“会说话”的汽车！ 亚利桑那州立大学开发自动驾驶车辆共享数据系统

盖世汽车讯 在动画电影《赛车总动员》中，一辆名叫“闪电麦昆”的赛车会说话，并且拯救了油车水镇；而在《变形金刚》中，擎天柱会变成卡车。很多人想拥有一辆会说话的汽车，让它变成自己的生活伙伴。据外媒报道，亚利桑那州立大学艾拉富尔顿工程学院（Ira A. Fulton Schools of Engineering at Arizona State University）计算机科学和工程学教授Aviral Shrivastava提出帮助汽车交流的计划。他的团队正在开发一种自动驾驶车辆共享数据系统，以提高道路安全。

（图片来源：亚利桑那州立大学）

该团队一直在研究如何使用先进的编程技术来帮助自动驾驶汽车收集数据并共享信息。Shrivastava表示：“汽车行驶时需要找到畅通无阻的路径。如果你旁边的车道上有一辆汽车在行驶，你看到的只是那辆车，而另一辆车的驾驶员可以看到你看不到的东西。如果自动驾驶汽车能够共享数据，可以解决基本的安全问题。”

当今道路上的大多数汽车都可以传输某种形式的数据。汽车导航系统日益普及，汽车制造商已经开发出像通用OnStar这样的产品，可以在紧急情况下获取车辆速度、安全带使用情况和碰撞数据等信息，并将其发送给急救人员。此外，工程师们正在帮助自动驾驶汽车进行学习。

（图片来源：亚利桑那州立大学）

Shrivastava的工作将建立在这些重要的现有系统之上：自动驾驶汽车通过各种传感器和摄像头来收集关键数据，并快速处理在驾驶过程中收集到的信息。然后，一辆车可以告诉另一辆车它检测到了什么，这被称为合作感知（cooperative perception）。

富尔顿学院计算机科学与工程副教授Yezhou “YZ” Yang表示：“合作感知支持自动驾驶汽车集体收集和处理数据，从而更有效地利用资源，优化驾驶行为，如变道、并道和路线规划。这也有助于避免那些差一点就要发生的情况。”

Shrivastava的团队提出名为CONClave的系统。在他们的工作中，注重安全被视为新的重要构成部分。

如果汽车要进行通信，那么它们共享的信息是否正确至关重要。从以往来看，一些制造商让自动驾驶汽车在驾驶时保持离线状态，以防止被黑客攻击。随着网络犯罪增长以及黑客对汽车计算机的攻击，这一问题日益严重。CONClave尝试通过身份验证和预防来解决这些问题。

首先，使用安全协议（类似于密钥）对来自另一辆车的传输进行身份验证，该协议已得到车辆制造商和政府机构的批准。

接下来，该系统可以抵御拜占庭式攻击（Byzantine attacks）。在计算机科学中，当一个数据片段或系统的一部分与另一个数据片段或部分不一致时，就会发生拜占庭故障（Byzantine fault）。这个问题促使软件工程师寻找处理相互冲突的数据的方法。为了防止恶意信号从一辆车传输到另一辆车，搭载CONClave的自动驾驶车辆将对从其他车辆接收到的数据与从自己的摄像头和传感器获得的信息进行比较。

最后，CONClave软件通过评分系统来快速确定哪些信息是最值得信赖的，就像人类会快速将自己的观察结果与他人给出的指示进行比较一样。其结果是，自动驾驶汽车可以共享信息并验证它们接收到的信息。

汽车可以说话，但不能闲聊。这项工作具有若干重要意义。首先，如果自动驾驶汽车的传感器出现故障或失效，CONClave可以作为备用方案。在测试过程中，它在检测恶意错误和软件错误方面也非常有效。

尽管这项研究最初专注于自动驾驶汽车，但Shriastava认为这具有改善拥有人类驾驶员的汽车安全系统的潜力。他表示：“其中一些系统有可能改装成辅助传统车辆的车载计算机，或许可以与红绿灯传感器或安装在路灯装置上的信号设备配合使用。”

（图片来源：亚利桑那州立大学）

为了测试CONClave，该团队创建了一系列1/10比例的自动驾驶汽车并在测试跑道上运行，以模拟全尺寸汽车在共享数据时的行为。

Shrivastava计划将其想法付诸实践。研究人员希望能够尽快拥有按照Shrivastava设计的方式进行通信的真正汽车，从而提高道路安全。