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新手上路,请小心?

2022-04-29左左薇拉

科幻世界·少年版 2022年6期
关键词:花猫激光雷达刹车

左左薇拉

何小凡

12岁

调皮好动,好奇心强,麻烦制造者,所以大家都叫他“何小烦”。

马飞飞

12岁

何小凡的同桌兼好友。喜欢美食,零食常常不离手。“学霸”,遇到不懂的问题喜欢请教他人。胆小,但在危急时刻敢于挺身而出。

宋大力

12岁

何小凡与马飞飞的同学,平时总喜欢说自己是天才,其实是个萌萌的傻大个。

郝布

X学院的老师,是何小凡、马飞飞和宋大力的班主任。关心学生,但很严肃,总在课堂上或考卷中出难题,大家都叫他“好恐怖”。

我在哪儿?

碧空如洗,万里无云。明媚的阳光直射到地面上,映得整片测试场熠熠生辉。何小凡、马飞飞和宋大力目不转睛地盯着眼前这辆物流配送车。

四个黑色的轮子,全封闭的白色车身,头上顶着三个圆柱形激光雷达和八个摄像头,车头由半透明的黑色液晶玻璃构成,透过玻璃能看到里面整整齐齐堆放着各种货物。

可是,何小凡绕了一圈又一圈,找得眼睛都花了,也没有找到自己的目标。

何小凡的眉头都快拧成麻花了,“奇怪,怎么找不到呢?”

“小凡,你在找什么?”马飞飞好奇地问道。

此刻,他们一行人正在Y物流园区的测试场地里观摩默默蓝博士的新产品测试实验。

这不,还不到一分钟,何小凡就发现了一个巨大的设计缺陷。

“他们忘记设计司机的座位啦!”

默默蓝博士扑哧一声笑了出来,登时让何小凡有些丈二和尚摸不着头脑。

默默蓝博士笑着向大家解释:“我们没有忘记司机,而是这辆车根本就不需要司机。这是一台无人配送车。”

“无人?”马飞飞一下子抓住了这句话里的关键词,“用手柄控制吗?”

她在X学院的创新课上玩过一些无人机,那些小飞行器说是无人机,其实还是需要人类用手柄进行操控。

默默蓝博士摇头,“不,手柄也不需要。”

这下不只是马飞飞,何小凡和宋大力也陷入了疑惑。没有司机,没有手柄,没有方向盘,这辆无人配送车究竟怎么工作呢?

郝布老师朝默默蓝博士点了下头,“百闻不如一见,咱们直接开始测试吧。”

默默蓝博士狡黠一笑,伸手按下小车身上的一个按键,下一秒,车头的黑色液晶屏上出现了一双扑闪扑闪的大眼睛。

“哎呀妈呀,可算是把俺放出来了!”居然还是辆带东北口音的小车。

“哇!”

何小凡、马飞飞和宋大力齐刷刷地惊叹出声,这还是他们第一次见到能眨巴眼睛的汽车,三人好奇地聚到了小车前。

“哟,俺这是在哪儿呢?”小车自顾自地询问。

“我记得是Y物流园……”何小凡掏出终端,他话还没说完,只见小车双眼滴溜溜一转,紧接着,液晶屏上便显示出一张世界地图。地图迅速放大,再放大,很快便显示出了他们当前所在的位置。

Y物流园区北门,无人配送车测试点。

“这一定就是北斗卫星导航系统了。”马飞飞笃定地说道。

郝布老师赞同地点头,拍拍马飞飞的肩示意她继续观察。

找到了自己的所在地,小车却没有急着前进,反而眯起了双眼,头顶的三个激光雷达开始运作,闪烁着红色的光,“这地方俺熟。只是,这点精度可不够啊!”小车喋喋地说出一大串与数字有关的信息,“嗯,距北门3.13米,距右人行道93厘米……”

半晌,小车终于欢呼着嘁道:“定位检查结束!一切正常!俺可以出发啦!”

