特斯拉:未来汽车就是行驶的计算机

2015-06-29 12:40:55来源: 技术在线
    特斯拉也可叫作“Software-Defined Car”,能以软件定义汽车的功能。特斯拉的软件不断进化,可经由WiFi等下载到汽车。由预定于今年夏季发布的更新,将增加自动驾驶功能。这样即使将特斯拉归类为信息通信设备,也没什么奇怪。本文将向大家介绍急速发展的特斯拉。

亲身感受特斯拉的“车非车,而是计算机

出处: VentureClef (点击放大)
       试驾后笔者亲身感受到特斯拉所说的车非车,而是“行驶的计算机”(见图,试驾的特斯拉为Model S 85D)是怎么回事。用户界面是触摸面板,汽车的功能可在显示器上操作。就像在iPhone上触摸使用App一样,特斯拉的操作直观,汇集了酷炫的“App”。

       像iPhone下载OS更新升级那样,特斯拉可下载软件,安装自动驾驶功能。汽车的设计理念受到iPhone的莫大影响,散发着硅谷文化的气息。

两套计算机系统

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       笔者在特斯拉汽车的Owner Advisor——Kim的指导下试驾了汽车。汽车形状的钥匙还放在口袋里,走近汽车,门把手就会弹出,用户就可以打开车门。驾驶席没有插钥匙的插槽和启动按钮。不用掏出钥匙,把换挡杆(上图,方向盘右侧的换挡杆)向上推,就可以启动发动机。该操纵杆还兼作换挡杆。

       上图是在发动机刚启动时,仪表板(正面)上显示了速度和可行驶距离(241英里)。右手边设置着大型触摸屏(上图,右端),显示与操作和行驶相关的信息。

       上面是例子是屏幕上显示耗电量(上半部分)和Google Maps(下半部分)的情形。仪表板和触摸屏利用配备两套系统的计算机运行。使用Nvidia的Visual Computing Module(车载处理器),配备了两台高速处理器“Tegra K1”。配备两套系统的高性能计算机为驾驶提供辅助。
 

在触摸屏上操作 



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       特斯拉的用户界面是一块17英寸的触摸屏,可像操作iPhone一样控制汽车。上图是用手指滑动天窗图标,操作打开天窗的情形(屏幕上半部分)。感觉就像iPhone解锁屏幕。屏幕下半部分是前灯和室内灯的操作页面,触摸按钮即可亮灯。

       在悬挂设定页面可以设置车高。在行驶中,汽车可相应于速度自动调整车高。也具备根据位置信息设置车高的功能。设置陡坡和减速路障时调高车高时,汽车就会利用配备的GPS识别位置信息寻找相应的路段,在通过此类路段时,就会将车高调整为设定值。

       在方向盘模式的画面上,可以选择方向盘的灵敏度。选择运动模式,可以体验到如同赛车一般灵敏的操控性能。有意思的是,用蠕动功能,用户可以设定在松开刹车后,汽车向前蠕动的模式。这是自动挡汽车特有的动作,纯电动汽车可以模仿。

       就是说,对特斯拉的功能和特性,可以用软件作各种调整。像iPhone下载酷炫的App增加功能一样,软件将决定汽车的功能。

踩油门时的响应

       听完操作方式讲解后开始了试驾。笔者不禁又被纯电动汽车的安静和踩油门时的响应速度惊呆。Kim说,从静止状态加速到时速96公里的时间为3.2秒(Model S P85D)。这与保时捷911 GT3(比赛使用的高性能版保时捷)为相同水平。不少人就是因为被这种加速敏捷性所吸引,才选择购买特斯拉的。但特斯拉的最高时速限制在了120英里。

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       驾驶过程中印象深刻的是安全功能的充实。超速警告功能是其中之一,如果速度过快,会出现警告图标。如上图所示,仪表板上出现了当前速度和法定限速的图标,提醒驾驶员注意避免超速。配备的摄像头可以读取道路标识,并且理解标识的含义。

       除此之外,在驾驶中,当汽车越过右侧的车道线时,方向盘震动了起来。这是车道辅助功能,摄像头会识别出汽车越过车道,提醒驾驶员注意。随着计算机视觉精度的提高,汽车已经变得像驾校的教练一样,可以监视驾驶员的安全驾驶。
 

