汽車行業(yè)一直有著一個(gè)宏偉目標(biāo)，其重要性甚至遠(yuǎn)超自動(dòng)駕駛汽車的開發(fā)，那就是零死亡與零事故。整個(gè)行業(yè)都在朝這個(gè)目標(biāo)努力。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就需要將人為錯(cuò)誤減少到最低程度，甚至使之完全杜絕，這反過(guò)來(lái)又說(shuō)明，網(wǎng)聯(lián)全自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛汽車必須能夠?qū)W習(xí)和分析當(dāng)前的駕駛狀況和以前的駕駛行為。自適應(yīng)機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用有助于評(píng)估駕駛狀況，將這些狀況與之前發(fā)生過(guò)的狀況進(jìn)行比較，并使行之有效的行為模式適應(yīng)新的環(huán)境。

網(wǎng)聯(lián)汽車的自適應(yīng)應(yīng)用

自適應(yīng)應(yīng)用是指高精度 GNSS、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、加速和減速之類的應(yīng)用，這類應(yīng)用可通過(guò)車載傳感器進(jìn)行快速調(diào)整，從而控制車輛的位置或?qū)崿F(xiàn)其他一些期望的結(jié)果。它們可以從傳感器數(shù)據(jù)中得出結(jié)論，以便對(duì)特定情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后在將來(lái)做出適當(dāng)響應(yīng)，這一過(guò)程就像駕校教練指導(dǎo)學(xué)員開車一樣，這樣一來(lái)，它們最終就可以自己做出決策而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

在自適應(yīng)應(yīng)用中，就像在工業(yè)市場(chǎng)中采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)一樣，車輛會(huì)從高計(jì)算能力的資源豐富的后臺(tái)那里接收人工智能 (AI) 信息。當(dāng)將這些數(shù)據(jù)與來(lái)自車輛傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)時(shí)，車輛就會(huì)學(xué)習(xí)如何快速適應(yīng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)就好比是駕校教練，將知識(shí)傳授給車輛。如果車輛以后再遇到類似情況，它就會(huì)知道該怎樣做——例如，在接近道路施工位置時(shí)自動(dòng)減速。根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)和后臺(tái)AI通信的支持，就可以構(gòu)建起一個(gè)智能數(shù)據(jù)庫(kù)，并與其他車輛共享，這樣就可以改善駕駛員的人體反應(yīng)時(shí)間，并使車輛迅速采取措施。

機(jī)器學(xué)習(xí)之所以重要，是因?yàn)檐囕v必須具有適應(yīng)能力。它們不可能始終都對(duì)所有的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和計(jì)算，然后將其用作預(yù)測(cè)的依據(jù)，因此駕駛行為和環(huán)境條件的變化有一部分必須從學(xué)習(xí)到的情況識(shí)別出來(lái)。

自適應(yīng)應(yīng)用的要求

如果要在網(wǎng)聯(lián)汽車的自適應(yīng)應(yīng)用中采用機(jī)器學(xué)習(xí)，那么有幾項(xiàng)要求就必須符合。最重要的就是通過(guò)遠(yuǎn)程信息控制單元 (TCU) 發(fā)送衛(wèi)星數(shù)據(jù)的高精度GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)。換句話說(shuō)，如果要使車輛能從其環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，那它就需要知道自己的確切位置。盡管許多汽車都已經(jīng)配備了導(dǎo)航系統(tǒng)，但是要運(yùn)行各種新功能，例如車道保持輔助技術(shù)，那么這類系統(tǒng)中的大多數(shù)對(duì)未來(lái)的ADAS/AD應(yīng)用來(lái)說(shuō)都還不夠精確。例如，如果由于為建筑工程騰出空間而發(fā)生了變道，那么當(dāng)前的GNSS系統(tǒng)不一定會(huì)將這一信息發(fā)送給車輛。

在全自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛汽車中，這種不一致是不可接受的。將高精度GNSS或其他衛(wèi)星的信息與IVN傳感器融合及后臺(tái)AI所提供的通知相結(jié)合，就可以讓汽車清楚地了解自己的位置，以及即將發(fā)生的情況。它必須要能測(cè)量另外兩輛車之間的確切距離，從而確定是否可以從它們之間安全通過(guò)，也就是說(shuō)不僅要知道自己的位置，還要能確定別的車輛的位置。

因此，自適應(yīng)應(yīng)用還將在傳感器共享方面發(fā)揮重要作用，在這方面，汽車會(huì)學(xué)習(xí)從其他車輛獲取數(shù)據(jù)，然后使用“后臺(tái)”來(lái)得出自己的結(jié)論并做出預(yù)測(cè)。

后臺(tái)是網(wǎng)聯(lián)汽車的“外部大腦”

