为解放双手迈出重要一步—海外体验奥迪自动驾驶技术

■文、图：胡 波、Audi

为解放双手迈出重要一步—海外体验奥迪自动驾驶技术

■文、图：胡 波、Audi

在汽车被发明的时候，也许谁都不会想到100多年后的今天，汽车会进化成现在这个样子，而能自动驾驶，更是异想天开。在我记忆中，自动驾驶的场景也只是在诸多科幻片中能看得到，当然谷歌在好几年前就开始研究自动驾驶技术了，据说目前已经完成了100多万公里的驾驶测试，但当我一想到那辆普锐斯始终都在顶着一个高速旋转的激光雷达行驶在高速路上，它离我们的日常生活还真的有点远。

不过这次，奥迪着实让我惊讶和激动了一回，当我乘坐在一辆行驶在高速公路上的奥迪A7的副驾驶座，而驾驶座上的“驾驶员”则双手无所事事地抱着脑袋休息，就是不肯握住方向盘，我不敢相信这是真的，这辆奥迪A7能够自动完成加速减速、变换车道等动作，并且整个过程都非常顺畅和安全，完全觉察不出来这是一台机器在自己操作。我反而担心从我们身边超车而过的那些驾驶员们，要是谁一不留神转头看到我们并没有用双手来驾驶这辆高速行驶的奥迪A7，那他的第一反应会是什么呢？天，可别惊到他。

如果不是给这辆奥迪A7贴上了以灰黑色调为主的未来科技感十足的车贴图案，以及显眼的“Audi piloted driving”字样，它看起来和普通版的奥迪A7没什么大的区别。如果仔细观察，就会发现最明显的装置就是两个小黑盒子，它们分别安装在车辆前部格栅靠下的位置和车尾保险杠下方的位置，这两个小黑盒子尺寸并不大，正面看约半个巴掌大小。它们便是奥迪自动驾驶技术最关键的核心部件之一——激光扫描器（laser scanner），该部件的小型化也正是奥迪自动驾驶技术能够接近并实现量产的关键因素之一。

别看它尺寸很小，但是它内部的激光二极管可以每秒发射近10万次的不可见红外激光脉冲，系统控制单元会根据红外激光脉冲的反射情况计算出前方、后方物体的轮廓，以及与它们之间相对的位置等情况。该激光扫描器的探测距离为80 m，覆盖角度为145°，可形成4个脉冲平面。由于激光扫描器可扫描的角度宽、范围广、频率高、速度快，因此其拥有十分强大的探测功能，能够实时对前方和后方车辆的行驶状态进行探测和监控，而且其对于可探测的物体形状也有很大的包容性，不管是类似围栏这种有规则形状的物体，还是像白色墙壁这种没有可见结构的物体，它都能探测到。此外，由于该激光扫描器不受光线、恶劣天气等外界因素的影响，即使在夜间、雨天等情况下，激光扫描器也能够正常工作。

这辆奥迪A7的前部和后部各配备了一个这样的激光扫描器，如此便解决了车辆在行驶过程中对前后方路况的探测。而奥迪下一步要做的就是继续将其优化，能够隐藏在车内部，并最终能实现批量化生产。当然，要实现自动驾驶仅仅依靠这两个激光扫描器是不够的，奥迪还给这辆A7的四周布置了多达12个长距和短距超声波传感器，用以时刻监测车辆周围特别是两侧的路况，还安装了全新开发的3D前视广角摄像头和红外夜视摄像头，分别用以识别道路标线标识和夜间道路前方状况的探测等。

要能够实现自动驾驶，安装诸多扫描器、传感器和摄像头是必要的，更重要的是还需要一颗运算能力强劲的“大脑”，它要能够胜任及时处理所有实时获取的信息和数据，并根据既定的规则和模型向车辆的行驶控制系统及时发出指令，该“大脑”最核心的部分便是zFAS——中央驾驶辅助控制器。记得在2014年1月的美国拉斯维加斯CES（国际消费类电子产品展览会）上，奥迪展出了第一代zFAS模块，该项目是奥迪与全球知名的图形芯片公司NVIDIA合作开发，采用了NVIDIA最新的也是图形运算性能最强悍的移动处理器Tegra K1，这使得奥迪zFAS具备非常强大的图形及数据信息处理性能，完全能够胜任自动驾驶系统所需要的快速处理能力。第一代的zFAS模块尺寸还比较大，基本和一个笔记本电脑相当，到了目前这辆奥迪A7上，第二代的zFAS模块的身材已经变得更紧凑了，接近第一代的1/2，因此也更加接近量产。

