让自动驾驶（shǐ）汽车成为现实

汽车行业（yè）在其（qí）发展历程中已经走过了（le）很长时（shí）间的一段（duàn）路。现在，制造自（zì）动驾驶汽车和自动驾驶汽车的技术已经不再（zài）只（zhī）出现在科幻小说里，现实世界也已在逐（zhú）渐应用。假如把未来（lái）世界（jiè）想象成一个类似（sì）太空时（shí）代充满（mǎn）飞行器的世界，然（rán）后每（měi）架飞行器都能够以（yǐ）精（jīng）心（xīn）策（cè）划的精准（zhǔn）方式自由地（dì）穿越地球，我承认这种假设真的（de）很诱人，令人心神向往。不过（guò）我唯一不希望发生的（de）是，未来的人们都要被迫（pò）穿上电影里（lǐ）那样的闪亮（liàng）的银色连身（shēn）裤——不知道是谁想到的这个主意（yì）。

当然，现实（shí）世界中（zhōng）的实际情况（kuàng）肯定会复杂很多。同样，对于未（wèi）来自（zì）动（dòng）驾驶车辆（liàng）的开（kāi）发者来说，他们所面临的技（jì）术环境也会很（hěn）复杂，尤其是在概念验证（zhèng）阶段。除（chú）了独特（tè）和苛刻的开发（fā）环境（jìng）外，工程师们还（hái）面临着各种各（gè）样的关（guān）于（yú）定制的预置和云应（yīng）用软件方面的难题——所有这（zhè）些（xiē）应用软件（jiàn）都必须实时地相互通（tōng）信，这项任务需要（yào）一个高度自治的工业物联网（IIoT）系统来实现。

司机们，发动（dòng）引擎吧！

目前，有（yǒu）很多（duō）汽车（chē）制造商（shāng）都在（zài）积极参与自动驾（jià）驶汽车（AV，Automonous Vehicle）的项目中。随（suí）着开发人员逐（zhú）渐进入概念验（yàn）证（zhèng）阶段，他们多多少少（shǎo）都（dōu）会在实践过程（chéng）中遇到一些（xiē）突发（fā）障碍（ài）。

首先，自动驾驶汽车的系（xì）统必须能够（gòu）做三件主要的事情： 感知环境、处理有关环境的数据以及根据（jù）环境信（xìn）息采取行动。从（cóng）本质上（shàng）讲，这（zhè）就是一个循环，需要一（yī）遍又一（yī）遍地重复。但是（shì）这一（yī）过程中生成的数据量和处理这些（xiē）数据所要（yào）求的速度（dù）很快就会变得令人难以承受。

自（zì）动驾驶汽车开发（fā）遭遇（yù）的共同挑战

我们需要把上面的问题逐步拆解来看。当我们观察一（yī）辆（liàng）自动驾驶汽车时，它必须有一个可以观察环境（jìng）的传感器（qì）套（tào）件（其中既包括（kuò）简单的（de）驾驶员辅助（zhù）技（jì）术，也包（bāo）括较（jiào）为复（fù）杂的高（gāo）度自动或完全自动的车（chē）辆系统）。环（huán）境传感器套件能够决定（dìng）数据保（bǎo）真度的（de）高低，还能（néng）决（jué）定从激光雷达传感器、雷达传感（gǎn）器、驱动（dòng）器和其他输入点（diǎn）中收集到多少数据。我们称之为传感器（qì）融合（hé）或者（zhě）数据融合，因为它只有（yǒu）在（zài）所（suǒ）有（yǒu）这些组件都能够彼此互相共（gòng）享数据并且对（duì）结论的准确（què）性（xìng）达成一致（zhì）结论（lùn）时才能真（zhēn）正发挥作用（yòng）。

接下来我们（men）需要（yào）思（sī）考，系统（tǒng）在哪些场景（jǐng）必须（xū）使用人工智能（AI）来解决问题（tí）。例如：我（wǒ）该如（rú）何处理这些信息（xī）？ 我要左转（zhuǎn）吗？我要直走吗？ 我要右转吗？ 环（huán）境中发生了什么？

除此之外，该系（xì）统还（hái）需（xū）要分析不同的瞬态因素。例如，迎面而来（lái）的是人，还是自行（háng）车，还（hái）是汽车？然（rán）后根据不同的情况做出决策和应对计（jì）划。当然（rán），当汽车（chē）根据环境采取了行动之后（hòu），反过来也会改变（biàn）环境，因此，整个循环又（yòu）会重新开（kāi）始。