汽車本身不可能加入太多算力。由于它會(huì)獲得新知識(shí)，因此就必須讓它將這些知識(shí)通過(guò)TCU反饋給所謂的后臺(tái)，同時(shí)，這個(gè)后臺(tái)也會(huì)從許多別的汽車那里收集大量數(shù)據(jù)，這樣就能告訴汽車有諸如新的施工或交通規(guī)則變更之類的事情發(fā)生。

反過(guò)來(lái)，汽車則可以驗(yàn)證或者拒絕此類信息，這本身就是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。谷歌地圖在一定程度上就已經(jīng)在做這項(xiàng)工作了，那就是通過(guò)采集手機(jī)用戶的位置數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別交通擁堵狀況，然后實(shí)時(shí)地將這一信息添加到地圖中。汽車必須具有適應(yīng)能力，它們并沒有充分的算力來(lái)持續(xù)不斷的監(jiān)控并處理傳感器數(shù)據(jù)以及變化中的環(huán)境數(shù)據(jù)、從過(guò)去或者預(yù)測(cè)的場(chǎng)景中學(xué)習(xí)，然后再做出預(yù)測(cè)。反過(guò)來(lái)必須不斷適應(yīng)轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和加減速上的變化。

為了從后臺(tái)獲得數(shù)據(jù)，車輛就需要經(jīng)過(guò)安全認(rèn)證的、快速而又可靠的數(shù)據(jù)連接，使其整合起車載的傳感器并根據(jù)這些傳感器提供的數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。汽車以太網(wǎng)提供了充分的帶寬，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)將數(shù)據(jù)送達(dá)正確的位置。然而，對(duì)于是否只有汽車以太網(wǎng)才能勝任這項(xiàng)工作，目前尚不明了。大致說(shuō)來(lái)，只要提供一條快速可靠的通信鏈路，類型不限，就可以讓系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控交通狀況并縮短延遲時(shí)間，這樣就可以根據(jù)需要來(lái)快速的傳輸數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)配備了許多標(biāo)準(zhǔn)化的先進(jìn)工具，可以做到這一點(diǎn)。

目前的每一家OEM都設(shè)置了自己的后臺(tái)，但以后制造商可能會(huì)相互合作，并與谷歌、亞馬遜和微軟之類的外部提供商一起來(lái)提供新的SaaS應(yīng)用，帶來(lái)更好的駕駛體驗(yàn)。企業(yè)的發(fā)展環(huán)境仍處于不斷變化之中，還需要數(shù)年的時(shí)間才會(huì)最終敲定下來(lái)。

改善人體的反應(yīng)——一些范例

機(jī)器學(xué)習(xí)和自適應(yīng)應(yīng)用并不是什么科學(xué)幻想；現(xiàn)在的許多應(yīng)用都可以增進(jìn)駕駛員的安全性與舒適度（圖1）。

圖1可以采用自適應(yīng)應(yīng)用的應(yīng)用范例：停放的卡車遮擋了其他道路使用者的視線。在這類情況下，防碰撞系統(tǒng)可以減輕人體反應(yīng)時(shí)間上的局限。（圖片：莫仕）

這些應(yīng)用可以執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的任務(wù)，例如識(shí)別并避免發(fā)生事故及其他危險(xiǎn)、提供備選路線，以及自動(dòng)泊車。車道偏離預(yù)警技術(shù)之類更加先進(jìn)的應(yīng)用業(yè)已存在，但對(duì)于更快的速度、以及在雨雪和視線或視野 (FOV)受遮擋之類的眾多環(huán)境因素下，這些應(yīng)用還未成熟或者精確到足以為駕駛員提供全面的保護(hù)。隨著我們不斷開發(fā)出更加精確并且可以識(shí)別的絕對(duì)定位數(shù)據(jù)，這種情況未來(lái)會(huì)發(fā)生改變。

高精度定位和車道保持技術(shù)在許多情況下都會(huì)發(fā)揮重要的作用。如果大雨或大雪使道路能見度降低，那么駕駛員或許就不能根據(jù)路標(biāo)或其他環(huán)境因素來(lái)認(rèn)路，而機(jī)器學(xué)習(xí)則會(huì)發(fā)揮重要的作用，幫助駕駛員正常行駛。以后，后臺(tái)以及網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器提供的絕對(duì)定位數(shù)據(jù)將使汽車能夠分析并適應(yīng)道路狀況、了解自身所在的具體位置，并且穩(wěn)穩(wěn)的保持好車道。

其他自適應(yīng)應(yīng)用還包括對(duì)道路標(biāo)志的識(shí)別與學(xué)習(xí)。例如，車輛可以檢測(cè)到道路施工造成的限速的變化，然后加以回應(yīng)。為了做到這一點(diǎn)，汽車必須懂得相應(yīng)標(biāo)志上數(shù)字的含義，以及如何對(duì)這些數(shù)字做出響應(yīng)——也就是調(diào)整最大車速，或者從后臺(tái)獲得人工智能的預(yù)測(cè)信息，這類信息會(huì)告訴汽車限速已經(jīng)發(fā)生變化，并且“記下”之前存在的限速。