奥迪开发的zFAS——中央驾驶辅助控制器集成度非常高，采用了模块化的设计理念，进而保证其功能的可选择性更高，而且更有利于升级和更新。如果不用于自动驾驶系统，那么它也可以用于其他所有的驾驶辅助系统，它强大的运算能力完全可以满足一辆配置丰富的中型汽车上所有电子系统的需求。

据了解，zFAS模块还可以与奥迪CONNECT互联科技配合使用，在LTE网络可用时，由zFAS产生的数据将通过网络传送到基于云平台的数据后台。在那里，这些数据通过一定的算法和智能处理，会再发回到车辆中，用于车辆的驾驶和控制系统。也就是说就能实现汽车的智能“且行且扩展”，在复杂的环境中实时应对变化，提高汽车的适应性，这也预示着未来奥迪自动驾驶汽车将会拥有一定的智能处理能力，真正解放我们的双手。

奥迪将其自动驾驶技术命名为“Audi piloted driving”，根据奥迪的解释是从飞机的自动驾驶模式中的单词“aotopilot”获得灵感，意味着奥迪自动驾驶技术可以像飞机那样在一定条件下可以自动飞行，但飞行员仍可以随时介入并控制飞机。那么此次体验的现阶段的奥迪自动驾驶技术可以在高速公路上的畅通路况下高速巡航行驶，或在拥堵路况下自动跟车行驶。这两种路况实际上是可以缓解驾驶员的疲劳，在巡航状态下，驾驶员长时间驾驶容易产生视觉疲劳、犯困或走神；而在拥堵状态下，驾驶员又容易对重复操作产生疲劳，进而引发反应迟钝、情绪急躁。此时如果开启奥迪自动驾驶模式，那么系统就会接管操作，一旦系统认为路况发生变化不能满足自动驾驶的条件，而无法继续进行控制时，会提示驾驶员尽快切换操作模式。

当我们乘坐这辆奥迪A7由辅路驶上高速公路，由GPS确认我们已经进入高速路况，在驶入正常车道并稳定车速以后，自动驾驶系统被激活并提示可以启用，此时位于前挡风玻璃下方的自动驾驶提示灯带会变绿，位于中控台上的自动驾驶信息屏会倒计时1 min提示驾驶员尽快启用自动驾驶模式，而仪表盘的中央显示屏会提示驾驶员可同时按下方向盘下方的两个按键启用系统。启用系统后，双手即可离开方向盘，此时车辆会按照既定的方向和时速自动行驶，如果前方有慢车，系统会时刻侦测左后方是否有来车，如果有来车不能超车，那么系统会自动减速，并与前方车辆保持一定的安全车距；一旦系统在确认左后方安全并可以超车之后，车辆会立即自动打开转向灯并变换车道，加速超过前车，完成超车；如果之前的车道还有车辆行驶，奥迪A7会继续往前行驶；如果之前的车道没有车辆，系统会在确保安全的前提

下让车辆回到最初的车道行驶。

整个由自动驾驶系统控制的过程非常顺畅，变道、超车的过程也是一气呵成，不存在任何停顿，反而整个过程会让人感觉更安全。行驶途中，系统还会基于导航信息及时对前方突发路况进行播报。当我们按照导航设定的路线需要离开高速时，系统会提前发出提示，此时前风挡下方的灯带会变黄，自动驾驶信息屏同样会倒计时1 min，提示驾驶员尽快接管车辆，此时只需双手重新握住方向盘即可，自动驾驶模式便会关闭；而如果驾驶员始终不接管车辆，在1 min倒计时快要结束时，灯带会变红，向驾驶员提出警示，信息屏也会提示驾驶员如果不接管车辆在倒计时结束后系统会让车辆自动减速并最终靠边停车，因为此时系统会认为驾驶员可能出现状况无法驾驶车辆，及时靠边停车请求救援是最安全的做法。

按照我们和奥迪自动驾驶技术的工程师们交流的结果，自动驾驶被划分为4个阶段：

第一阶段是以定速巡航、基础版的自适应巡航（ACC）及车道偏离警示等功能为主的初级自动驾驶系统，需要驾驶员时刻判断路况并对系统的开启和关闭进行操作；

第二阶段是以定速巡航、升级版的自适应巡航（ACC）及车道保持等功能为主的进阶自动驾驶系统，此时的ACC可以实现刹停和起步，车道保持功能可以实现主动纠正转向，但仍需要驾驶员时刻判断路况并能随时关闭辅助系统；

