无人驾驶成未来趋势,你知道无人驾驶的汽车是怎么看路况的吗?

無人駕駛成未來趨勢,你知道無人駕駛的汽車是怎么看路況的嗎?

A:这天天气晴朗,你正在山景城的绿树成荫的空地上骑车。你向左转,在你换车道之前,你会转过头来快速回顾一下。这时你看到了在你身后行驶的车,无人驾驶的机器,在那条左车道上。你迫切想知道——它看到我了吗?——车辆给了你回答,因为它开始减速了,给你流出了足够的空间。现在你想知道,它究竟是怎么做到的?自动驾驶的汽车究竟是怎么观察到路况的呢?

也许是无意中,你突然想到了一个问题。制造一个能感知周围环境的机器人——不仅能发现拥堵,还能知道眼前走道的是个小孩子——是这个新兴产业面临的主要挑战。让它像人类一样了解周围发生的事情,让它决定如何使用油门、刹车和转向的过程。

數十家公司正試圖制造自動駕駛汽車和自動駕駛汽車技術,它們都以不同的方式應對工程挑戰。但幾乎每個人都依賴三種工具來模擬人類的視覺能力。

雷達

我们从雷達开始,雷達在汽车的金属板后面。这是一项已经投入生产汽车20年的技术,它支撑着人们熟悉的技术,比如自适应巡航控制和自动紧急刹车。它不受恶劣天气的影响,能看到数百码远的物体,并能识别出它感知到的所有物体的速度。不过可惜的是,它的识别能力远不如你和我。用一位机器人专家的话来说,它返回的数据是“官样文章”。“它远不能精确到告诉电脑你是一个骑自行车的人,但它应该能够探测到你在移动的事实,以及你的速度和方向,这对决定如何避免把你的自行车切成一辆独轮车很有帮助。”

摄像头

摄像头,让无人驾驶汽车看到车道线和路标的东西。不过,他们只看到太阳或你的前灯照到的东西,而且他们在恶劣的天气里也和你有同样的问题。但他们的分辨率非常高,能看到足够的细节,能认出你伸出的手臂,发出左转的信号。这一点至关重要,以至于埃隆·马斯克(Elon Musk)认为,仅靠摄像头就能实现机器人的全面接管。大多数工程师不想仅仅依靠摄像头,他们仍在努力研究机器学习技术,让计算机可靠地解析海量像素。看到你的手臂是一回事。把它和其他所有东西区分开来又是一个棘手的问题。

激光雷達

如果你发现有东西在旋转,那就是激光雷達。这个家伙通过每秒发射数百万次光脉冲并测量它们回来需要多长时间,就能在汽车周围建立一张世界地图。它与相机的分辨率不匹配,但它应该能反射足够多的红外激光,让你对自己的身材有个大致的了解。它可以在几乎所有的光照条件下工作,并以计算机的母语——数字——传递数据。一些系统甚至可以探测到它所看到的事物的速度,这使得决定什么是重要的变得容易得多。激光雷達的主要问题是价格昂贵,可靠性未经证实,而且不清楚是否有人在距离和分辨率之间找到了正确的平衡。开发激光雷達的50多家公司正在努力解决所有这些问题。

一些公司还使用超声波传感器进行近距离工作,和麦克风来监听警报器,但这只是锦上添花。一旦传感器接收到数据,汽车的电脑就会把这些数据整合在一起,然后开始最难的部分:识别什么是什么。那是一个蹒跚学步的孩子,还是一个垃圾桶?叶子还是鸽子?一个骑着滑板车的少年,还是一个挥舞着充气手臂的疯子?更好的硬件使回答这些问题变得更容易,但这里真正的工作依赖于机器学习——这是一种教导机器人的艺术:这一簇圆点是一个用步行的老人,而那一长串像素是一条三条腿的狗。但一旦它知道如何看,如何开车的问题就变得简单了:不要撞到他们其中的任何一个。

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