在這十年中，高度自動(dòng)化駕駛是每個(gè)汽車(chē)制造商的目標(biāo)。新的玩家進(jìn)入市場(chǎng)，而傳統(tǒng)汽車(chē)制造商逐漸完善駕駛輔助功能，直到最終完全獨(dú)立于駕駛員。新人在實(shí)際汽車(chē)制造方面的經(jīng)驗(yàn)較少，但在機(jī)器學(xué)習(xí)和與云交互方面擁有豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

共同點(diǎn)是需要傳感器數(shù)據(jù)來(lái)代替人類(lèi)的感官。自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要有關(guān)其環(huán)境的信息才能正常運(yùn)行。每種類(lèi)型的傳感器都有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。相機(jī)可以提供最好的概覽，但必須實(shí)時(shí)處理圖像以提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境模型。雷達(dá)可以很好地檢測(cè)物體并提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境模型，但很容易被排水蓋等金屬物體混淆。激光雷達(dá)，一種基于激光的系統(tǒng)，似乎是一個(gè)很好的折衷方案，但它非常昂貴。答案是組合多個(gè)傳感器以獲得最可能的圖片。

這些傳感器隨著每一代新硬件的發(fā)展而擴(kuò)大范圍，但它們?nèi)匀淮嬖谖锢硐拗啤Ｋ麄兊囊暰€不能超過(guò) 200 米，不能環(huán)顧四周，也不能看穿山丘或其他大障礙物。因此，僅依靠傳感器數(shù)據(jù)的汽車(chē)會(huì)像來(lái)自另一個(gè)城市的游客一樣行駛，就好像它不知道岔道、交叉路口或彎道一樣。汽車(chē)將通過(guò)其傳感器駕駛，并且可能會(huì)在很晚才最終識(shí)別出正確的路徑時(shí)執(zhí)行機(jī)動(dòng)。

額外的地圖數(shù)據(jù)是避免這種情況的唯一方法。這樣的數(shù)據(jù)可以被認(rèn)為是一個(gè)助理拉力賽車(chē)手。它通過(guò)實(shí)現(xiàn)不同條件之間的平滑過(guò)渡來(lái)改善駕駛。例如，當(dāng)傳感器發(fā)現(xiàn)速度限制時(shí)，預(yù)測(cè)性主動(dòng)巡航控制會(huì)急劇制動(dòng)汽車(chē)，但借助地圖信息，可以提前降低速度。諸如急轉(zhuǎn)彎、危險(xiǎn)斜坡或其他障礙物之類(lèi)的特殊情況也是事先知道的。詳細(xì)且最新的地圖對(duì)于提供此信息至關(guān)重要。這樣的地圖包含兩種信息：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。

動(dòng)態(tài)內(nèi)容一直在變化。此類(lèi)內(nèi)容包括有關(guān)事故、危險(xiǎn)警告、交通擁堵或天氣狀況的數(shù)據(jù)。它需要立即報(bào)告、處理和分發(fā)。否則，它只會(huì)過(guò)時(shí)并導(dǎo)致錯(cuò)誤的操作。該信息與廣播中的交通新聞相關(guān)。

靜態(tài)內(nèi)容不會(huì)經(jīng)常更改。例如坡度、曲率、車(chē)道標(biāo)記或路標(biāo)。這些數(shù)據(jù)可以逐步收集，處理和分發(fā)可能需要幾天甚至幾周的時(shí)間。這與紙質(zhì)地圖上的信息相關(guān)。

必須建立一個(gè)反饋回路來(lái)提供這樣的地圖。車(chē)輛報(bào)告潛在的地圖信息，這些信息被收集并添加到地圖中，然后分發(fā)回車(chē)輛。如果動(dòng)態(tài)內(nèi)容有用，反饋循環(huán)必須盡可能快。相比之下，靜態(tài)內(nèi)容在長(zhǎng)時(shí)間后仍然有價(jià)值，因此可以在上傳連接不可用時(shí)將其緩沖在車(chē)輛中。

在這兩種情況下，所有參與者都識(shí)別出的對(duì)象或情況不斷地反饋給反饋循環(huán)。時(shí)間戳和位置數(shù)據(jù)被添加到發(fā)送的消息中，但需要某種身份驗(yàn)證以避免濫用上傳門(mén)戶(hù)。這種身份驗(yàn)證允許車(chē)輛連接到云服務(wù)并防止未知發(fā)件人上傳惡意消息。它通常允許消息的接收者確定發(fā)送者，并決定是否永久保留有關(guān)發(fā)送者的信息以允許進(jìn)一步評(píng)估或在處理鏈中丟棄它以確保隱私。