通过更新软件增加功能



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       通过更新软件,特斯拉的功能会越来越多。汽车是一直接入3G和WiFi网络的,可自动更新软件。下载完成后,屏幕上将显示更新页面,可以选择直接安装,或是指定安装的时间。在安装时,需要把汽车调到泊车模式。

       试驾使用的汽车配备最新版软件“Version 6.1”。上图是更新公告,介绍了Version 6.1的新功能。下次更新的“Version 6.2”还将加入其他新功能。主要是预防断电。在出远门的时候,汽车会考虑到充电的必要性,计算出含途经专用充电站“Supercharger”的最佳路线。只要按照汽车的指示行驶,就可以放心走长途。

Version 7.0将加入自动驾驶技术

       引人注目的更新是“Version 7.0”,其将加入自动驾驶技术“Autopilot”。汽车本身虽然相同,但通过更新软件,功能会不断增加。自动驾驶技术也由软件的改版来支持。凭借与iPhone相同的机制,在购买特斯拉之后,汽车还将继续成长。从这些更新来看,特斯拉与其说是汽车,不如说是有着浓郁信息通信设备色彩的产品。

       Version 7.0预定于2015年夏季发布,届时自动驾驶功能“Autopilot”将随之登场。Autopilot是在道路上与前车保持指定距离并自动行驶的功能。在道路转弯时,Autopilot可以自动打方向盘。当前车减速时,会随之减速。

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       自动变更车道的“Lane Changing”也将登场。驾驶员操作方向指示器后,汽车将自动向该方向变更车道(上图)。驾驶员手动变更车道时,如果相邻车道上有车,便会发出警报。在快速接近前方汽车时,也会鸣响警报,如果情况紧急,汽车将会自动停车。
 

Autopilot自动驾驶时的显示器



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       仪表板的设计也焕然一新。上图是利用Autopilot驾驶时的显示器,中心部分显示的是传感器捕捉到的周围物体。与前方汽车的车距以蓝条表示,可保持这一距离行驶。

       跟随模式还可选择。选择主动模式,汽车将缩小与前车的车距,紧随其后。反之,在放松模式下,汽车会保持足够大的车距,留有余地地行驶。存在碰撞危险的汽车以红色显示,驾驶员通过操作方向盘,可以主导控制。

还有自动泊车功能

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       自动泊车功能“Autopilot Parking”也将亮相。在路上发现停车位后,汽车将通知驾驶员并自动泊车。在充电站Supercharger会自动寻找空位停车。回到家中,汽车会自动停入车库。用户不用再为汽车进出狭窄的车库而发愁。

       如果是在私有地,汽车将根据驾驶员的日程安排,自动打开车库门,停到路边等候(上图)。通过GPS实时接收塞车信息,计算从家中到目的地需要的时间。并有适时到路边待命的功能。驾驶员可像利用租车服务那样,坐进等候在大门前的汽车。特斯拉提出了驾驶员与汽车之间的新用户接口方案。
 

汽车就是物联网

       顺便一提,现行款式已经支持汽车自动打开车库门的功能。住宅用智能恒温控制器“Nest”会与汽车交换信息,掌握驾驶员到家的时间。驾驶员一到家,门灯会亮起,室内已达到最佳温度。汽车变成了物联网的一个重要组成部分。

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       这些自动驾驶功能是以车载传感器发送的信息为基础的。传感器已经配备在了车辆上(上图,试驾车辆),自动驾驶功能通过更新软件添加。汽车在前后各配备一个摄像头。前方摄像头设置在室内后视镜的背后,用来掌握道路标识和信号。雷达设置在前格的下半部分,用来掌握前方物体。雷达的识别距离长,在雨、雪等恶劣天气下也可以使用。

       超声波传感器像把汽车包裹起来一般,在前后共配备了12个(上图,前灯下面的小圆形)。超声波传感器360度覆盖车辆四周,用来掌握包括儿童、动物等软性物在内的物体。Autopilot根据这些传感器发送的信息,确定行驶路线和速度。在变更车道时使用超声波传感器确认安全。Autopilot Parking使用超声波传感器掌握周围的障碍物泊车。后方摄像头在人驾驶时,会在触摸屏上显示后方的景象。

