上一篇文章已經(jīng)提到,，高速公路上的自動(dòng)駕駛目前已經(jīng)沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的技術(shù)困難,，比較樂(lè)觀的估計(jì)在5年后會(huì)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。但谷歌想要做的是全路況的無(wú)人駕駛,，在路況復(fù)雜的城市道路上也要實(shí)現(xiàn),。我下面的幾篇文章就會(huì)詳細(xì)介紹谷歌的無(wú)人駕駛系統(tǒng)。

?谷歌無(wú)人駕駛原型車(chē)

       要想無(wú)人駕駛,，首先要像人類(lèi)的眼睛和耳朵一樣,，準(zhǔn)確的感知周?chē)沫h(huán)境。下面我們來(lái)看看谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)上的傳感器,，看看谷歌都采用了哪些神奇的科技,。

       ?首先大家想到的恐怕是GPS,，因?yàn)榇蠹叶荚谟茫雀枰膊焕?。但讓人略微失望的是,，谷?/span>GPS和大家的沒(méi)有什么大的不同，精度也在5米左右,。目前的普通智能手機(jī)都可以達(dá)到這樣的精度,。這樣的精度用于導(dǎo)航是足夠的，用于無(wú)人駕駛控制那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,。盡管可以采用非常昂貴的技術(shù)把GPS信號(hào)進(jìn)行更加精細(xì)的校準(zhǔn),，精度也只能提高到1米左右了。要做到無(wú)人駕駛控制,，位置精度需要達(dá)到10個(gè)厘米,，也就是說(shuō)車(chē)輛在地圖上的位置誤差不超過(guò)10厘米，大概1個(gè)鉛筆的長(zhǎng)度,。 況且考慮到GPS信號(hào)在通過(guò)立交橋下面,，進(jìn)入隧道時(shí)會(huì)發(fā)生缺失的情況。 在無(wú)人駕駛過(guò)程中沒(méi)有位置信號(hào)了,，那可不是鬧著玩著,，弄不好會(huì)出安全事故。所以說(shuō)谷歌的GPS和大家的沒(méi)啥區(qū)別,，只用于導(dǎo)航,。

       也許有人會(huì)說(shuō)我國(guó)的北斗導(dǎo)航能達(dá)到厘米級(jí)別（CCTV上有人這么講過(guò)把北斗導(dǎo)航用于精確測(cè)量駕校中的倒車(chē)入庫(kù)的位置），對(duì)此我也只能呵呵了,，實(shí)際情況和說(shuō)的經(jīng)常有差距,。

 ?GPS接收器

       接下來(lái)大家想到的是什么？ 雷達(dá),，攝像頭,？ 是滴，谷歌都裝備了,，下面先說(shuō)說(shuō)雷達(dá),。

        在保險(xiǎn)杠的的4個(gè)角上，谷歌裝了4個(gè)雷達(dá),。這4個(gè)雷達(dá)用于測(cè)量車(chē)輛周?chē)矬w的距離,，以及移動(dòng)的速度。這4個(gè)雷達(dá)并無(wú)太多特殊之處,，因?yàn)樗鼈兒湍壳耙呀?jīng)應(yīng)用的自適應(yīng)巡航ACC（Adaptive CruiseControl）的雷達(dá)沒(méi)啥區(qū)別,。自適應(yīng)巡航ACC一般用在高速公路上，把握好方向盤(pán),，設(shè)定好車(chē)速,，啟動(dòng)自適應(yīng)巡航,，然后系統(tǒng)就接管了油門(mén)和剎車(chē)，腳就可以放在一邊休息了,。當(dāng)發(fā)現(xiàn)前面有慢車(chē)會(huì)自動(dòng)降速跟隨,，不用擔(dān)心有追尾的危險(xiǎn)。如果前車(chē)提速或者變道了,，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)提速到設(shè)定好的車(chē)速,。自適應(yīng)巡航ACC作為一個(gè)選配被中高檔車(chē)輛廣泛采用，例如吉利的博瑞17.68萬(wàn)就能買(mǎi)到,，和Volvo同步的技術(shù)。

?裝在保險(xiǎn)杠上的4個(gè)雷達(dá) 

