阻碍自动驾驶汽车的不是技术——是金钱和政治

  把一个人送到月球,让他在那里待一会儿,然后安全返回地球。人类的一些愿望,有时很容易达成。

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  之所以要引用美国总统肯尼迪把人送上月球的诺言这个例子,想说明的是这个挑战非常昂贵,在技术上也非常困难,但最重要的是目标明确。

  再来看看自动驾驶汽车。众多企业已经投入数十亿美元,相关技术的研发也取得了不少进展,但我们何时才能知道我们在这个领域已经取得了成功?

  一方面,特斯拉的Autopilot证明,企业可以制造出具备一定自动驾驶能力的汽车,但其功能并不总是奏效,责任或伤害最终还是由司机承担。

  另一方面,Waymo在凤凰城向消费者提供自动驾驶出租车服务,但它的地理位置有限,也依然需要有人在车里进行监督。

  试想,当顾客在展厅看车,方向盘不是必备选项;或者,当用户叫了Lyft或Uber,结果看到一辆没有任何人坐在里面的车辆开到了门口。这样的场景最终会实现吗?

  汽车制造商自然对此感兴趣,因为他们面临着生死存亡的威胁:汽车销量预计将下降。与其他放缓的业务一样,车企也担心会受到来自华尔街的严厉对待。

  提振股价的最佳方式是为增长辩护。而在传统汽车市场不断下滑的情况下,车企也忙着转变角色,试图从汽车供应商转向移动供应商。

  这意味着他们的商业模式将发生巨大变化,也就是要从产品公司转向服务公司。

  实现这一转变不容易,但更困难的是开发出他们为实现盈利所需要提供的自动驾驶交通服务的技术。

  所以现在的问题变成:我们预想的自动驾驶服务何时才能到来。

  如今的辅助功能

  在过去的一个世纪里,汽车制造商们做了一件了不起的工作,他们创造了购物表格,让消费者能够在想拥有的配件上打勾。

  上世纪70年代的巡航控制和空调;80年代的安全气囊和防抱死刹车;90年代花哨的音响和导航系统;20世纪初的电气化,以及今天的自动驾驶辅助系统,如特斯拉Autopilot和通用汽车的Super Cruise都在其列。

  在当下的“司机辅助”框架中,有明确的规定,在不可避免的悲剧事故中受保护的是汽车制造商。

  从辅助泊车到自动导航,最终的决定权还是在司机身上,也就是说,如果设备出现故障,驾驶员必须做好接手的准备。

  把车卖出去之后,车企还愿意承担额外的责任?当然不会,除非这项技术像防抱死刹车一样成熟才行。当方向盘被取下时,责任又要由谁来承担?

  所以说,从“司机辅助”到“无方向盘”,中间会经历一个重大的飞跃。

  如果车企希望在自动驾驶的未来中占有一席之地,他们必须要做的很可能是先经营数十年的自动驾驶车队,以完善技术,并花费数十年时间赢得消费者和监管机构的支持,在这之后,才会销售没有方向盘的汽车产品。

  未来的自动驾驶服务

  Waymo的试点项目就是自动驾驶出租服务即将出现的证据,Zoox也在旧金山进行着相似研究。

  这些服务可以在任何时候启动,但有几点需要注意。

  首先,汽车数量和地理位置将受到限制。这意味着乘客要等待更长的时间,而且行程只能在规定范围内。

  与大多数突破性技术在诞生之初的情况类似,用起来并不方便。

  拿电话来说,最开始能够联络到的设备有限,同时还得先接通到连线员那里才行。而早期的个人电脑和打印机的文字处理能力还不如当时的打字机有吸引力。

  其次,企业需要“大放血”式的投资。

  就像叫车公司一样,单位经济效益状况将非常糟糕,而且在未来多年里都将深陷赤字,同时还得继续投入数十亿美元。胆小的人可成不了这一领域的领导。

  运营这些令人难以置信的车辆也将非常昂贵。新制度将要求训练有素的专家进行监督;熟练的技术人员要保证它们的安全运行;不可避免的故障带来的则是昂贵的维修费。

  乍一看,如果自动驾驶服务意味着亏损,那么为什么企业还要提供?

  因为随着时间的推移,这项技术将成熟起来,导致监管放宽、公众信任,并能提供更具吸引力的单位经济服务,而不是急于将未经验证的技术推向市场。

  工厂机器人就是一个完美的例子。工厂和仓库宁愿等到该技术像传送带和条形码扫描器一样可靠、投资回报率同样可衡量的时候才进行应用。

  不过,这里最大的误解是,我们需要自动驾驶汽车来让Uber或Lyft这样的公司盈利。

  实际上,自动驾驶汽车只是一个复杂系统的一部分,这个系统包括车队管理、驾驶管理、远程操作,以及将这些功能结合在一起的工具。其中,车队管理就包括维护和部署车队这两个分支环节。

