2015年，汽車業變革突然加速，自動駕駛汽車攜帶智能化與互聯網的技術基因，為我們展開了未來汽車的畫卷，科技公司和汽車巨頭用他們的理解和想象描繪出智能化汽車的模樣。國際研究機構Gartner發布的《新興技術發展周期》(Hype Cycle for Emerging Technologies)報告顯示，自動駕駛汽車已達到“技術炒作周期”巔峰，在5至10年的時間，就能被市場廣泛接受，那時幾乎所有主要的汽車制造商都已開始測試自動駕駛汽車。（以“重新定義汽車——新技術 新模式 新生態”為主題的第六屆全球新能源汽車大會(GNEV6)，將對變革圖景和路徑展開討論。快來點擊參會報名）

一、自動駕駛會發展到什么程度？
自動駕駛不是某一天的突然發明，事實上，這項技術在20世紀已有數十年的研發歷史，21世紀初呈現出接近實用化的趨勢。從最開始只有一種自動駕駛功能，例如“主動巡航”(active cruise control)，讓汽車可以自己跟著前面的車前進，自動加減速，但左右移動還是要由駕駛人操控。到現在，已經可以做到同時有兩種自動駕駛功能，或稱作“半自動駕駛”，前進后退、左右移動都由計算機系統控制，例如路邊自動停車。
下一步就是“高度自動駕駛”，駕駛責任完全交給計算機系統，例如塞車時讓汽車自己開，駕駛人可以做其他事情，不再需要一直監看車況。到最后，要達到“完全自動駕駛”，這時駕駛人就變成乘客，甚至不用坐在車上，例如抵達目的地，下車后車會自己開去停車，駕駛人或乘客只需要用手機就可以遙控汽車。要做到完全自動駕駛，至少還要十五年時間。

二、為什么要發展自動駕駛技術？
人類駕駛最大的優點是開車時間越久，駕駛經驗累積越多，有能力對各種突發狀況做出適當反應。但現在世界各地的交通事故當中，高達九成是人為因素造成的，因為人會疲勞、會疏忽，對汽車四周環境的觀察，還有很多盲點。
自動駕駛最大的優點之一，就是機器不會累、不會睡著，永遠可以百分之百注意周遭的路況與環境。而且，一輛有自動駕駛功能的汽車，有許多高科技感測裝置，輔助駕駛人監看四周路況和環境，不再有盲點。也就是說，未來的自動駕駛，除了沒有人類的缺點之外，還會讓機器學到人類的所有優點。所以，自動駕駛系統在必要時刻取代駕駛人，一定會減少交通事故，提高駕車的安全性。

三、載你駛向未來的自動駕駛汽車包含了哪些重要技術？
根據美國的專利顧問公司Lexinnova的報告，歸納出9種已運用于無人駕駛車的基本技術：

車對車通訊(V2V Communication)、巡航控制(Cruise Control)、自動煞車(Automatic Brakes)、車道維持(Lane Keeping)、雷達(Radar)、循跡或穩定控制(Traction or Stability Control)、視頻攝影機(Video Camera)、位置估計器(Position Estimator)、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)。在上述的基本技術中，前五項技術的專利申請數量相對較多，顯示出重要性，接下來就針對這五項技術作一簡單介紹。
1.車對車通訊(V2V Communication)

通過車對車通訊，車輛之間可以互相傳送數據，讓彼此了解對方的行為與狀況，可以讓駕駛者提前作出判斷和決定，減少視野盲點所造成的危險。
GNEV特稿 | 自動駕駛臨界點：最少五年，最多十年

美國國家公路交通安全局(NHTSA)正在制定車對車通訊相關標準及規格，以確保所有車輛都使用共同的語言，而且美國運輸部也宣布，最快在2017年出廠的新汽車，按規定都要配備車對車通訊系統。

NHTSA制定的車對車通訊系統，使用的是基于IEEE 802.11p及IEEE 1609標準的專用短程通訊(DSRC，Dedicated Short Range Communications)技術，借由5.9GHz微波頻段傳輸數據，擁有超低傳輸延遲、高傳輸速度等特性。在DSCR網狀網絡中，每一節點(汽車)以每秒10次的頻率向四方傳送信號，覆蓋范圍達300公尺，在網絡內的數據收訊可以多步(multi-hop)方式往前跳躍到5到10個節點(汽車)之遠，就如同收集到一英里外的交通狀況，這使駕駛者對交通狀況擁有充足的應對時間。

據Lexinnova統計，車對車通訊的相關專利，多數為豐田汽車及其子公司Denso掌握，其次是日本車用電子商Alpine及通用汽車(GM)。
2.巡航控制(Cruise Control)

