汽車行業(yè)在其發(fā)展歷程中已經走過了很長時間的一段路?，F(xiàn)在，制造自動駕駛汽車和自動駕駛汽車的技術已經不再只出現(xiàn)在科幻小說里，現(xiàn)實世界也已在逐漸應用。假如把未來世界想象成一個類似太空時代充滿飛行器的世界，然后每架飛行器都能夠以精心策劃的精準方式自由地穿越地球，我承認這種假設真的很誘人，令人心神向往。不過我唯一不希望發(fā)生的是，未來的人們都要被迫穿上電影里那樣的閃亮的銀色連身褲——不知道是誰想到的這個主意。
圖片來源：RIT
當然，現(xiàn)實世界中的實際情況肯定會復雜很多。同樣，對于未來自動駕駛車輛的開發(fā)者來說，他們所面臨的技術環(huán)境也會很復雜，尤其是在概念驗證階段。除了獨特和苛刻的開發(fā)環(huán)境外，工程師們還面臨著各種各樣的關于定制的預置和云應用軟件方面的難題——所有這些應用軟件都必須實時地相互通信，這項任務需要一個高度自治的工業(yè)物聯(lián)網（IIoT）系統(tǒng)來實現(xiàn)。
司機們，發(fā)動引擎吧！
目前，有很多汽車制造商都在積極參與自動駕駛汽車（AV，Automonous Vehicle）的項目中。隨著開發(fā)人員逐漸進入概念驗證階段，他們多多少少都會在實踐過程中遇到一些突發(fā)障礙。
首先，自動駕駛汽車的系統(tǒng)必須能夠做三件主要的事情： 感知環(huán)境、處理有關環(huán)境的數據以及根據環(huán)境信息采取行動。從本質上講，這就是一個循環(huán)，需要一遍又一遍地重復。但是這一過程中生成的數據量和處理這些數據所要求的速度很快就會變得令人難以承受。
自動駕駛汽車開發(fā)遭遇的共同挑戰(zhàn)
我們需要把上面的問題逐步拆解來看。當我們觀察一輛自動駕駛汽車時，它必須有一個可以觀察環(huán)境的傳感器套件（其中既包括簡單的駕駛員輔助技術，也包括較為復雜的高度自動或完全自動的車輛系統(tǒng)）。環(huán)境傳感器套件能夠決定數據保真度的高低，還能決定從激光雷達傳感器、雷達傳感器、驅動器和其他輸入點中收集到多少數據。我們稱之為傳感器融合或者數據融合，因為它只有在所有這些組件都能夠彼此互相共享數據并且對結論的準確性達成一致結論時才能真正發(fā)揮作用。
接下來我們需要思考，系統(tǒng)在哪些場景必須使用人工智能（AI）來解決問題。例如：我該如何處理這些信息？ 我要左轉嗎？我要直走嗎？ 我要右轉嗎？ 環(huán)境中發(fā)生了什么？
除此之外，該系統(tǒng)還需要分析不同的瞬態(tài)因素。例如，迎面而來的是人，還是自行車，還是汽車？然后根據不同的情況做出決策和應對計劃。當然，當汽車根據環(huán)境采取了行動之后，反過來也會改變環(huán)境，因此，整個循環(huán)又會重新開始。
由此可見，真正的挑戰(zhàn)在于高水平的互連性：系統(tǒng)的品質取決于捕獲并處理數據的速度和質量上。然后，當添加外部互連時（例如連接到云系統(tǒng)或者連接到其他系統(tǒng)），它們就成為互連解決方案的一部分。其結果是會構成一個包含許多組件的復雜分布式系統(tǒng)，所有組件都被非常緊湊地打包在一起。
分層數據總線的概念
大規(guī)模的可擴展性是每個高度自動自治系統(tǒng)的核心前提。這一說法尤其適用于自動駕駛汽車領域。這是因為一個在受控測試條件下運行的系統(tǒng)和一個真正準備好進入市場的系統(tǒng)存在很大的差異性，而即使是最優(yōu)秀的開發(fā)人員團隊也會被這種復雜性差異蒙蔽雙眼。如果一個系統(tǒng)想要進入市場并發(fā)揮其功能——包括接受公眾要求的所有媒體檢驗和新的應用場景測試，通常會在系統(tǒng)內增加一個全新的關鍵任務需求層，而到目前為止還沒有人能夠很好地承擔起這一任務。
分層數據總線（Layered Databus ）是由工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟（IIC）開發(fā)的一個概念和術語，IIC是一個促進和協(xié)調工業(yè)互聯(lián)網優(yōu)先事項和實現(xiàn)技術的組織。分層數據總線的開發(fā)目標是讓開發(fā)團隊能夠識別系統(tǒng)中不同的控制平面（Control Plane）或信息平面（Information Plane ）。除了對環(huán)境的完全控制之外，團隊還能夠指定服務質量（QoS），該服務質量決定了數據在不同應用場景（包括可靠性、帶寬和延遲）的應用軟件之間必須遵循的流動方式。
這種分層數據總線概念使開發(fā)人員可以在整個生態(tài)系統(tǒng)中使用相同的標準，它還允許開發(fā)人員為系統(tǒng)的不同部分設置各自的條件和各自的規(guī)則來管理數據。所有這些都允許以一種標準化的方式在不同的系統(tǒng)之間進行通信，而不必添加新的協(xié)議、網關或其他的網橋。當然，分層數據總線也允許團隊為數據使用設定不同的條件，以便系統(tǒng)具備可靠性和可重復性。
關于自動駕駛汽車在目前行業(yè)內處于什么發(fā)展階段，以及什么時候我們才能在道路上看到4級和5級的自動駕駛汽車等一系列問題，目前還存在著爭議。盡管時間節(jié)點經常會因談話對象的不同而有所不同，但有一件事是開發(fā)人員已有共識的，即高級別的互連性是獲取和處理數據以及解決系統(tǒng)復雜性問題所必需的核心要素。分層數據總線體系結構在這些系統(tǒng)中提供了標準化的通信，并為開發(fā)人員提供了使無人駕駛汽車有效、快速并且安全地進入市場的工具。
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