  我们所需要的其实是从拼车到运营自动驾驶车队的商业模式转变。

  传统的拼车公司的做法,是招募司机并鼓励他们在特定时间、特定地点接客。自动驾驶出租车服务则要更进一步,将涉及维护充电站、管理服务人员和维修车辆。

  毕竟,这些车辆配备了世界上最先进的传感器、软件和电池。它们必须经过校准,使用最新的软件进行更新,并不断进行安全可靠的监控。

  Uber、Lyft、滴滴和其他拼车公司正在研发自动驾驶汽车。一旦真正造出了这种车,他们就必须建立管理、维护、服务车队与车手的操作系统。

  不得不说,此类企业的创业文化和“服务”基因使他们非常适合这种转变。

  然而,相对于依赖现成的汽车、GPS卫星和智能手机,他们之前并没有“着重强化”前沿技术,这可能会给其带来新的挑战。这是因为,当涉及到整合和部署自动驾驶出租车时,不可避免地要对传感、计算、感知和电动车工程等前沿技术进行投入。

  另一方面,让汽车制造商受益了一个世纪的技术诀窍,是此行业的大规模生产概念。

  诸如子午胎、巡航控制、安全气囊、电子燃油喷射和先进的排放控制等创新,最初都是一些简单的想法,只有当车企和他们的供应商将这些创新放到了其规模生产当中后,才逐步发展了起来。

  车企预计,更大一部分的汽车行驶里程将通过拼车消耗,而通过拼车服务能够过渡到自动驾驶汽车。因此,不参与这一转变很可能导致他们走上19世纪晚期马车制造商的道路。

  可以预见的一种近未来的情况是,汽车制造商、自动驾驶汽车公司和拼车公司合作向大众提供这些无人的出租车服务。

  所有这些企业都将向他们的这种合作关系里投资数十亿美元,因为它知道,错过这一转型也许就会灭亡。

  还有一种预测,说的是城市生活和拼车将使汽车保有量下降。对拼车公司来说,这是他们耐心的股东所期望的盈利之路。对于自动驾驶汽车公司来说,则是一条打开市场的途径。

  届时,汽车制造商将带来与制造汽车和可靠集成新技术相关的内容;拼车公司带来分销、客户服务,以及保证自动驾驶出租车运行所需的服务;自动驾驶汽车公司将提供硬件和软件,以此来实现汽车自动化、管理车队、提供远程操作,并提供客户服务。

  这些联盟是否能成功地将这项神奇的技术推向市场?或者是依靠单独的一家公司,比如特斯拉或Zoox来进行车型开发,为车辆配备探测、感知、计算设备及营运服务?

  小发猫为计算机的发展制定了蓝图,从便携式计算机到服务器级计算机无处不在。也许在自动驾驶领域,也能有企业为行业设定标准。

  不可否认,自动驾驶汽车将是我们这一代看到的最令人兴奋的创新之一。它将拯救生命、创造更多的流动性,同时减少拥堵、比共乘或甚至拥有一辆汽车更经济。

  同时,将会有大量的资本损失,一些企业将退出舞台。就像有的公司能成为新时代的福特或道奇,也必会有公司像历史上的塔克汽车或帕卡德一样衰落。

  但可以肯定的是,整个社会将从中受益。

  激光雷达的作用

  谈到自动驾驶就不能不提激光雷达(LiDAR),而这项技术已经从一个谜变成了一个两极分化的概念。

  特斯拉CEO埃隆马斯克(Elon Musk)曾公开表示,他希望推出不依赖雷达的完全自动驾驶汽车。与此同时,其他企业数亿美元的资金已经投到了LiDAR上。

  Uber和Waymo因涉嫌窃取激光雷达技术而陷入诉讼,通用/Cruise和Aurora都收购了激光雷达公司。

  然而,激光雷达对于第一代没有方向盘的自动驾驶汽车来说是绝对必要的,甚至对于那些在特定条件下可以收纳方向盘的汽车来说也是如此。

  至于原因,对于完全自动驾驶汽车来说,防范99.9%的道路情况是不够的。一辆汽车需要在99.999999%的可能场景下安全行驶才行。

  自然地感知移动物体和静态对象是动物(和人类)经过数百万年的进化习得的能力。或者说这也是被逼出来的,对被当做猎物的生物来说,如果它们不能及时地感知扑过来的动物,生命极有可能就此终结。

  受天气变化影响,光靠摄像头和无线电雷达无法区分运动物体和场景的状况下,激光雷达却可以很容易地做出区分。

  此外,调频连续波(FMCW)激光雷达可以探测到甚至是车辆周围最小物体的位置和运动,从而将信息反馈给传感器本身。

  那么,FMCW是什么?这是一种发射波为高频连续波,其频率随时间按照三角波规律变化的载波调频技术。

  然而,直到最近,对自动驾驶的严格性能和安全要求才使LiDAR开始利用这种技术。

  首先,它使用的是相干接收器,而不是传统激光雷达中使用的直接探测接收器。其次,FMCW激光雷达采用基于激光波长线性啁啾的调制。

  与传统的采用高功率激光脉冲的飞行时间(ToF)激光雷达不同,FMCW激光雷达在调节光的波长或频率时,激光功率始终保持恒定。

  它允许对每一个测量对象同时进行速度和深度测量。此外,FMCW激光雷达不受阳光或其他传感器的干扰,这对大规模应用自动驾驶汽车将起到帮助。

  但与ToF激光雷达相比,把赌注押在FMCW技术上的公司相对较少,包括Strobe(被通用汽车收购)、Blackmore(被Aurora收购)和Aeva。

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