虫子:自动驾驶汽车最可怕的噩梦

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从恶劣的天气到摇摇欲坠的公众接受度，自动驾驶汽车所面临的所有障碍中，我们预料到的还有另一个:缺陷。

任何一个在夏天的白天(或晚上)驾车行驶在公路上的人都会看到一只昆虫浮现在视野中，然后……扑通一声。挡风玻璃上的混乱是一个小麻烦，但当一个小故障掩盖了自动驾驶汽车上的激光雷达传感器时，情况就严峻得多了。

自2017年以来，福特向来在与总部位于匹兹堡的人工智能开辟商Argo AI合作研发自动驾驶汽车。现在，这两人甚至提出了一个解决昆虫影响和含糊的AV传感器，包括激光雷达。

激光雷达(光探测和测距)通过用激光照耀目标和用传感器测量反射光来测量距离。与雷达相似，激光返回时间和波长的差异可以辨别静止和移动物体的范围、形状和速度。

但是，测量反射激光的传感器可能会被溅在镜片上的窃听器遮住，从而导致严峻的信息丢失和系统崩溃。

福特首席工程师马克•博斯卡(Mark Bosca)表示:“我们意识到，我们需要设计一个(激光雷达)清洗、冷却和操纵系统。”

福特开始研究“头饰”——一种通常安装在AVs车顶上的结构，内置激光雷达、雷达和摄像机，使AVs能够“看见”。公司的工程师们用一辆Fusion轿车上的改良头饰想出了两个解决方案。

福特的团队一开始采取了预防措施。如果他们能阻挠虫子(或灰尘，或雪)撞击传感器镜头，就没有问题了。工程师们意识到他们可以用高速的空气喷嘴改变昆虫的飞行路线。由此产生的“空气罩”由一个位于头饰一侧的喷嘴组成，它以35到40度的角度将空气吹过激光雷达镜头，驱逐 昆虫。

博斯卡解释说:“当物体直接进入镜头(空气罩)时，它会偏转到一边。”

错误只需要做一个轻微的航向修正。涂抹在头饰上的非感应区域就像你帽子上的臭虫碎片，不美观但无害。一个类似于汽车暖通空调系统的小型鼓风机会从皇冠上其他地方的进风口压缩空气。风挡风机根据风挡的速度和环境条件而改变速度，但始终运行。它也可以用来冷却激光雷达和其他传感器。

福特公司表示，空气防护罩非常有效，可以防止大部分的虫子突击。工程师们做了大量的计算机建模，还在密歇根州虫子成灾的曼尼斯蒂森林(Manistee Forest)进行了测试。

我们问过博斯卡，福特是否已经量化了“空气盾牌”可以幸免多少虫子被粘住的命运?

“我可能猜不到，”他说。“这固然是一个额外的好处。”

但是空气防护罩并没有100%的成功率，那些无法保存的缺陷需要清除。为此，福特设想了一个类似欧洲汽车前大灯清洗器的解决方案。

传感器清洗系统在激光雷达镜头周围放置16个喷嘴，以极高的压力将清洗液喷到镜头表面。博斯卡把它们比作小型电动洗衣机。当镜头后面的传感器检测到含糊时，Argo ai开辟的算法会对其进行描述(灰尘、雪、臭虫飞溅)，并将适当的持续时间喷洒到镜头的正确位置。喷嘴是单独操纵的，并使用泵和高速阀的组合，以操纵流体的部署。

博斯卡说:“对我们来说很重要的一件事就是尽量减少汽车在街上使用的清洗液。”

喷洒了液体的镜头仍然是含糊的，因此一股高速空气在清洗液之后立即喷洒，使传感器镜头迅速干燥。

“我们的目标是在一秒钟内清除(bug碎片)，”福特的首席工程师断言。

但最重要的是，传感器每次都能得到可靠的清洁。

福特表示，自动驾驶汽车的主要屏蔽/清洗系统组件将持续使用，不过公司没有透露具体使用时间。空气屏蔽过滤器需要定期更换和补充清洗液，这些服务你不太可能自己做。

但是有一个警告使这个令人印象深刻的bug清除系统无效。空气罩和垫圈系统都有空气动力限制，这意味着一旦你的AV超过一定的速度，它们就不能工作。但具体的速度是多少呢?

“飞船的速度将被操纵在我们设计的范围内，”博斯卡说。

也许真正的噩梦是你未来的反病毒软件不能超过由传感器能力、规则…和漏洞设置的速度限制。

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