第三阶段就是目前我们体验到的奥迪自动驾驶技术，可以在特定路况下由系统接管车辆，完成巡航、跟车、变道、超车及停车等操作，在系统启用时不需要驾驶员操作和判断路况，但需要驾驶员在系统无法继续自动驾驶时及时接管车辆；

第四阶段便是自动驾驶的最终阶段，即彻底解放驾驶员的双手，系统会在全路况下完成自动驾驶，你在车里想干什么就干什么，好吧，如果真的到了这个阶段，“驾驶员”应该就不存在了，我们都是乘客，也许到那时我们将迎来“无人驾驶时代”。

据奥迪公司负责技术开发的董事会成员哈肯贝格博士透露，现阶段的奥迪自动驾驶技术会在5年内实现量产，而最有可能首次搭载该技术的便是新一代的奥迪A8。通过和哈肯贝格博士的交流得出，其实目前自动驾驶技术的应用和普及最大的障碍是法律法规的允许。《国际道路交通公约（维也纳）》明文规定驾驶员必须全时驾驶车辆，而目前也还没有任何国家的法律允许量产的具有自动驾驶功能的汽车上路。不过，美国目前已经有4个州（加州、佛罗里达州、内华达州及密歇根州）批准无人驾驶车辆可以进行公路测试，而据报道英国也打算修改交通规则以允许无人驾驶汽车在英国上路行驶。

到底自动驾驶离我们有多远，我可以说真的离我们已经很近了。自从谷歌在多年前研究无人驾驶以来，很多企业都陆续投入精力开始探索和研发初期的自动驾驶技术，奥迪在此方面同样不遗余力。

2009年秋天，奥迪将1辆无人驾驶的奥迪TTS自动驾驶概念车带到了美国犹他州的邦纳维尔盐滩，通过精确控制，这辆白色跑车在盐滩上留下了1个明显的奥迪“四环”印记。同时，该车还以210 km/h的时速创下了当时自动驾驶汽车的记录。

2010年，同样是这辆奥迪TTS自动驾驶概念车在美国科罗拉多派克峰山路赛道上完成了自动驾驶测试，它用时约27 min完成了有156个弯道、总长20 km的路程，最高速度达到了72 km/h。

2012年，奥迪TTS自动驾驶概念车在美国加州的Thunderhill赛道进行高速测试，在不到2分30秒的时间内它跑了接近5 km的路程，平均时速达到了120 km/h。同年，奥迪还成为第一家获得美国内华达州批准自动驾驶车辆上路通行的汽车厂商。2013年和2014年，奥迪在CES上成功展示自动驾驶技术和自动泊车技术。

2014年秋季，德国房车大师赛（DTM）总决赛之前的霍根海姆赛道，1辆奥迪RS 7自动驾驶概念车在无人状态下以最短用时2分多的成绩完成整圈行驶，最高速度达到240 km/h，过弯的横向加速度高达1.1 g，制动时的减加速度高达1.3 g，其表现已经与专业赛车手相当。

2015年1月初，国际消费电子展（CES）前夕，1辆奥迪A7自动驾驶概念车、也就是我们体验自动驾驶的这辆奥迪A7，从位于硅谷的斯坦福大学出发，经过约900 km的行驶顺利到达拉斯维加斯，共有5位获得资格的体验者轮流坐在驾驶座进行全程的自动驾驶体验。

可以想象，也许当两三年后奥迪宣布搭载自动驾驶技术的量产奥迪A8成功下线，这便意味着我们曾经幻想过的场景已经变成现实，我们真的可以让双手得到解放，在车流中看看报纸，喝喝饮料，和同伴聊天，甚至可以休息小憩，驾驶变得更舒适，也更安全。当我问到奥迪的工程师们在自动驾驶技术发展的4个阶段中哪个阶段的开发难度最大时，我认为第四阶段最难，而他们却一致认为第三阶段最难，按照他们的解释，第三阶段实际上解决了车辆从被动到自主行驶的难题，在他们看来，用不了太长时间，技术层面就可以实现第四阶段，即无人驾驶，而真正的“难题”，其实是法律法规是不是允许和人们能不能接受的问题。那么看来完全解放我们自己的双手还真不是我们自己说了算，但至少奥迪已经为我们迈出了很重要的一步，这一步分量十足。