上傳的信息也必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，檢查每條記錄的準(zhǔn)確性，并立即刪除無(wú)效記錄。例如：如果 GPS 信號(hào)不可用，則可能會(huì)發(fā)送大西洋 0 緯度和 0 經(jīng)度的位置數(shù)據(jù)。收到此錯(cuò)誤時(shí)很容易檢測(cè)到。除了位置數(shù)據(jù)，還應(yīng)小心處理時(shí)間戳，因?yàn)檐?chē)輛的本地時(shí)間可能不一定正確。這可能是由于舊車(chē)輛的時(shí)間設(shè)置錯(cuò)誤或時(shí)鐘質(zhì)量低，而新車(chē)輛在行駛過(guò)程中可能設(shè)置了錯(cuò)誤的時(shí)區(qū)。由于必須立即發(fā)送動(dòng)態(tài)內(nèi)容，因此可以使用消息在服務(wù)器上的到達(dá)時(shí)間。當(dāng)發(fā)送的時(shí)間戳不可信并且消息可能已在緩沖區(qū)中保存了未定義的時(shí)間時(shí)，這對(duì)于緩沖的靜態(tài)消息可能會(huì)更棘手。幸運(yùn)的是，靜態(tài)內(nèi)容不像動(dòng)態(tài)內(nèi)容那樣時(shí)間緊迫，因此時(shí)間戳的精度不相關(guān)。

從所有車(chē)輛接收到的信息都收集在一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)中，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)盡快分發(fā)。但是，收集有關(guān)同一項(xiàng)目的其他信息是非常有意義的。例如，車(chē)輛發(fā)現(xiàn)的溢油位置總是不準(zhǔn)確的。這是因?yàn)槠?chē)中的傳感器和算法針對(duì)正確識(shí)別而非準(zhǔn)確定位進(jìn)行了優(yōu)化。識(shí)別它是否是油本身可能是錯(cuò)誤的。這可能是由于傳感器損壞、天氣條件惡劣，或者是因?yàn)樗惴ū淮碳ぷR(shí)別出與油坑完全不同的東西。唯一的解決方案是聚合關(guān)于同一項(xiàng)目的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

信息消失是影響可靠性的另一個(gè)問(wèn)題。這方面的一個(gè)例子是沿路的建筑工地。它總有一天會(huì)出現(xiàn)，持續(xù)大概 2 周，然后再次消失。這樣的建筑工地甚至可能會(huì)影響靜態(tài)信息，例如車(chē)道標(biāo)記、車(chē)道幾何形狀、速度限制等。識(shí)別建筑工地的汽車(chē)的更新值被視為異常值，或無(wú)法影響過(guò)去幾年的統(tǒng)計(jì)平均值。因此，不會(huì)創(chuàng)建地圖更新或不足的更新。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，必須考慮信息的年齡。更新的信息必須以比舊信息更高的概率進(jìn)行評(píng)級(jí)，即使它來(lái)自不太可靠的來(lái)源。移除標(biāo)志時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題。該標(biāo)志將不再被發(fā)現(xiàn)，并且沒(méi)有汽車(chē)會(huì)發(fā)送有關(guān)它的信息。因此，必須執(zhí)行檢查以查看數(shù)據(jù)庫(kù)中是否存在沒(méi)有進(jìn)一步確認(rèn)到達(dá)的項(xiàng)目。最后，這些項(xiàng)目必須從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除。

收集和匯總的信息可以生成更詳細(xì)的地圖。該地圖具有更全面、更準(zhǔn)確的幾何信息，例如車(chē)道、精確曲率或坡度，以及沿路的更多細(xì)節(jié)，例如斑馬線、路標(biāo)或交通信號(hào)燈。這些地圖太大而無(wú)法每天下載，盡管移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)每一代都在變得更快，移動(dòng)數(shù)據(jù)的成本也在不斷下降。因此，必須以?xún)H包含新數(shù)據(jù)的小部分發(fā)送更新。版本管理必須考慮車(chē)輛中已經(jīng)存在的所有信息，并避免重復(fù)發(fā)送這些信息。盡管如此，一般更新仍將包含不相關(guān)的信息，因?yàn)橐粋€(gè)城市的汽車(chē)不需要知道另一個(gè)城市的交通擁堵。因此，更新歸結(jié)為每個(gè)車(chē)輛在其給定位置和預(yù)期路線的非常具體的地圖更新包。更新包中只會(huì)包含當(dāng)前賽道和接下來(lái)可以走的小路的最新信息。

