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汽车的进一步智能化:你来开,还是它来开?

2005-10-18 15:18 作者:吴戈 2005年第39期
在下一代的智能汽车上,当有别的车辆进入驾驶员盲区时,后视镜能自动发光。激光雷达能测量正在接近的车辆的车速和距离,GPS导航设备可提醒危险和重新规划行车路线,雷达和摄像机能判断潜在撞车危险,比如前方路口的信号灯变成红色,或者有人从路旁突然冲入行车道。

10月8日拂晓,一群花花绿绿、奇形怪状的汽车在加州的莫哈维沙漠中轰鸣起来,它们由从军用“悍马”到六轮重型卡车的各式车辆改装而成,惟一的共同点是车上都空无一人。美国国防部国防先进研究计划局(DARPA)发起的2005年度“大挑战”无人驾驶汽车赛再次拉开了帷幕。去年的比赛虽然开创了历史的先河,但尚处襁褓之中的无人车辆却无一完成200余公里的赛程。今年的大赛总奖金提高到200万美元,吸引了23支队伍参加,它们必须按照预先设定的路线,完全自主地驶完213公里的崎岖山路和沙漠路段,平均时速要求保持在24~32公里,总时间不得超过10小时。途中还要自动躲避预设障碍物,有一段2公里的山路还将受到特殊地形阻碍,无法接收GPS卫星定位信号。最终,斯坦福大学研制的“斯坦利”无人车以6小时53分的成绩获得大奖,卡耐基·梅隆大学的“沙漠风暴”以7小时4分屈居亚军。

无人化是美军武器装备未来发展方向之一,现有的少量遥控无人车辆已经使驻伊拉克和阿富汗的美军减少了很多伤亡,五角大楼希望到2015年有1/3的军用车辆能无人驾驶。然而在民用领域,10年后是否会有自动驾驶的本田在高速公路上行驶呢?参加比赛的“斯坦利”车队队长塞巴斯蒂安·思隆相信:“在我的有生之年,就会看到批量生产的自动驾驶车,应该比我自己还值得信赖。”但同样完成了比赛的TerraMax车队的斯科特·乌利尔却怀疑消费者是否愿意购买一辆越俎代庖的汽车,他认为多数人还是倾向于对自己汽车的行为有更强的控制,不过他也承认:“你可能会看到辅助驾驶能力更强的车,在人犯错误时它能接替控制。”

对驾车还没有成为多数人生活常态的中国而言,驾车的操控感是现在最流行的体验之一。如果中国进入汽车社会才十来年,车辆就可以无人驾驶了,实在令人扫兴。但中国的国情注定无法让大多数人充分享受驾驶快感,预计到2010年我国汽车需求量将从2005年的590万辆猛增到超过1000万辆。当交通规模和汽车的负面效应都在迅速增大时,让更多的人可以安全驾车,让更多的车可以高效行驶将是第一位的任务,因而智能汽车技术并非技术完美主义者无聊的白日梦。

现有的汽车上已经出现了一些车载智能功能,比如“美洲豹”XKR等豪华车型装备的带有雷达和激光器的自动巡航系统,车载电脑可以控制油门,自动保持与前车的安全距离。智能防盗系统使车主可以在很远的距离通过遥控器锁死汽车发动机。利用远程智能监控系统,汽车租赁公司可以知道客户是否在合理地使用汽车。一些保险公司能通过导航程序和车载GPS设备,了解顾客的行车时间、地点和距离数据,据此收取保险费。在日本销售的丰田“普锐斯”尾部安装有帮助驾驶员进车位的摄像头。

更进一步的技术是利用雷达和红外传感器提供安全告警和避撞。今年3月在日内瓦车展推出的全新紧凑型雪铁龙C1和顶级豪华型雪铁龙C6上,都应用了LDWS(车道偏离警示系统)。依靠车载红外传感器检测道路标志线的颜色,如果驾驶员穿越车道而没有开启转向灯,该系统会发出警告信号。当汽车越过道路中线时,安装在座椅下方的震动器会通过座椅一侧的震动提醒驾驶员及时纠正。这对消除因驾驶员分心引起的交通隐患大有好处。

最新推出的2006款雷克萨斯IS安装了丰田著名的碰撞预警系统(PCS),当汽车以64公里/小时的速度撞向障碍物时,在撞击迫在眉睫的一瞬间,车载雷达和微处理器如果发现驾驶员并没有打算转动方向盘,就会立刻做出反应——座椅预紧安全带立即将驾驶员束紧,悬挂系统的减震器变硬。当司机过晚踩下刹车板时,制动助力系统立即发出强大的制动力。虽然撞击还是无法避免,但碰撞的车速只有原来的一半。