由此（cǐ）可见，真正的挑（tiāo）战在于高水平的互连性：系（xì）统的品质取决于捕获并处（chù）理数据的速度和质（zhì）量（liàng）上。然后，当（dāng）添（tiān）加外部互连时（例如连（lián）接到（dào）云系统或者（zhě）连（lián）接（jiē）到（dào）其他系统），它们就（jiù）成为互连解决（jué）方案的一（yī）部分（fèn）。其结（jié）果（guǒ）是（shì）会构成一个（gè）包含许多组件的复（fù）杂分布（bù）式（shì）系统，所有组（zǔ）件都被非常（cháng）紧凑地打包（bāo）在一起。

分层数据总线（xiàn）的（de）概念

大规模的可（kě）扩（kuò）展性是每个（gè）高度自动自治系统的核心前（qián）提。这一说法尤其（qí）适用于自动驾（jià）驶汽（qì）车领（lǐng）域。这是因为一个在受控（kòng）测试条件下运（yùn）行的系统和一（yī）个（gè）真正准（zhǔn）备好进入（rù）市场的（de）系统存在很（hěn）大的差（chà）异（yì）性，而即使（shǐ）是最优秀的开（kāi）发人（rén）员团队也会被这（zhè）种复（fù）杂（zá）性差异（yì）蒙蔽双眼。如果一（yī）个（gè）系统想要进（jìn）入市场（chǎng）并发（fā）挥（huī）其功能——包括接（jiē）受公众要求的所有（yǒu）媒体检验和新的应（yīng）用场景（jǐng）测试，通常会在系统（tǒng）内（nèi）增（zēng）加（jiā）一个全新（xīn）的关键任务需（xū）求层，而到目前为止还没有人能够（gòu）很好地（dì）承担起这一（yī）任务（wù）。

分层数据总线（Layered Databus ）是由工业互联网联盟（IIC）开（kāi）发的一（yī）个概念和术语，IIC是一个促进和协调工业互联网优先（xiān）事项和（hé）实现技术的组织。分（fèn）层数（shù）据（jù）总线（xiàn）的开发目标（biāo）是让开发团（tuán）队能（néng）够识别系统中不同的控制平面（Control Plane）或信息平（píng）面（Information Plane ）。除（chú）了对环（huán）境（jìng）的（de）完全控制之外，团队还（hái）能够指定服务（wù）质量（QoS），该服（fú）务质量决定了数据（jù）在（zài）不同应用场景（jǐng）（包括可靠性、带宽和（hé）延迟）的应（yīng）用软件之间必须遵循的流动方（fāng）式。

这种分层数据总线概念使（shǐ）开发人员可以在整个（gè）生态系统中使用（yòng）相同的标准，它还允（yǔn）许开（kāi）发人员为系统（tǒng）的不同部（bù）分（fèn）设置各自的条件和各自的规（guī）则来管理数据。所有这些都（dōu）允许以（yǐ）一种标（biāo）准化的方式在不同的系统之（zhī）间进行通（tōng）信（xìn），而不必添加新的协（xié）议、网（wǎng）关或（huò）其他的网桥。当然，分（fèn）层数据总线也允许团队为（wéi）数据使用设定不同的条（tiáo）件，以便系统具（jù）备可靠性和（hé）可重复（fù）性。

关于（yú）自动驾驶汽车在目前行业内处（chù）于什么发展阶段（duàn），以及什（shí）么时（shí）候我们才能在（zài）道路上（shàng）看（kàn）到（dào）4级和（hé）5级（jí）的自动驾驶汽车等一系列问题，目前还存（cún）在着争（zhēng）议。尽（jìn）管时间节点经常（cháng）会因谈话对象的不同（tóng）而有所不同，但有一件事是（shì）开（kāi）发人（rén）员（yuán）已有共（gòng）识的，即高级别的互连性是获取和（hé）处理数据以及（jí）解决系统复杂性问题（tí）所必需的核心要素。分层数据总线体系结构（gòu）在这些系统中提供了标准化的通（tōng）信（xìn），并为开发人员提供了使无人驾驶汽车有效、快（kuài）速（sù）并且安全（quán）地进入市（shì）场的工具。