让自动驾驶汽（qì）车成为现实

汽车行业（yè）在其发展历（lì）程中已经走过（guò）了很长（zhǎng）时间（jiān）的一段（duàn）路。现在，制造（zào）自动驾驶汽车和自动驾驶汽车的技术已经不再只出现在科幻小说里，现实世界（jiè）也已在逐渐应用。假如把未来世界想象成一个（gè）类似太空（kōng）时代充满飞行器的世界，然（rán）后每架飞行器都（dōu）能够以精心策划的精准方式自由地穿越（yuè）地（dì）球，我承认这种假设真的很（hěn）诱（yòu）人，令人心神向往。不过我唯一不希望发生的是，未来（lái）的人们都要（yào）被迫穿（chuān）上电影里那样（yàng）的（de）闪亮的银色连身裤——不知道是谁想到的这个主（zhǔ）意（yì）。

当（dāng）然，现（xiàn）实世（shì）界中的实际（jì）情况（kuàng）肯定会（huì）复杂（zá）很（hěn）多（duō）。同（tóng）样，对于未来自动（dòng）驾驶车（chē）辆（liàng）的（de）开发者（zhě）来说（shuō），他们所面临的（de）技术环境也会很复杂，尤其（qí）是在概念验证阶段（duàn）。除了（le）独特和苛刻的开发环境（jìng）外（wài），工程师们还面临着各种各样（yàng）的关（guān）于定（dìng）制的预置和云应用软件方面的难题——所（suǒ）有这些应（yīng）用软件（jiàn）都（dōu）必须实时地相互（hù）通信，这项任务需要（yào）一个高（gāo）度自治的工（gōng）业物联（lián）网（IIoT）系统来实现（xiàn）。

司机们，发动引擎吧！

目前（qián），有很多汽车制造商都在积极参（cān）与（yǔ）自动驾驶（shǐ）汽车（AV，Automonous Vehicle）的（de）项目中（zhōng）。随着开发人员（yuán）逐渐进入（rù）概念验证阶段，他们多（duō）多少少都会（huì）在实践过程中遇（yù）到一（yī）些突（tū）发（fā）障碍。

首先，自（zì）动驾驶（shǐ）汽车的系统必须能够做三（sān）件主要的事情： 感知环（huán）境、处理有关环境（jìng）的数据以及根据环境信息采取行动。从（cóng）本质上讲，这（zhè）就是一个循环，需（xū）要（yào）一遍又一遍地重复。但是这一（yī）过程（chéng）中生（shēng）成的数据量和处理这（zhè）些数据（jù）所（suǒ）要求的速度很快就（jiù）会变得令（lìng）人难以承受。

自动驾（jià）驶汽车开发遭（zāo）遇的共同（tóng）挑战

我（wǒ）们需要把上（shàng）面的问题（tí）逐（zhú）步拆解来看。当我们（men）观（guān）察一辆自动驾驶（shǐ）汽车（chē）时（shí），它必（bì）须有一个可以观察环境的传感器套（tào）件（其中既包（bāo）括简单的驾驶（shǐ）员辅助技术，也（yě）包括较为（wéi）复杂的（de）高（gāo）度自动或（huò）完全（quán）自动的车辆系统）。环境传感器套件能（néng）够决定数据（jù）保真度的高低，还能决定从（cóng）激光雷（léi）达传感器、雷达传（chuán）感器、驱动器（qì）和其他输入点中收集到多少数据。我们称之为传感器融合（hé）或（huò）者数据融合，因为它只有在（zài）所（suǒ）有这些组件都能够彼此互相共享（xiǎng）数据并且对结论（lùn）的准确（què）性达成一致结论（lùn）时才能真正发挥作用。

接下来我们需要思考，系统在哪些场景必须使用（yòng）人工智能（AI）来解决问题。例如：我（wǒ）该如何处理这些（xiē）信（xìn）息？ 我要左（zuǒ）转吗？我要直走吗？ 我要右转吗？ 环境中（zhōng）发生了什么？