簡(jiǎn)約更新包的優(yōu)點(diǎn)是可以更快地安裝和下載。由于車(chē)輛可能隨時(shí)收到更新包，因此即使在駕駛時(shí)也必須能夠處理它們。必須停止、更新和重新啟動(dòng)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，或者必須執(zhí)行實(shí)時(shí)更新。如果數(shù)據(jù)庫(kù)停止，車(chē)輛將失去作為附加信息源的地圖，并恢復(fù)為純粹基于傳感器的駕駛。重啟后，必須再次從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取所有相關(guān)數(shù)據(jù)并與其他傳感器數(shù)據(jù)同步。實(shí)時(shí)更新保證了地圖的持續(xù)使用，但也帶來(lái)了各種數(shù)據(jù)庫(kù)同步問(wèn)題，例如更新算法可能會(huì)在自動(dòng)駕駛算法試圖讀取這些數(shù)據(jù)時(shí)更改數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息。盡管有時(shí)這可能有效，但兩種算法總是有可能同時(shí)嘗試訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)。發(fā)生這種情況時(shí)會(huì)傳輸損壞的數(shù)據(jù)集。想象一下在更新曲率時(shí)沿著曲線行駛。典型的數(shù)據(jù)庫(kù)方法是鎖定受影響的數(shù)據(jù)，從而在數(shù)據(jù)更新時(shí)防止讀取操作。但是，當(dāng)每個(gè)算法都等待另一個(gè)算法解鎖所需的記錄時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致死鎖。最終，必須在數(shù)據(jù)庫(kù)停機(jī)時(shí)間和最新數(shù)據(jù)的可用性之間做出妥協(xié)。典型的數(shù)據(jù)庫(kù)方法是鎖定受影響的數(shù)據(jù)，從而在數(shù)據(jù)更新時(shí)防止讀取操作。但是，當(dāng)每個(gè)算法都等待另一個(gè)算法解鎖所需的記錄時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致死鎖。最終，必須在數(shù)據(jù)庫(kù)停機(jī)時(shí)間和最新數(shù)據(jù)的可用性之間做出妥協(xié)。典型的數(shù)據(jù)庫(kù)方法是鎖定受影響的數(shù)據(jù)，從而在數(shù)據(jù)更新時(shí)防止讀取操作。但是，當(dāng)每個(gè)算法都等待另一個(gè)算法解鎖所需的記錄時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致死鎖。最終，必須在數(shù)據(jù)庫(kù)停機(jī)時(shí)間和最新數(shù)據(jù)的可用性之間做出妥協(xié)。

當(dāng)車(chē)輛中的最新數(shù)據(jù)可用時(shí)，反饋回路關(guān)閉。汽車(chē)可以利用從之前的駕駛或其他車(chē)輛收集的所有數(shù)據(jù)。這實(shí)際上是整個(gè)反饋循環(huán)中的關(guān)鍵點(diǎn)。只有有足夠的參與者，它才能正常工作。靜態(tài)地圖數(shù)據(jù)仍由專(zhuān)車(chē)收集和更新。這些汽車(chē)的唯一目的是收集數(shù)據(jù)。因此，他們相應(yīng)地駕駛（即緩慢、小心地多次在同一條道路上行駛）。這些汽車(chē)配備了高精度傳感器并傳輸非常精確的信息。雖然這可以完美地創(chuàng)建一個(gè)基本的導(dǎo)航路線圖，但僅僅作為自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)的地圖是不夠的。這樣的地圖必須勾勒出建筑工地周?chē)晕⑵频能?chē)道，并標(biāo)明改變的限速。鑒于一個(gè)建筑工地可能只持續(xù)不到一個(gè)月，一輛特殊的汽車(chē)無(wú)法經(jīng)常收集數(shù)據(jù)以使整個(gè)國(guó)家的地圖保持最新。這意味著每一輛車(chē)和每一位司機(jī)都必須參與維護(hù)高度準(zhǔn)確的地圖，就像維基百科用戶(hù)為更新世界上最大的百科全書(shū)所做的那樣。

審核編輯：郭婷