       在車(chē)子前部安裝有一個(gè)攝像頭,，就像人類(lèi)的眼睛一樣盯著前方,。目前有些高檔汽車(chē)采用的車(chē)道保持輔助系統(tǒng)LKAS（Lane KeepingAssistance System），就是用攝像頭實(shí)時(shí)捕捉車(chē)道信息,，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車(chē)輛偏離了車(chē)道而且沒(méi)有打方向燈,，LKAS就會(huì)自動(dòng)調(diào)整方向把車(chē)輛調(diào)回到車(chē)道上。LKAS需要在公路上的車(chē)道劃線(xiàn)是比較清楚的,。 目前尚不確定谷歌是否也用攝像頭來(lái)捕捉車(chē)道信息,。但可以確定的是谷歌用這個(gè)攝像頭捕捉交通指示牌，紅綠燈,，以及行人,，自行車(chē)手的手勢(shì)信息等。這需要用到計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)（Computer Vision）,，這又是一門(mén)快速發(fā)展的非常前沿的學(xué)科,，對(duì)自動(dòng)駕駛有著重大的意義，將來(lái)我會(huì)發(fā)文具體闡述,。

?前視攝像頭

       到目前為止,，好像谷歌并沒(méi)有用到什么神奇的技術(shù)。別著急,，大招總在后面,，下面閃亮登場(chǎng)的是激光雷達(dá)（lidar）。

        看到谷歌的原型車(chē),，大家都會(huì)注意到車(chē)頂上一個(gè)圓嘟嘟的東西,，還在不停的旋轉(zhuǎn)。那里面裝的就是激光雷達(dá)（Lidar）,，這才是谷歌自動(dòng)控制的核心傳感器,。 激光雷達(dá)此前并不用于汽車(chē)，而是廣泛用于遙感測(cè)量,，為了測(cè)繪地形地貌,，有的飛機(jī)上就載著它飛來(lái)飛去,，下面的地形地貌的3D數(shù)據(jù)就會(huì)測(cè)量出來(lái)。Lidar的原理和雷達(dá)類(lèi)似,，只是它發(fā)出的電磁波是能量密度集中的激光（通常是不傷眼睛的不可見(jiàn)光）,，當(dāng)射出一道激光后，等待收到反射信號(hào),，距離就是：時(shí)間差*光速/2,。然后Lidar會(huì)偏離一個(gè)很小的角度再發(fā)射激光測(cè)量，如此下去一秒鐘可以射出十幾萬(wàn)次的激光束,，也就是完成十幾萬(wàn)次的測(cè)量,。 它的精度相當(dāng)高，可以達(dá)到厘米級(jí)別,。這是為什么谷歌采用它的原因,。谷歌的激光雷達(dá)能同時(shí)發(fā)出64束激光束，最快每秒旋轉(zhuǎn)20圈,，也就是每1/20秒,，或者50毫秒生成一張周?chē)?/span>3D圖像，它的測(cè)量范圍是120米,，精度達(dá)到2厘米,，每秒鐘采集2.2M的數(shù)據(jù)信息，這幾乎相當(dāng)于20M的寬帶全速下載的數(shù)據(jù),，存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)處理如此海量的數(shù)據(jù)肯定不是一件簡(jiǎn)單的事情,，我的下一篇文章就會(huì)詳細(xì)講述谷歌無(wú)人駕駛是如何實(shí)現(xiàn)控制的。

?激光雷達(dá)Lidar

?激光雷達(dá)生成的實(shí)時(shí)3D圖像

       至此,，谷歌無(wú)人駕駛的傳感器基本上講完了,。為什么是基本上，因?yàn)檫€有一顆裝在后車(chē)輪附近的雷達(dá)沒(méi)講,。這顆雷達(dá)的類(lèi)型是超聲波雷達(dá),，這種雷達(dá)就再普通不過(guò)了，我們的倒車(chē)?yán)走_(dá)就是這種類(lèi)型,，它只能檢測(cè)非常近的距離,。為什么谷歌還需要這顆雷達(dá)呢？我們來(lái)分析一下,。激光雷達(dá)的是有盲區(qū)的,，因?yàn)榧す庖谲?chē)頂之上，在車(chē)輛底部的就形成一個(gè)無(wú)法測(cè)量的圓形區(qū)域,。用于自適應(yīng)巡航的雷達(dá)是用于遠(yuǎn)距離測(cè)量的,，對(duì)于近距離測(cè)量的精度還不夠，而在泊車(chē)時(shí)的精度需要達(dá)到厘米級(jí),，這時(shí)候善于近距離測(cè)量的超聲波雷達(dá)就派上用場(chǎng)了,?？梢源_定的是這顆雷達(dá)主要的作用是自動(dòng)泊車(chē)。

?后車(chē)輪附近的超聲波雷達(dá)

        綜上所述,，除了激光雷達(dá),，谷歌無(wú)人駕駛汽車(chē)采用的都是汽車(chē)業(yè)界比較成熟的傳感器。也正是由于有了激光雷達(dá),，谷歌的軟件控制算法和汽車(chē)業(yè)界有著本質(zhì)上的不同,。我的下一篇文章將重點(diǎn)講述谷歌無(wú)人駕駛是如何控制的，敬請(qǐng)期待,。