马大学计算机工程教授艾尔伯特·布鲁吉预测，接下来的二十多年中，人类交通系统将发生翻天覆地的变化。

　　雷达代替红绿灯 因为无人驾驶车辆是通过一系列复杂的传感器来操作的，可以取代传统的汽车与汽车、汽车与道路交通之间的交流，因此，IEEE专家表示，当路面上全是无人驾驶汽车时，红绿灯等交通指示灯就不再是必要的了。布鲁吉教授说，届时，十字路口都会安装各种感应器、摄像头和雷达系统，可以实时监控、控制交通流量，帮助避免撞车，并且使路面交通运输流更加高效。

　　当路面上都是无人驾驶车辆时，高速公路的车道也将变得截然不同。据IEEE预测，高速路车道将分成无人驾驶和传统驾驶两类，这样可以减少交通拥堵，增加车流量有效性，增加汽车车速。布鲁吉认为“到2040年，时速限制增加到每小时160公里是完全有可能的。”

　　车与车互相“交流”无人驾驶汽车的流行，将使地路面车辆之间的交流互动成为可能。由底特律市政府机构主持的一个研究小组，目前正在进行汽车与汽车间的数据共享试验，以尽可能避免道路撞车。同时，沃尔沃公司正在欧洲测试“道路火车”概念，即根据汽车数量、速度和道路路面面积进行合理智能分配，令汽车车流如火车般通畅前行，以减少燃油消耗。

　　而交通管理也会发生变革，尤其是在车辆和道路设施之间的信息沟通上。布鲁吉教授说，如果无人车的位置、目的地和路线都可以事先通知调度平台的话，后者可以协调和调度交通信息，“假设所有的汽车都是相连的，而一个中央车站知道所有车的位置和目的地，”布鲁吉说，“这个中央车站就可以在进入一个十字路口的时候给汽车发出速度调整的指令，以避免车辆拥堵在一起，甚至发生撞车。”

　　方便无法开车者 无人驾驶汽车普及带来的另一个变化是，很多原先无法驾车的老年人、残疾人等都可以坐进汽车旅行了。

　　共享无人车，可以让不同年龄、不管残疾与否的用户都随时可以坐车，原先的司机事实上成为乘客，这就意味着，传统意义对驾照的需要则变得过时了。

　　“人们坐火车或做公交车并不需要驾照，”IEEE智能系统研究中心主席艾斯坎达里亚说，“在彻底全自动的情况下，不需要司机干预，汽车可以完全自动操作，因此也不需要对驾驶者提出专门的技能或职业要求。”

　　无人车虽然可带来交通系统的变革，但驾驶员和乘客的接受度却将是无人车普及的最大障碍。“司机和乘客会犹豫不决，他们对技术还没有十足的信心，不愿意将控制权交给汽车。”IEEE成员、阿拉斯加大学计算机系教授杰弗里·米勒说，现在，汽车制造商已经在汽车里添入了各种自动功能，比如，平行停车协助、防瞌睡报警器等，帮助人们慢慢习惯自动驾驶技术。

　　“接下来28年，更成熟的无人驾驶技术，将使人们越来越能接受无人车主导路面。”

　　杨昀丰