松开方向盘自动行驶

       特斯拉已宣布Autopilot可以在高速公路和主要干线公路上使用。驾驶员在打开Autopilot后,手可以松开方向盘,脚可以离开油门。但Autopilot不是完全的自动驾驶功能,只是驾驶辅助功能。因此,驾驶员在行驶的过程中,眼睛不能离开路面。

       当发生紧急情况时,驾驶员需要打方向盘、踩刹车。驾驶员为驾驶负全责。从这个意义上,其理念不同于Google自动驾驶汽车。Autopilot只是实现完全自动驾驶的一个里程碑。

       从道路交通法的观点来说,Autopilot的确是灰色区域。现行法令并没有涵盖这项功能,给予其明确的承认。就是说,使用Autopilot功能的驾驶员有可能因违法驾驶而遭到指控。道路交通法的完善,依然还没有跟上技术的进步。

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       梅赛德斯·奔驰等虽然也提供同样的功能,但要求驾驶员握住方向盘。而特斯拉表示Autopilot与现行的道路交通法不矛盾,认为不存在问题。实际上,特斯拉正在从旧金山向西雅图行驶,对Autopilot进行测试(上图,示意图)。对于特斯拉的车主来说,他们很希望知道在Autopilot自动驾驶时可否松开方向盘,是否会在2015年夏季之前出台明确的法令,成为了关注的焦点。
 

建议制定法令:禁止人工驾驶

       特斯拉汽车的首席执行官(CEO)埃隆·马斯克(Elon Musk),对于自动驾驶技术相关法令制定的迟缓,提出了建设性建议,即令自动驾驶汽车在“影子模式”(Shadow Mode)下运行,并推动法律制定的方案。就是不实际上路行驶,而是利用软件模拟自动驾驶汽车,制造出不同的情况。通过这样的模拟,科学地理解自动驾驶汽车的特性。在获得事故的统计信息后,根据客观数据,再制定相关法令。这也是主张,法令的制定不应受到市场氛围的影响。

       在美国,不少人都对自动驾驶汽车心存恐惧。觉得无人汽车在街道上穿梭令人不寒而栗。在这些意见的推动下,美国政府对批准自动驾驶汽车上路的态度,偏向于保守。

       马斯克认为,自动驾驶汽车比人工驾驶安全得多,未来应当禁止人工驾驶。自动驾驶汽车就是电梯,只要按下按钮,就会把乘客送到指定的楼层。但不用配备电梯小姐。从驾驶的痛苦中解放出来,不少人都对自动驾驶汽车的登场翘首以盼。

       另一方面,喜欢开车的人比比皆是,剥夺驾驶的乐趣必然会招致反对。尤其是美国人,美国人把开车视为宪法保障的权利,特别重视自由移动的权利。

       但随着自动驾驶汽车的登场,普遍观念可能会发生巨变。如果自动驾驶汽车上路后,行驶比过去安全得多,社会评价将会大幅提升。与此同时,驾驶员也需要达到相同的安全水平。也就是说,强化考取驾照的标准,也将成为一个选项。考驾照在日本需要接受严格考试,但在美国几乎人人都能通过。马斯克的建议,提出了减少交通事故的方式,技术的作用再次受到了考验。

汽车制造是软件产业

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       为笔者介绍汽车的Kim反复强调,特斯拉的特点是简单。上图是特斯拉的骨架,红色部分代表马达。电池配置在银色的底板下方。没有变速箱和驱动轴等,看得出结构非常简单。

       硬件不再复杂,软件的比重则大幅增加。就像是在车体这个标准平台上开发软件。即使有报道称苹果在开发纯电动汽车,也一点都不奇怪。

       与用户之间的接口,可以通过触摸面板灵活定义。配备的软件经由WiFi定期更新。Autopilot和Autopilot Parking等酷炫的“App”也即将登场。通过试驾特斯拉,笔者亲身感受到了“Software-Defined Car”的含义。(特约撰稿人:宫本和明,美国VentureClef公司)

宫本和明
美国VentureClef公司代表
       1955年出生于日本广岛县。1985年被富士通派驻到美国Amdahl公司,在北美开展超级计算机业务。2003年在硅谷成立了VentureClef,以风险企业为中心开展软件尖端技术研究。目前根据自己在硅谷长达20年的从业经历,通过博客“Emerging Technology Review”分析技术趋势。

关键字:未来汽车  计算机

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0629/article_43315.html
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