開發一款能夠自動駕駛的汽車需要的遠不止一些複雜的人工智慧、最先進的圖形晶片和昂貴的傳感器。至少,如果你想讓汽車在各種條件下安全可靠的自動駕駛,它是可以做到的。正如我們人類需要透過窗戶看到外面的世界以適應周圍的環境一樣,照相機、雷達和雷射雷達也需要一覽無餘的視野。
幾年前,Waymo首次發布了一段簡短的視頻剪輯,展示了其屋頂傳感器穹頂的清洗系統,而自動駕駛領域的其他重要參與者也在開發自己的解決方案。當通用汽車和克魯斯在2017年底首次展示他們的自動化汽車時,傳感器配備了墊圈。現在福特的第三代傳感器系統也包括一些獨特的解決方案。
在現實世界中,汽車暴露在各種各樣的殘骸中,從冬季的鹽霧到鳥糞再到飛濺的昆蟲。我從最近的一次公路旅行回到家裡,發現一輛馬自達CX-5的前置雷達傳感器上滿是bug。雖然這些錯誤不會影響雷達的性能,但它們會影響攝像機和雷射雷達。
為了解決這個問題,福特自動駕駛汽車系統核心主管文基·克裡希南和他的團隊諮詢了動物學家馬克·霍斯特勒,以了解更多關於bug的知識。他們製作了一個昆蟲發射裝置,用傳感器發射死昆蟲,並用高速攝像機記錄下來。如果你曾經在有很多昆蟲的地方開過車,你就會知道,僅僅使用傳統的擋風玻璃清洗系統和雨刷根本無法清除一個以每小時70英裡的速度撞擊玻璃的蟲子。
上世紀80年代,我開著一輛小型敞篷小卡車往返於大學和大學之間,我在引擎蓋的前緣安裝了一個防蟲板,它在減少對玻璃的衝擊方面做得出奇地好。這基本上是一個空氣壩,偏轉的空氣流向上和通過駕駛室,帶著許多臭蟲。
近年來,包括福特在內的大多數汽車都採用了類似的氣流管理原理來減少空氣阻力。垂直槽在前筋膜通道空氣通過前角和出槽就在前輪。從這些細長的垂直狹縫中出來的空氣實際上形成了一個空氣幕,就像車輪上的裹屍布一樣,限制了來自旋轉車輪的湍流氣流。
Krishnan和他的團隊將類似的東西整合到結構中,將傳感器固定在福特和阿爾戈AI正在測試的自動車輛(AVs)的車頂上。空氣從所謂的「頭飾」的前面被引導到每個攝像機的前面。這種高速空氣幕可以防止大多數的錯誤影響傳感器。不過,這些空氣幕並不是不透水的。
當碎片擊中傳感器時,AV系統中的軟體可以檢測到它是否變得模糊。更先進、壓力更大、耗水量更少的墊圈噴嘴可以將受影響的傳感器噴淋下來,使其保持清潔,然後通過快速的氣流將其吹乾。該系統用於攝像機和雷射雷達。
其他公司也在研究各種解決方案,以應對自動車輛上傳感器保持可見性的挑戰。日立公司已經開發出一種高壓霧化噴射器,這種噴射器只需要目前傳感器所使用液體的十分之一就可以清洗傳感器。初創公司西瓦科技(Seeva Technologies)開發了一套流體加熱系統,他們聲稱這套系統能使清洗液更有效地清除傳感器上的碎片。
值得注意的是,這家公司堅持聲稱,它將使自己的汽車僅通過軟體更新就能達到5級自動駕駛水平,但它沒有提供任何這些解決方案。只有特斯拉汽車擋風玻璃後的前視攝像頭才有需要清潔的地方,它們依靠的是老式的雨刷和墊圈,它們的效率要低得多。