文字翻譯： 新能源情報局
封面配圖：原作者
駕駛是人類日常從事的活動中最困難的之一。遵循交通規則，透過眼神與其他司機溝通交流、對天氣狀況做出反應是成為優秀司機的先決條件。在自動駕駛汽車中，所有這些資訊都由演算法處理，演算法可以構建其他汽車、腳踏車、行人和障礙物所在位置以及模擬他們的移動軌跡。本文將帶您瞭解自動駕駛的方方面面。
什麼是自動駕駛？
自動駕駛汽車是指能夠在不需要人類參與的情況下、感知周圍環境並執行的車輛。在任何時候，人類都不需要接管汽車的控制，甚至不需要人類出現在車輛中。一輛自動駕駛汽車可以去普通汽車去的任何地方，做到合格駕駛員能夠做到的一切。
自動駕駛是如何工作的？
自動駕駛汽車的工作基於
感測器
（Sensor）、
促動器
（Actuator）、
高階演算法
（Algorithm）、
機器學習系統
（Machine Learning） 和用於執行軟體的強大處理器 （Processor）。在大量感測器的幫助下，自動駕駛系統構建並維護涵蓋其周圍環境的地圖。
其中，雷達感測器 （Radar） 可以用來密切監測周圍汽車的運動。影片攝像（Video Camera） 用於捕捉交通訊號、閱讀和解釋道路標誌、觀察其他車輛以及檢查行人。鐳射雷達 （LIDAR） 感測器用於測量距離，透過從周圍汽車的反射光脈衝來識別車道，判斷路口或路肩，停車時，車輪中的超聲波感測器 （Ultrasonic sensor） 會檢測障礙物和其他車輛。
在處理完所有感官資料後，複雜的軟體會為車輛繪製路線並向車輛的促動器發出指令，控制汽車的加速、制動和轉向。該軟體遵循交通法規，在軟體設計中，透過硬編碼規則 （Hard-coded Rules） 使其遵循當地交通法規，透過避障演算法 （Obstacle Avoidance）、預測建模 （Predictive Modelling） 和物體識別演算法 （Object Recognition） 躲避障礙物。
自動駕駛等級
汽車工程師協會 （SAE） 為自動駕駛汽車定義了五個主要的自主級別，從 0 級（完全手動）到 5 級（完全自主）。
0 級 - 無駕駛自動化
當今道路上的大多數汽車都是手動駕駛的，它們的級別為 0。在這些車輛中，駕駛員負責操作車輛實時所需的所有功能。在這個級別上，某些自動功能可以幫助駕駛員，例如緊急制動系統 （Emergency Brake） 和標準巡航控制 （Cruise Control）。
1 級 - 駕駛員輔助
雖然道路上的大多數車輛都是手動駕駛的，但許多較新的車型都有自動駕駛輔助技術，如自適應巡航控制 （Adaptive Cruise Control） 和車道控制輔助 （Lane Control Assist）。這些功能有助於汽車和駕駛員的整體安全。但是，駕駛員仍然需要負責大部分任務，例如轉向和制動。
2 級 - 部分自動化
2 級自動化的一個重要特徵是擁有高階駕駛員輔助系統 （ADAS）。這些車輛可以自行制動、加速和轉向。然而，它們並不是完全意義上的自動駕駛的汽車，因為駕駛員仍然需要把手放在方向盤上並必須時刻注意道路狀況。
3 級 - 有條件的全自動化
3 級汽車可以使用自動駕駛系統 （ADS） 自行駕駛，但僅限於有限情況。雖然這仍不屬於完全自動駕駛，但可以自主在高速公路上行駛很長的距離。在這個級別，駕駛員不需要雙手放在方向盤上，但仍需時刻注意突發情況並做好隨時操控的準備。
4 級 - 高度自動化
在 4 級自動化下，汽車可以完全自主地在自動駕駛模式下執行，即使遇到困難，汽車仍然可以在沒有駕駛員操控的情況下處理緊急狀況。在第 4 級，駕駛員仍然可以操控汽車並放棄自動駕駛模式。
儘管現在道路上已經出現了4 級自動駕駛汽車（數量很少），尚有欠缺，因此，4 級自動駕駛汽車的使用通常被限制在有限的區域和速度範圍內。
5 級 - 完全自動化
該級別的車輛可以完全自動駕駛的，它們能夠在所有路況下執行所有駕駛職責。這個級別不需要駕駛員。在目前看來，即使 5 級自動駕駛的大部分技術和軟體已經到位，公眾仍需要幾年時間才能看到它們上路。
自動駕駛的挑戰
全自動駕駛汽車正在世界許多國家進行測試，但尚未向公眾開放銷售。自動駕駛面臨的挑戰是全方位的，從技術到法律，再到環境和哲學。以下是自動駕駛汽車面臨的一些挑戰：
鐳射雷達和普通雷達
——鐳射雷達價格昂貴，並且仍在探測距離和解析度之間找到正確的平衡點。我們不知道，如果幾輛自動駕駛汽車在同一條路上行駛，它們的鐳射雷達訊號會相互干擾嗎？如果有多個無線電頻率可用，頻率範圍是否足夠允許大量無人駕駛汽車？
交通和道路訊號
——自動駕駛汽車在透過隧道或過橋時會遇到困難嗎？他們將如何管理高峰時段的交通狀況？這些車會被限制在一條特定車道上嗎？這些問題仍亟待解決。
事故責任
——誰對自動駕駛汽車造成的事故負責？製造商、乘客，還是車主？根據最新的設計，完全自主的 5 級自動駕駛汽車沒有儀表盤或方向盤，這意味著人類將無法在緊急情況下控制車輛。
在過去的幾年裡，隨著許多科技巨頭對這一概念的支援，圍繞自動駕駛汽車的熱度越來越高。谷歌的 Waymo 部門的成立就是為在全球開發和銷售面向個人消費者的自動駕駛汽車。包括谷歌在內，多家 IT 和汽車公司聲稱，在不久的將來，自動駕駛汽車將徹底改變我們環遊世界的方式。
儘管有一些顯著改進，但在當前道路上還沒有看到 5 級的全自動駕駛汽車。當前市場上，
我們唯一能看到的技術僅限於在發生碰撞時，可以自動停車，確保汽車行駛在車道上，並且可以實現高速上的自動駕駛。
不管關於自動駕駛的爭論是什麼，這是一個時代的趨勢並將很快到來。雖然接受它的過程是需要時間的，但其帶來的便利和低成本將使其成為人們未來生活的必要部分。就像面對任何其他技術革命一樣，公司只有提前準備和快速反應才能有機會生存下來。
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