放開方向盤的日子不遠了 全世界都在瘋無人車但你懂背...

過去一兩年裡，無論你是否關心汽車，肯定都沒能躲開 Google 無人車的訊息。

離一輛無人車自己會去接你下班的未來還有點遠。但遇到危險時不需要駕駛者行動，就能自動剎車的主動防撞系統已經成了 2016 年Passat的新賣點，有這個功能的車型在美國最低不過 100 萬臺幣出頭。更貴的Volvo S60 已經可以自己在高速上跟著堵車大隊挪動，而不用駕駛者踩下剎車或油門。

如今智慧汽車能做的遠不止這些。特斯拉 Model S 的自動駕駛（AutoPolit）功能已經會自動在高速上變道。傳統汽車廠商還沒有跟進是因為這還不是絕對安全。

的確，你可以看到特斯拉 Model S 在行駛中誤判路況的影片，但絕大部分時候，它已經知道該怎麼開。要不了幾年，自動開車、防撞、變換車道等功能都會成為新車的標準配備。

汽車是如何從只能跟著駕駛者手腳而動，變得這樣「智慧」？

汽車怎麼讀懂世界？這些感測器幫它搜集了第一手資料
汽車學會自動駕駛第一步是理解人類所看到的世界，靠的是感測器。2015 年 11 月豐田由LEXUS GS450h 改裝的無人車在日本公路上測試。今年 CES 上，豐田也用這輛改裝車展示了自己接近量產的自動駕駛技術。

整車總共有 5 個鐳射雷達，3 個普通雷達、3 個光學鏡頭以及 2 個 GPS 天線。


正面是感測器最多的地方


車內的鏡頭是自動駕駛所需要的最基本感測器


側後方還有兩個鐳射雷達

光學鏡頭


自動駕駛最基本的感測器是鏡頭，它的硬體並不先進，畫素甚至不如你的 iPhone。 但它能讓汽車像司機一樣看清前方的路。

一個單色黑白鏡頭拍下汽車看到的路況之後，背後的影象識別演算法找出了前方的汽車、行人、樹甚至是藏在司機視線盲區裡騎自行車的人。

Mobileye 可能是目前和汽車公司合作最廣泛的智慧輔助駕駛技術供應商。通用、寶馬、福特等等都是它的客戶。特斯拉去年 4000 多輛升級了 Autopilot 的 Modle S 也用到了這個技術。

汽車系統整合商ZF 銷售副總裁 Evans 認為，單鏡頭有侷限，看的角度比較窄。多鏡頭的確是更好的方案。但鏡頭不是 Mobileye 技術方案的終點。這家以色列科技公司外購相機元件，自己生產則是一枚載入了優化影象識別演算法的晶片 EyeQ。

汽車最終沒有看到影片裡的畫面，而是直接收到指令，比如看到前方有車，系統會直接讓車停下來。

多普勒雷達
這就是常見的倒車雷達。它成像分辨低，很難識別出清晰的物體，卻能在雨雪天氣中有效地測算出和四周物體的距離。和蝙蝠通過回聲定位的原理一樣，遠近不同的物體反射的電波都不一樣。

鐳射雷達
鏡頭和雷達是無人車基本的配置。但無人車在日常行進中肯定要看到距離更遠的路況，給系統更多時間做精準測算。更高階的硬體是鐳射雷達。


福特在 CES 2016 上無人車用到的鐳射雷達

和 Mobileye 的輔助駕駛方案不同，Google 無人車不需要用演算法把平面路況轉換成三維的。因為車頂鐳射雷達系統拍下來的實時路況本身就是 3D 的。街景團隊也用的是這種方法，誤差控制在 2 釐米以內。


鐳射雷達測算距離

成立超過 30 年的矽谷科技公司 Velodyne ，今年 CES 上展示了咖啡罐大小的鐳射雷達。2007 年它們研發的第一代商用產品 SC-600 IW 直徑超過 30 英寸（約等於 76 釐米）。但採用通用技術的一個機械鐳射雷達成本為 8 萬美元。


Velodyne 鐳射雷達體積越來越小

這可能也是 Google 無人車遲遲無法量產的原因之一，鐳射雷達佔去了整車成本的一半。而 1 年前奧迪官方曾稱，只有在成本控制在 200 美元時，鐳射雷達才有可能量產。

不管是單鏡頭，還是多鏡頭，普通雷達抑或是鐳射雷達，這類感測器本質上為汽車打造了智慧的雙眼，使它能看清不同範圍內的路況。更多的感測器，把汽車變成了有車輪的智慧型手機。

一輛普通汽車內部本身就有不少感測器，或者叫做電子元件。1960 年代到 1970 年代，汽車發動機從適應燃料、提高馬力再到控制廢氣排放，整個設計越來越趨向模組化。

硬體整合
一個整合不同感測器資料的計算平臺能夠幫助汽車系統設計減輕負擔，留更多空間給未來技術。

今年 CES 上，汽車電子元件製造商德爾福最新釋出了多域控制器（Multi Domain Controller，MDC），前邊提到的 ABS 、OBD 和雷達系統都會被整合進去。奧迪將成為這款產品的第一個客戶，2016 年的新車型中就能看到。


使用 MDC 後，車內電子元件數量明顯減少了

這也是各家晶片公司要做的事。

作業系統
隨著汽車需要的感測器和處理器越來越多，一個統一支撐它們運行的作業系統成為必須。有了作業系統，軟體開發才能不管硬體。比如 Android app開發者做一個拍照app，不需要弄清楚每個手機都在用哪一個相機模組。因為 Android 系統自己會對接硬體，他只需要對接系統就好。