傳統的定速巡航控制系統會依據設定的巡航速度，自動調整引擎節氣門開度，進而達到定速行駛的目的。智能巡航控制系統(ACC，Adaptive Cruise control)則會主動偵測前方車距，以系統限定的安全跟車時間間距，以及駕駛者設定的速度為依據，適當地控制油門與煞車，進而達到適應前車狀況的巡航控制。
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ACC系統主要是由前車車距偵測器、車速傳感器、縱向加速傳感器、煞車及油門控制單元，及邏輯運算控制單元組成。
據Lexinnova統計，巡航控制相關專利的前三大專利權掌握者為：博世(Bosch)、日產汽車、通用汽車。
3.自動煞車(Automatic Brakes)

自動煞車系統包含防死鎖煞車系統(ABS，Anti-Lock Braking System)，以及電子煞車力分配(EBD，Electronic Brake-Force Distribution)系統。
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ABS最早由博世公司1987年引入市場，目前已是普遍配備。踩煞車時，ABS會通過感測組件偵測車輪轉速，一旦發現車輪有死鎖現象，ABS會釋放煞車，然后再快速煞車死鎖，接著再度釋放再度死鎖，如此循環，可以讓駕駛者仍能操控方向盤避免打滑失控。

EBD為ABS的附加系統，其作用先于ABS，以減少不必要的ABS動作。EBD系統監控四輪轉速，將各車輪煞車油壓自動調節至最恰當的程度，以防止ABS作用前的任何死鎖現象，增大保護范圍。

據Lexinnova統計，自動煞車系統相關專利的主要專利權掌握者為韓國汽車零件供貨商萬都株式會社(Mando)及博世，但Mando的ABS或EBD專利似乎未用于無人駕駛車領域。

4.車道維持(Lane Keeping)
車道維持的技術分為二種：車道偏離警示系統(LDWS，Lane Departure Warning System)，當感測組件偵測到車輛偏離車道時，若駕駛者未打轉換車道的方向燈訊號，系統會發出視覺、聽覺或震動的警示訊號以提醒駕駛者返回車道。

車道維持系統(LKS，Lane Keeping System)或車道維持輔助系統(LKAS，Lane Keeping Assist System)，則是當車輛無意間偏離車道時，若駕駛者沒有立即對偏離狀況做處置，LKAS會主動介入控制方向盤，給予適當輔助力，讓車輛維持在原有車道內。無人駕駛車即采用此種系統，傳感器可以使用影像傳感器、雷射傳感器，或紅外線傳感器。

據Lexinnova統計，車道維持系統相關專利的前四大專利權掌握者為博世、日產汽車、豐田汽車及現代汽車。
5.雷達(Radar)

雷達系統是無人駕駛車最重要的技術之一，除了我們熟知的倒車雷達之外，定速巡航要用到雷達，偵測周遭交通狀況要用到雷達，防撞系統要用到雷達，保持車道也要用到雷達。

車用雷達應用示意圖

車用雷達依訊號產生源的不同，分為聲波雷達、光波雷達，及毫米波雷達(Millimeter Wave Radar)等三種。屬于聲波類的超音波雷達，因其測量距離較短，主要用于停車輔助系統，例如倒車雷達。屬于光波類的紅外線雷達及激光雷達，其最主要的缺點為光線穿透力易受塵雨霧雪的干擾，而影響測量的精確度。紅外線雷達的測量距離較短，可用于夜視系統，而激光雷達的測量距離較長，與紅外線雷達一樣，均可用于防碰撞系統。毫米波雷達的波長如名稱所示為毫米級(mm)，運作頻率范圍在30GHz到300GHz之間，主要集中在23-24，60-61，76-77GHz頻段，是目前車用雷達研發的主流。與聲波相比，毫米波雷達不受大氣紊流的影響，與光波相比，毫米波雷達的穿透性較強，因此毫米波雷達的探測性良好，精準度高。

無人駕駛車除了使用雷達系統之外，還有使用光達系統(LIDAR)，也就是光學遙感技術，通常是利用雷射光脈沖對目標物進行高密度掃描，以量測物體的距離，或獲取物體三維形貌的數據。