在下一代的智能汽车上,当有别的车辆进入驾驶员盲区时,后视镜能自动发光。激光雷达能测量正在接近的车辆的车速和距离,GPS导航设备可提醒危险和重新规划行车路线,雷达和摄像机能判断潜在撞车危险,比如前方路口的信号灯变成红色,或者有人从路旁突然冲入行车道。

戴姆勒-克莱斯勒公司著名的SMART双座微型车也正在变得更加聪明,最新的车型安装了GPS导航设备和无线局域网系统,可以接收安装了同样设备的车发来的信息。如果两个街区外发生了一起交通事故,汽车会立即知道,并通过中控台上一个不停闪烁的显示器发出提醒,导航系统则立即给出绕行其他路段的建议。遇到湿滑路段时,在自动启动车载稳定控制系统的同时,也会通知其他车辆。

我国城市大受欢迎的交通广播正在提供类似的服务,但比起无线局域网像蜜蜂蜂群一样能自我学习的信息获取和发布过程,广播电台这种中心辐射式的过程显然要粗略得多。对每一辆车来说,广播里获取的信息往往有一大半与自己的行驶无关。戴姆勒-克莱斯勒公司车辆信息技术主任拉尔夫·赫特维奇说:“车际通讯就像是一个附加的传感器。”从而使汽车及时、准确地获取前方路段的信息,包括堵车、事故、临时限速、道路状况等因素。这种网络也类似互联网上流行的BT下载,每辆车同时也为其他车辆提供帮助,而且这种信息的获取不受距离的限制。总有一天,未来的网络汽车能够获取足够多、足够准确的信息,使车辆的自动驾驶比有人驾驶更加安全。

无线局域网系统既不需要交通控制中心,也不需要信息交换中心,需要的只是车与车之间的无缝连接。目前,博世、三星和Delphi等公司都已经开发出这套系统所需的硬件设备,还需要努力的只是一套将传感器、无线网络和GPS设备连接起来的软件系统和统一的技术标准。当然,这一系统要求有足够多的车加入才有价值,但无线局域网并不缺少实用功能,单是用来下载音乐等车内娱乐功能,就能保证足够的吸引力,这将使它的价格比导航系统便宜得多。它还能使交通管理部门实时了解车流情况,这也将是它得到推广的一个动力。目前预计这种系统将在2008年问世,2010年开始得到应用,真正形成一定的规模,充分发挥作用需要10年左右的时间。

现有的碰撞预警系统并没有采取代替驾驶员刹车的措施,这并非主要出于技术原因。今后,随着视频处理算法的发展,自动防撞系统将能够判断即将发生的碰撞。但哪怕只在紧急时刻自动控制车辆,也会带来新的问题。即使车主愿意接受这种不受自己控制的功能,汽车制造商也有顾虑。因为一旦该系统出问题,比如在不该制动的时候起作用,车主肯定会起诉制造商。

当防抱死系统刚出现的时候,也有很多人担心它会延长汽车的制动距离,但现在大多数人已认为它必不可少。从避免事故的角度来看,驾驶者的观念需要改变。英国利兹大学的交通安全专家奥利弗·卡斯坦根据1997年欧洲对智能车速自适应系统的研究结果指出:如果能有效防止人为的超速行为,致命的交通事故可减少59%。智能车速自适应系统不光提前输入了永久性的限速信息,还通过无线网络收到临时的限速信息。一旦超速,车辆会自动限速。

现在的问题是:随着各种辅助技术的发展,汽车无人驾驶的倾向并不止自动刹车一项,驾驶者会感觉到自己的位置和驾驶行为随时随地都处在监视之中。美国人不太喜欢个人自由受到过多限制,或者失去对车辆的控制权,因此在美国更受欢迎的技术方向可能是,当车速过快时,油门踏板的弹簧强度逐渐加大,当行驶路线偏离时,车辆能自动轻微旋转方向盘,但并不剥夺整个车的控制权。

现有的防抱死系统和稳定控制系统工作的全部信号都来自车辆内部,如车轮速度和制动力,“汽车的外部环境要复杂得多,有突发事件时,必须在一秒钟内反应”。福特公司的环境与安全主任工程师休·西斯奇凯也认为:“对于突如其来的事故,我们必须掌握与它有关的全部细节,而这一点正是我们所欠缺的。”宝马公司研究与技术主任雷蒙德·弗莱曼提醒道:不只是因为客户不愿买一辆速度被限制的“顶级”车,还因为发动机、变速器、制动系统、稳定控制系统等装置都是通过控制器局域网总线连接的,“如果通过它来实现自动限速和刹车,也有人能通过远程侵入局域网,使你的制动失灵”。

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