除此之外，该系统（tǒng）还需要分析不（bú）同（tóng）的瞬态因素。例如（rú），迎面（miàn）而来的是人，还是（shì）自行车，还是（shì）汽车？然后根据（jù）不同的（de）情况（kuàng）做出（chū）决策和应对计划。当然，当汽车根据环境采取了行动之后，反过（guò）来（lái）也会改变环境，因（yīn）此，整个循环又（yòu）会（huì）重新开（kāi）始。

由此可见，真正的挑战在于高水平的互连性：系（xì）统的品质取决于捕获（huò）并（bìng）处理数据的速度和（hé）质量上（shàng）。然后（hòu），当添加外（wài）部（bù）互连时（例如连接到（dào）云（yún）系统或者连接到（dào）其（qí）他系统），它们就成（chéng）为互连解决方案（àn）的一部分。其（qí）结果是会构成（chéng）一个包（bāo）含许（xǔ）多（duō）组件（jiàn）的复杂分布式系统，所有（yǒu）组（zǔ）件都被非常紧凑（còu）地打包在（zài）一（yī）起（qǐ）。

分层数据总（zǒng）线的概念

大规模（mó）的可扩展性是每个高度自动自治系统的核心前提。这一说法尤其（qí）适（shì）用于自动驾驶汽车领域（yù）。这是因为一（yī）个在受控测试条件下运行的（de）系统和一个（gè）真正准备好进（jìn）入市（shì）场的系统存（cún）在很大的差异性（xìng），而即使是最优秀（xiù）的开发人员团队也会被（bèi）这种复杂性差异（yì）蒙蔽双眼（yǎn）。如（rú）果一（yī）个系统（tǒng）想要进入市场并（bìng）发挥其功能——包括接受公众要求的所有媒体检（jiǎn）验（yàn）和新的应用场景测试，通常会在（zài）系统内增（zēng）加（jiā）一（yī）个全新的关键任（rèn）务需求层，而到目前为（wéi）止还没有人能够很好（hǎo）地承担（dān）起这一任务。

分层数据总线（Layered Databus ）是由工业互联（lián）网（wǎng）联（lián）盟（IIC）开发的一（yī）个概念和术语，IIC是（shì）一个促进和协（xié）调工业互（hù）联（lián）网（wǎng）优先事项和实现技术的组织。分层数据总（zǒng）线（xiàn）的开发（fā）目标是让开发团队（duì）能够识别系（xì）统（tǒng）中不同的控（kòng）制平面（miàn）（Control Plane）或（huò）信息平面（Information Plane ）。除了对环境的完全控制之外，团队（duì）还能够指定服务（wù）质量（QoS），该服务质量决（jué）定了数据在不同应用场景（包括可靠性、带宽和延迟（chí））的（de）应用（yòng）软件（jiàn）之间必须遵（zūn）循的流动方式。

这种分层数据总线概念使开发人（rén）员可以在（zài）整（zhěng）个生态系统中使用相（xiàng）同的（de）标准，它还允许开发人员为系统的（de）不（bú）同（tóng）部分（fèn）设置各自的条件和各自的规则来管理数据。所有这些都允（yǔn）许以一种标准（zhǔn）化的方式在不（bú）同的系（xì）统之间进行通信，而不必添加新（xīn）的协议、网关或其他的网桥。当（dāng）然，分层（céng）数据总线也（yě）允许团队（duì）为数据使用设定不同的条件，以便系统具（jù）备可靠（kào）性（xìng）和可重复性。

关于自动驾驶汽（qì）车在目前（qián）行业（yè）内处于什么发展阶段，以及什么时候我们（men）才能在道路上看到4级和5级的自动（dòng）驾（jià）驶汽车等一系列问题，目前还存在着争议（yì）。尽管时间节（jiē）点经常会因谈话对（duì）象的不同而有所不同（tóng），但有一件事是开发人员已有共识的（de），即高级（jí）别的互连性是获取和处理（lǐ）数据（jù）以及解决系统复（fù）杂性问题（tí）所（suǒ）必需的核心要（yào）素。分层（céng）数据总线体（tǐ）系结构在这（zhè）些系统中提供（gòng）了标准化的通信，并为开发人员（yuán）提供了使（shǐ）无人驾驶汽车有效、快速并且安全地（dì）进（jìn）入市场（chǎng）的（de）工具。