黑莓汽車系統 QNX 的產品經理 Kerry Johnson 說，「隨著汽車用到的技術越來越多，軟體越來越複雜，汽車業需要一個高階作業系統，而不是傳統的那些只能提供一種功能的系統。」

電腦和智慧手機領域，透過作業系統把複雜的硬體模組藏起來，讓軟體開發者專注於軟體設計是最基本的邏輯。變智慧之後的汽車也得這麼做。這恰好是黑莓 QNX 正在做的事情

誰把各種硬體和作業系統粘接在一起？
德爾福、大陸集團、博世等等這些市場占有率排名前十的零件供應商，成了最終整合硬體和作業系統的公司，而不是汽車公司。

汽車行業發展到今天，出於降低成本的考慮，主機廠只負責整車設計框架。通過招標或者戰略合作，從供應商那裡外購零件。這個供應鏈聯繫相當緊密。「和 Mobileye 等公司合作後把所有系統整合在一起再帶給廠商。」 德國傳動系統製造商ZF 銷售副總裁 Robert Evans說，「這是ZF、博世、Continental 等零件供應商做自動駕駛的優勢。「和手機、電腦一樣，聯網是汽車不可避免的」

地圖，這一回不是給人看的
現實生活中，你可能已經離不開地圖導航。汽車更是這樣。


無人車看到的世界

去年下半年被寶馬、奧迪、戴姆勒一起收購的歐洲地圖公司 HERE 就在做這事。它在 CES 釋出了 HERE HD Live Maps。這個聽名字很平常，就像是又一個 Google Maps 或者百度地圖，但它的運作方式已經完全變了。

平時你用地圖，最細的那根線可能就是一條巷子。而專門給汽車定製的地圖需要精確到車道上的線是虛的還是實的？如果上面標了「公交專用道」或者「限行時間」，它都要能識別出來。


Here 測繪車

另外，車頂上裝著一個圓盤的 Here 地圖測繪車，用更精準的鐳射雷達識別出所有路牌的位置。當汽車看到這些路牌，就能再次通過相對位置幫助自己定位。這種方法讓汽車獲得了比  GPS 地圖上更精確的位置。

也許，你終於可以考慮用一下汽車內建的地圖了，而不是手機上的。

汽車需要連線的不只是網際網路，還有區域網路
一臺汽車足夠智慧還不夠，當它們聯網之後，車和車、訊號燈、路人等等之間的資料共享將變得更加迅速。



相鄰的兩輛車突然插入車道時可以防撞。在獲取城市的訊號燈狀況之後，汽車還能預測它什麼時候變黃或者紅，從而讓車自動加速或者減速。

背後使用的技術和高速不停車收費系統（ETC）類似，往每輛汽車裡裝一個電子標籤，在數十米範圍內，管理系統可以識別出高速運動的車輛之外，車與車之間也能夠互相識別，包括駕駛員身份、車速、相對距離和車速等等。

這種專用短程通訊技術（DSRC）還用於在生產線上追蹤貨物。但實際生活中，相容這種無線通訊標準的硬體並不多。汽車真的想連線一切，可能還需要政府和車廠的共同推動。這不是三、五年內就能完成的。不只是自動駕駛，汽車的使用者介面和互動也在變得更好  

車內玻璃是天然的顯示螢幕
2007 年初代 iPhone 用觸控式螢幕取代了功能複雜的手機物理按鈕。在汽車變智慧的過程中，難用的儀表板和中控螢幕都會融合到車上現有的幾塊玻璃上。

特斯拉 Model S 的 17 英寸中控螢幕可能不是最好的解決方案。 2 年前捷豹釋出的 Vision 概念車就把汽車資訊放到前擋風玻璃上，但這類技術遲遲沒有量產。像 HUDWAY 這樣的手機app，也想幫著你把即時導航地圖投射到玻璃上。


虛擬前擋風玻璃

語音識別
現在用 CarPlay、Android Auto 或者福特 Sync 裡的語音助手，就可以啟動一輛汽車或者開啟空調預熱／預冷。

儘管現在手機語音助手都還不夠聰明，但對還需要方向盤的智慧汽車來說，語音控制是操作其他功能最安全的方式，比如放歌、發簡訊。目前，寶馬和語音識別公司 Nuance Communiation 合作，想讓語音助手能聽出口音來。

追蹤眼球動作，來防止疲勞駕駛
靠紅外線鏡頭捕捉司機的眼球和面部動作，澳大利亞公司 Seeing Machines 在捷豹的 F-Type 上展示過一套內建實時監測系統，追蹤司機的注意力。

透過眼鏡或者墨鏡也能捕捉你的眼球動作。和緊急制動裝置連線，一旦系統發現你注意力不在方向盤上，而且前方出現危險路況時，汽車就會自動剎車。

生物識別
給筆記型電腦做觸控板的 Synaptics 今年 CES 推出了 Natural ID 技術，把指紋識別器嵌入玻璃夾層中，可以隔著玻璃識別指紋。

智慧汽車現在很像 30 多年前的電腦生意。那時，蘋果、微軟、英特爾都還是小公司。就像今天的汽車，作業系統、CPU、甚至網際網路都可以有多個標準。95% 的作業系統裝機滲透率一度讓微軟的網路服務 MSN 成為全球資訊網最早的競爭對手。

今天我們看到這麼多做智慧汽車技術的公司，它們最終也不會都留下來，也會整合進一個個大公司。收購已經開始。德爾福 2015 年一口氣收購了 2 家軟體公司，還投資做廉價鐳射雷達的 Quanery。大陸集團收購了自動駕駛軟體公司 Elektrobit Automotive 公司。

等到市場玩家穩定下來後，自動駕駛差不多就真正來了。



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