这下,大家可被彻底搞糊涂了。

“定立检查是什么?”

“为十么卫星导航系统的精度不够用呢?”

“为什么要测量和人行道之间的距离呢?”

郝布老师感受到大家旺盛的求知欲,说道:“我来一个个解答吧!首先,如果我们想要去某个地方,是不是先要确定起点、目的地和前进路线呢?”

大家齐刷刷地点头。

“对于无人车而言也是这样,如果无人车要将货物正确地送到目的地,它需要知道的第一件事就是自己的起点,也就是定位。卫星导航系统当然是定位中不可或缺的一环,但它更新频率低,定位的精度也只能达到十米。”

“十米?”何小凡夸张地嘘了一声,“这都够我穿过一整条马路了。”

“光靠卫星导航系统不行,所以无人车上还安装有其他可用于定位的装置,比如说激光雷达和高精度地图,这样能确保无人车和其他障碍物之间保持足够的安全距离。”

可小凡做了个鬼脸,“团结就是力量嘛o"

“说得好。”默默蓝博士拍了拍无人车的车头,“小家伙,正式出发吧,去往第一个货物接收点!”

我周围有什么?

无人车似乎等这句话等了好久,此刻得了指令,立刻欢呼着启动了发动机。

只见无人车车顶处的摄像头和激光雷达悉数打

高精度地图

高精度地图是一种精度更高、数据维度更多的电子地图。它的精度能达到厘米级,并包含几乎所有静态物体的位置、形状和含义,如车道线、交通标志、下水道口等。高精度地图就像无人车的记忆,在行驶过程中,无人车会反复将自己检测到的物体和高精度地图进行比对,从而确认自己的具体位置。开。它们将无人车周遭的物体信息采集进控制系统,再由控制系统对这些信息进行处理,用于调整无人车的前进方向。

无人车的速度并不快,大家只需快走便能跟上它。

很快,他们就来到了第一个路口,刚好红绿灯中的绿灯转成了黄灯。

“我来考考大家,这时无人车应该继续前进还是停车呢?”郝布老师见缝插针地提了个问题。

没想到,这个问题居然真的考倒了何小凡。

何小凡挠了挠脑袋,他记得“红灯停,绿灯行”的说法,黄灯?应该可以继续前进吧。嗯,肯定没错。

何小凡笃定地给出了答案,“前进!”

“这你都不知道?”马飞飞翻了个大大的白眼,“黄灯表示警告,是用来提醒那些已经开进路口的车辆的。无人车现在连斑马线都没踩上,当然得停车呀。小凡,你很危险哟!”

仿佛为了印证马飞飞的话,只见无人车稳稳地停在了斑马线前,开始耐心等待,黄灯也变成了红灯。

何小凡吐了吐舌头。他不甘心地看着那盏红红的信号灯,脑海里忽然蹦出了一个问题。“就算无人车知道交通规则,它又是怎么分辨出信号灯的颜色的呢?激光雷达又不能用来检测颜色变化。”

默默蓝博士赞赏地打了一个响指,“好问题。激光雷达是用来测量距离的,的确不能检测颜色,所以我们在车顶处还安装了八个摄像头,负责充当无人车的眼睛。当然,光靠摄像头还不够——”

随着绿灯亮起,无人车缓缓起步,转弯,继续向前。

“在实际生活中,道路情况总是不断变化的,天气的情况也是变化的,这些无人车都得注意到。”默默蓝博士跟着无人车,一个一个地指出那些被无人车识别出来的动态事物——同路的汽车、飞驰的自行车、漫步的行人,“对人类来说,这些都是再常见不过的东西,但对于无人车而言,每一个动态变化的东西都可能会导致差异和危险,为此,我们专门在无人车上安装了各式各样的传感器,力求无人车能正确地识别路况,推测出身边的物体是什么。正所谓,看得清,才能看得远、看得准。”默默蓝博士骄傲地说。

“那刹车呢?无人车是怎么踩刹车的?”说到识别路况,宋大力忽然想起了无人车刚才那脚漂亮的刹车,平稳、丝滑,那可比他爸爸踩的刹车要安全多了。

默默蓝博士指了指无人车的底盘,“这个秘密其实就藏在无人车的底盘上。大家一定玩过碰碰车吧,正常的汽车都是机械制动的,脚踩下刹车,汽车内部的机械就会产生巨大摩擦力令车辆减速。但对无人车而言,它处理的信息却是电子信息,控制系统发出的指令也都是电信号。这时它应该怎么办呢?”