自適應(yīng)技術(shù)還可用于車輛的照明。駕駛員往往會(huì)忘記正確設(shè)置好大燈。此外，如果車燈并沒有正確的照亮路面，造成駕駛員難以看清迎面而來(lái)的車輛和其他物體，那么轉(zhuǎn)向也會(huì)存在問題，而且這也會(huì)使道路上的其他駕駛員暫時(shí)失明，或者產(chǎn)生其他與車燈有關(guān)的不利影響。

自適應(yīng)應(yīng)用可以確保始終根據(jù)變化中的環(huán)境狀況和車輛的物理?xiàng)l件，來(lái)相應(yīng)的對(duì)大燈進(jìn)行調(diào)整，而且車燈的光束也會(huì)一直指向車輛的運(yùn)動(dòng)方向，避免干擾到其他車輛以及導(dǎo)致道路照明不佳。這樣就提高了駕駛員的能見度，因而增進(jìn)了安全性。

隨著車輛的自動(dòng)化程度日益提高，我們正在探索的高級(jí)應(yīng)用也會(huì)愈發(fā)的重要起來(lái)。當(dāng)今全自動(dòng)駕駛汽車的行駛速度相對(duì)較低，在提供了地理圍欄、車輛已經(jīng)熟悉的區(qū)域中，最高車速要低于每小時(shí)56-73公里（35-45英里）。這當(dāng)然需要進(jìn)一步的提高，但是在高速行駛過(guò)程中，如同駕駛員一樣，軟件的反應(yīng)時(shí)間也會(huì)縮短，而當(dāng)前的響應(yīng)速度并沒有快到足以保證安全。例如，目前在更高的車速下，IVN攝像頭的傳輸速度和相關(guān)數(shù)據(jù)的處理速度可能并不足夠保證安全。

車艙內(nèi)傳感這種高級(jí)應(yīng)用適合駕駛員遇到健康問題、身體疲勞或者精力不能夠集中的情況；傳感器激活后，汽車就可以限制駕駛員對(duì)方向盤或其他必要駕駛功能的操作。在較低級(jí)別的自動(dòng)駕駛中（3級(jí)），駕駛員仍被看作是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)“可以依靠的選項(xiàng)”，因而這一功能意義重大。然而，駕駛員的分心卻會(huì)影響到安全性。這樣一來(lái)，傳感器就會(huì)阻止駕駛員接管方向盤及進(jìn)行其他有關(guān)的駕駛操作。

自適應(yīng)應(yīng)用當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)

在為網(wǎng)聯(lián)汽車及全自動(dòng)或半自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)并集成自適應(yīng)應(yīng)用的過(guò)程中，成本是最大的問題。這些應(yīng)用極為復(fù)雜，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)成本效益。即使是現(xiàn)有的應(yīng)用也非常昂貴，所以，如果要使機(jī)器學(xué)習(xí)和自適應(yīng)應(yīng)用發(fā)揮作用，重要的一點(diǎn)就是要降低價(jià)格。

另一個(gè)挑戰(zhàn)在于缺少通信標(biāo)準(zhǔn)。DSRC、Wi-Fi、5G還是其他系統(tǒng)的組合——對(duì)于會(huì)有哪些國(guó)際頻帶來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)汽車之間的通信，目前尚不明朗。這場(chǎng)競(jìng)賽中還存在著許多的可能性，而新冠病毒病和日益惡化的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)也使大家對(duì)達(dá)成協(xié)議不那么重視了。

我們下一步走向何方？

對(duì)于包括OEM、供應(yīng)商、駕駛員和乘客在內(nèi)的每個(gè)相關(guān)方來(lái)說(shuō)，安全性都至關(guān)重要。在實(shí)現(xiàn)零死亡與零事故這個(gè)目標(biāo)的過(guò)程中，人人都要起到一定的作用，而且我們要盡快實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。單單在德國(guó)，2019年就有3,059人死于道路交通事故，而在美國(guó)，同一年則有38,800人失去了生命。非常重要的一點(diǎn)就是要確定好我們對(duì)安全性、自適應(yīng)應(yīng)用和機(jī)器學(xué)習(xí)的重視程度。

在自動(dòng)駕駛汽車上安裝這些系統(tǒng)代價(jià)不低，但卻物有所值。我們必須與其他行業(yè)部門合作，例如航空、物流、防務(wù)，甚至還有游戲和無(wú)人機(jī)的制造商，這樣才會(huì)有機(jī)會(huì)來(lái)相互學(xué)習(xí)，一起來(lái)分享經(jīng)驗(yàn)并分?jǐn)傞_發(fā)成本。為了實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)、采用技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)人為錯(cuò)誤并使道路事故和傷亡不再發(fā)生，OEM和供應(yīng)商就必須跳出常規(guī)思維的桎梏，開展合作，或許在其他行業(yè)中也要做到這一點(diǎn)。

編輯：hfy