據Lexinnova統計，雷達關專利的前四大專利權掌握者為豐田汽車、日立商社、博世及富士通。
四、科技業和汽車業要在2020年實現自動駕駛新突破

在自動駕駛技術的發展上，Google等科技公司給汽車產業帶來很大壓力，他們之間一定會有競爭，汽車愈來愈像一部會跑的計算機。哪家公司將成為第一批把自動駕駛量產車推向市場的企業？預計2020年推出一款自動駕駛汽車的有：谷歌、特斯拉、奧迪、日產、沃爾沃、奔馳、豐田。
1.谷歌無人駕駛汽車開始路測
自2009年測試以來，谷歌無人駕駛汽車安全行駛160多萬公里，發生的13次事故都是外部原因。2015年6月26日，Google無人駕駛車終于正式開上了美國加州的公路進行測試，這是它首次被獲準在公路上測試。目前Google有25輛自動駕駛車在路上試車，今年稍后可能會增加到75輛。
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外形哭酷似樹袋熊的谷歌無人駕駛電動原型車最大載重不超過3000磅(約1360千克)，車身采用碳纖維材料制成，輸出參數還不便透露的電動機位于后輪下方，是由位于密歇根州的工業機械公司Roush Industries制造裝配的，車的最高時速為25mph(約40公里/小時)，續航約為75英里(約120公里)。所以還不能長途旅行或高速兜風，也缺少安全氣囊等安全配備。出于安全考慮，測試的全程都有駕駛員坐在車上。汽車備有“可拆卸方向盤、油門踏板和制動踏板，以備需要時由人工接管駕駛”。

傳感器當然是最核心系統，它由車頂上具有警笛外觀的激光雷達，車前方狗鼻子一樣的攝像頭和前飾板下的激光探頭組成。激光雷達最遠能夠追蹤探測到兩個足球場距離遠以外的汽車，甚至是塑料袋。圓潤的車身線條可以讓傳感器更容易的獲取360度全景影像。車內中控臺位置，有一塊狹窄的橫長顯示屏，攝像機采集的圖像由此呈現給乘客。在前罩板和乘客腳下方還有一大片空間放置雜物或背包等。

2015年9月，美國德克薩斯州奧斯汀市迎來一批沒有方向盤的谷歌無人駕駛汽車。這也是該汽車原型首次離開加州地區進行路測。不過為了避免緊急情況發生，谷歌還是為每次無人駕駛汽車的路測配備了一名隨測人員。谷歌認為，在不同的公路環境下測試將有助于提升公司無人駕駛系統，同時來自美國不同地區的居民意見也有助于改善產品體驗。雖然新款無人駕駛汽車在測試過程中配備了駕駛員和方向盤，但谷歌公司說，它們最終將不會配備方向盤，以便乘客有更多時間查收郵件或看電影，或是做任何不用關注路況時愛做的事。

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2015年12月，美國專利商標局(USPTO)公布了谷歌之前申請的多項專利文件，從這些專利文件中也可以看出谷歌對于下一代無人駕駛汽車的設計思路。按照谷歌的構想，下一代無人駕駛汽車在車身部件方面與傳統汽車并無太大差異，同樣由前大燈/尾燈、前后擋風玻璃、車門、外后視鏡、車輪等組成。不過谷歌下一代無人駕駛汽車座艙設計則截然不同，其省去了方向盤、油門、剎車、內后視鏡等，取而代之的是中控臺處集成ECU的大屏以及位于主副駕駛之間的調節器。另外，谷歌也為下一代無人駕駛汽車配備了一系列先進的傳感器，包括雷達、攝像頭以及激光雷達和超聲波傳感器。
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谷歌還在專利中提到一種被稱為“自動接送”的服務。用戶通過電腦或者智能手機App向調度系統發起申請并輸入乘車地點和目的地，系統便會就近安排車輛抵達用戶提供的乘車地點。車輛抵達后，會對用戶進行認證，用戶認證通過即可上車。

如果用戶需要中途改變行程，可以直接通過語音或者在觸摸屏上手動輸入信息，整個操作十分簡單方便。谷歌還將為用戶提供專人服務，一旦用戶遇到緊急情況，便可通過電話或控制臺呼叫客服中心并尋求救援。

谷歌另一項專利則針對行人安全而設計，其可以讓無人駕駛汽車與行人之間更好地“溝通”，通過顯示各種信號的方式將汽車動態和意圖告知行人，以確保行人能夠在車前安全穿過。

專利文件顯示，谷歌在汽車引擎蓋、車門及保險杠處安裝的電子屏可以顯示停車/轉向標志或文字等。其還可以通過揚聲器播報汽車動態或者以打手勢的方式顯示汽車意圖，從而讓行人識別車輛，通知行人采取措施避讓或者安全穿行。

那么問題來了，Google的無人駕駛電動概念車何時才能量產？Google X政策主管Sarah Hunter日前在與加州公共事業委員會對話時表示，谷歌打算在年底前制造100輛這樣的自動駕駛汽車，目的就是讓團隊熟悉整個量產過程。但谷歌無人駕駛項目負責人克里斯•厄姆森(Chris Urmson)說：“直到經過更多實驗，證明它足夠安全后，才會量產。”