“将电信号转成机械信号!”何小凡脱口而出。

“没错,就像是当我们的大脑意识到车速过快,会脚踩刹车一样,电信号到达车辆底盘后,就会作用于电动推杆,让其去推动刹车踏板,进而完成整个刹车动作。而刹车的运作结果又会通过压力传感器将信息反馈回控制系统。”

无人车的眼睛和耳朵

为了实时对周围环境进行感知,无人车上安装了各式各样的传感器,它们便是无人车的眼睛和耳朵。其中,卫星导航系统常用于帮助无人车定位,激光雷达可被用于绘制地图、定位及避障,摄像头用于物体识别和跟踪,超声波雷达和声呐则用于探测前进方向上近处障碍物的距离。所有传感器各司其职,相辅相成,最终成就了这样一辆眼观六路、耳听八方的无人车。

马飞飞认真地点了点头,“说起来,我们人类身体内的神经信号也有一些是电信号,最终也驱动了我们的身躯。或许从某种角度来看,我们和这些无人车也很像呢。”

大家跟着无人车继续前行,穿过红绿灯,前进、转弯,再穿过下一个路口。一路上,它甚至完美地识别了自行车和摩托车,一直和它们保持着足够的安全距离。

目的地近在眼前,变故却在一瞬间发生了。谁也没有注意到,那只狸花猫是怎么出现的。

但当众人发现的时候,那只狸花猫已经溜达到了马路上,眼看着就要被无人车撞上了!

“刹车!快刹车!”众人惊叫道。

我该怎么办?

无人车比众人的反应更快,几乎在狸花猫进入行车道的那一刻,它便进入了刹车流程,车身往前滑动了一小段距离后,在距离狸花猫还有几十厘米时停下了。无人车尾部的安全警示灯随之亮起,并发出了三次鸣笛声。

众人登时长舒了一口气。

反倒是那只险些被撞上的狸花猫不慌不忙地绕着无人车嗅了好一会儿,才一溜烟地跑没了影。

“吓死我了。”马飞飞心有佘悸地看着狸花猫远去的背影,拍拍胸脯,顺了顺气。

“这也太危险了。”宋大力也被吓得不轻。

“胆小鬼!”何小凡朝两人吐了吐舌头,“要我说,这无人车肯定比咱们的反应速度快!”

何小凡离无人车最近,刚才他看得清清楚楚,无人车的速度开始减慢时,大家根本还没看到狸花猫。

“这多亏了无人车的避障措施。”默默蓝博士比众人镇定一些,但他依然小心翼翼地将何小凡拉得离无人车又远了一点,“道路上的情况太多变了,有不遵守交通规则逆行的汽车,有擅闯红灯的行人,还有大家刚才见到的,忽然蹿出的小动物。为了避免造成事故,我们会让无人车对那些动态物体的行为进行预测,比如这个车是要左转还是直行,它的速度是多少,这辆车会不会闯红灯……”

伴随着默默蓝博士的话,无人车缓缓启动,继续朝目的地开去。

“只是,很多时候,人们自己也会摇摆不定。比如说我,每次遇到黄灯,我都会犹豫是要跑着过马路还是等下一个绿灯。”宋大力像是被戳中了心事,摸了下自己的鼻子。

默默蓝博士赞同地点头,“如果人们自己都不知道自己的想法,无人车又怎么能猜得出来呢。所以我们特意降低了无人车的速度,这样刹车需要的时间和距离就更少了。同时,我们也只让它在物流园区里帮忙分发货物,这个场景简单,不容易发生意外——”

话还没说完,何小凡忽然蹦到了无人车前方,跃跃

欲试地挥手,“再试一次!”

无人车猛地刹住了车。

“何小凡!”郝布老师再也忍不住,将何小凡从测试道路上拎了回来。

我的梦想

在接下来的几次送货过程中,默默蓝博士又对无人车在多种场景下的反应进行了测试:它穿过了隧道,路过了池塘,还模拟了雾天和黑夜环境下的行动。大多数情况下,无人车都顺利地将货物送到了目的地。

而何小凡,作为一名积极以身试险的“危险分子”,一路上被郝布老师盯得死死的,生怕他一不留神又给无人车捣乱。

何小凡不服气地哼了一声,他才不傻呢。在刚才所有的那些测试里,他可是清清楚楚地看到无人车因为视线不佳或视觉死角撞上路杆。既然无人车的刹车机制不是十全十美,谁知道下次他再去挡路时,无人车会不会失灵了呢?

只是,今天的测试结果却让何小凡的内心充满了遗憾,“哎,我还以为能坐在里面环游世界呢。”

在何小凡心里,无人车就像是哆啦A梦的时光机,只要坐在车里睡一觉,就能抵达目的地了。谁知道,今天他才发现,自己离这个梦想还有好远好远。

“小凡,你知道自动驾驶的六个等级吗?”默默蓝博士问道。

“什么等级?”

“其实,自动驾驶并不是魔法,不是灵光一现就能被发明出来的东西。它被分为0至5级,自动程度逐层增加。”

“这不是和我们学习一样吗?”何小凡大吃一惊,“无人车也要从一年级升到六年级?也要考试?”

“没错,在0至2级阶段,无人车需要学会的是一些简单的功能,如夜视、交通标识识别,这时,车上仍然需要有人类负责驾驶车辆,这也被称作高级驾驶辅助系统。”

“然后呢?”宋大力对无人车的学习进阶很感兴趣,追问道。

“如果通过了3级,负责控制车辆的就变成了汽车自己。但当需要时,人类依然必须驾驶汽车。可以这么说,从3级开始,无人车也要像你们一样学会独立了。”

“再升一级呢?”

“再往上,就到了第4级,也是咱们现在这辆无人车所处的等级,它可以在封闭园区里按照指定路线行驶,全程不需要人类的干涉,这也是目前绝大多数无人车所处的等级。再上一级,第5级,也就是无人车的终极目标——完全无人驾驶。到那时,无人车就能载着我们去往任何想去的地方。目前,部分无人车已经进入了高速公路测试阶段,但当遭遇特殊情况,比如天气起雾又或是遇到了一些不遵守交通规则的车辆时,无人车仍然需要安全员对其进行人工干预。”

“一步一步,就像爬楼梯一样。”宋大力点了点头。

“我们每过一年就会升一个年级,可谁知道无人车还要多久才能通过考试升一级呢?”马飞飞唏嘘道。

“管它要多少年呢!”何小凡无所谓地耸了耸肩,学着默默蓝博士的样子拍了拍无人车的车头,“小家伙,加油。”

“大兄弟,那必须的。”无人车的双眼眯成了一条缝,唱出了一首“无人车之歌”,听得大家连连点头。

我有一个梦想。

我梦想有一天能带着人类飞驰在地球上的所有角落。

我有一个梦想。

我梦想我的存在能让公路更安全,让车祸和堵车彻底消失。

我有一个梦想。

我梦想我的存在能让环境变更好,将雾霾和尾气通通埋葬。

这是我的梦想。

这一天就要到来了。

无人车系统架构

无人车虽然是一辆车,但除了车身以外,它还有另外两个重要组成部分——云计算平台和用户手动操作页面。其中云计算平台能够对无人车上的一些新算法进行模拟测试,用户手动操作页面则能让用户及时介入无人车的操作,进行手动纠错,以减少事故发生的可能性。

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