第一章 什么是自动驾驶？和普通汽车有什么不一样？
如果你家有个扫地机器人，你肯定见过这样的场景：你刚把客厅地上的薯片碎屑、饼干渣扫进簸箕，一松手，那个圆滚滚的小家伙就自己“嘀”的一声启动，扭着圆乎乎的身子从沙发腿、茶几脚之间穿来穿去，遇到地毯会自己爬上去，碰到门槛会稍微抬一抬“下巴”，没十分钟就把整个客厅擦得干干净净，连你刚才掉的橡皮渣都没放过。要是你还有个玩具遥控车，那你更熟悉“指挥车跑”的感觉：攥着配套的遥控器，按一下前进键，车就“嗡”地往前冲；拨一下方向杆，车就左拐右拐绕着你的小积木城堡转圈，你在后面跟着跑，比遛邻居家的小柯基还省心。
那你有没有见过一种更神奇的车？它没有遥控器，也没有人坐在驾驶座上握方向盘，却能在小区里、园区里自己慢慢开，遇到蹲在地上系鞋带的小朋友会稳稳停下来，遇到横穿马路的小猫会轻轻按喇叭提醒，还会自己拐弯找路、等红灯，就像有一双看不见的手在帮它开车一样？这种车就是今天我们要讲的“魔法小车”——自动驾驶汽车。
咱们平时坐的普通汽车，就像一匹需要人全程驾驭的小马：爸爸或者妈妈坐在驾驶座上，手要紧紧握着方向盘控制方向，脚要踩着油门让车跑起来，遇到情况要踩刹车让车停下来，眼睛要一直盯着前面的路，看有没有红绿灯、有没有行人、有没有别的车，一秒钟都不能走神——要是他们低头回个消息、转头和你说句话，车就可能歪到别的车道上，非常危险。所以坐普通汽车的时候，大人总说“不要在后面乱动、不要抢方向盘”，就是因为开车是需要人全程盯着、全程操作的，一点都不能马虎。要是遇到堵车，脚踩油门踩得都酸了，也不能松劲儿，不然后面的车就会一直按喇叭催你。
那自动驾驶汽车呢？它就是一辆被施了“自动驾驶魔法”的小车，不用人握方向盘、踩油门，自己就能“看”路、“判断”情况、“决定”怎么开，就像有个隐形的专业司机一直坐在驾驶座上，只是我们看不见而已。当然，这个“魔法”可不是童话里巫师的咒语，而是很多聪明的工程师叔叔阿姨，给小车装上了好多我们看不见的“超能力装备”，我们后面几章就会慢慢拆解这些装备，看看它们是怎么让小车自己跑起来的。
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自动驾驶不是“无人车”那么简单：5个等级的秘密
全世界的工程师叔叔阿姨一起定了一个统一的“自动驾驶等级表”，把自动驾驶汽车的能力分成了5个等级，从1级到5级，等级越高，车自己开的能力越强，需要人帮忙的地方越少。就像你玩电子游戏，等级1级的时候只能打路边的小史莱姆，等级满级的时候就能单挑大BOSS啦！你可以看下面的这个等级表，每个等级都配了你肯定见过的例子：
| 自动驾驶等级 | 官方名字 | 核心特点 | 你见过的例子 | | --- | --- | --- | --- | | 1级 | 驾驶辅助 | 只能帮人做1件事，人还是要全程握方向盘、看路、踩刹车 | 爸爸开高速时用的“定速巡航”，不用一直踩油门，但还是要握方向盘盯着路 | | 2级 | 部分自动驾驶 | 能同时做2件以上的事（比如自动跟车+车道保持+自动加减速），人还是要全程盯着，随时准备接手 | 有些新款电动汽车的“高速自动驾驶”，能自己跟着前面的车走、自己打方向，但爸爸还是不敢睡觉，手随时放在方向盘上 | | 3级 | 有条件的自动驾驶 | 在特定场景下（比如堵车、封闭高速）可以完全自己开，人不用管，车会自动提醒你接管 | 现在国内有些试点的高速路段，特定车型可以在特定条件下不用人握方向盘，但出问题还是要人马上接手 | | 4级 | 高度自动驾驶 | 在特定区域（比如园区、景区、机场）完全自己开，不需要人握方向盘、踩油门，甚至没有驾驶座 | 很多科技园区、大学校园里的无人接驳车，没有方向盘和油门，按个按钮就自己开，遇到人会停 | | 5级 | 完全自动驾驶 | 所有场景都能自己开，不管高速、市区、雨天、雪天，都不需要人，连方向盘都可以取消 | 现在还没有完全量产，是工程师叔叔阿姨正在努力实现的目标，说不定你长大了就能坐上了 |
你看，从1级到5级，其实就是一个“人开车”慢慢变成“车自己开”的过程：1级和2级的时候，车只是帮人“打个下手”，真正的司机还是人；3级的时候，车能在特定情况下“独立上岗”，但还是要人“待命”；到4级和5级的时候，车就完全成了“老司机”，人只要坐后面玩、睡觉就行啦。
<!-- 纸书排版提示：此处可搭配卡通插图，画一个小朋友举着等级牌，从1级的“辅助”到5级的“全自动”，旁边配对应的汽车小图标，色彩明亮活泼。电子版提示：此处可插入15秒动画短片，演示自动驾驶5个等级的变化过程，点击即可播放。 -->
现在很多大人说的“无人驾驶汽车”，其实大多是指4级和5级的自动驾驶汽车，因为只有这两个等级的车才
不需要人握方向盘、踩油门，甚至不用人坐在驾驶座上，就像你坐公园里的旋转木马，只要按一下按钮，它就会自己转起来，你只要坐好扶稳就行。是不是特别神奇？别着急，我们先把这两个“魔法小车”和咱们平时坐的普通汽车的区别搞明白，你就知道它的厉害之处啦。
咱们平时坐的普通汽车，就像一匹需要驯马师全程驾驭的小马：驯马师（也就是开车的爸爸/妈妈）要坐在前面的“驯马师专座”（驾驶座）上，手紧紧攥着“缰绳”（方向盘）控制方向，脚踩着“马刺”（油门、刹车）控制跑得快还是停，眼睛要一直盯着前面的路，有没有红绿灯、有没有行人、有没有别的车，一秒钟都不能走神——要是驯马师低头看个手机、转头和你说句话，小马就可能跑偏到别的道上，非常危险。所以坐普通汽车的时候，大人总说“不要在后面乱动、不要抢方向盘”，就是因为开车是需要人全程盯着、全程操作的，一点都不能马虎。要是遇到堵车，脚踩油门踩得都酸了，也不能松劲儿，不然后面的马就会一直“嘶鸣”催你（也就是后面的车按喇叭）。
那自动驾驶汽车呢？它就是一辆被施了“自动驾驶魔法”的小车，不用人握方向盘、踩油门，自己就能“看”路、“判断”情况、“决定”怎么开，就像有个隐形的专业驯马师一直坐在驾驶座上，只是我们看不见而已。当然，这个“魔法”可不是童话里巫师的咒语，而是很多聪明的工程师叔叔阿姨，给小车装上了好多我们看不见的“超能力装备”，我们后面几章就会慢慢拆解这些装备
现在很多大人说的“无人驾驶汽车”，其实大多是指4级
如果你家有个扫地机器人，你肯定见过这样的场景：你刚把客厅地上的薯片碎屑、饼干渣扫进簸箕，一松手，那个圆滚滚的小家伙就自己“嘀”的一声启动，扭着圆乎乎的身子从沙发腿、茶几脚之间穿来穿去，遇到地毯会自己爬上去，碰到门槛会稍微抬一抬“下巴”，没十分钟就把整个客厅擦得干干净净，连你刚才掉的橡皮渣都没放过。要是你还有个玩具遥控车，那你更熟悉“指挥车跑”的感觉：攥着配套的遥控器，按一下前进键，车就“嗡”地往前冲；拨一下方向杆，车就左拐右拐绕着你的小积木城堡转圈，你在后面跟着跑，比遛邻居家的小柯基还省心。
那你有没有见过一种更神奇的车？它没有遥控器，也没有人坐在驾驶座上握方向盘，却能在小区里、园区里自己慢慢开，遇到蹲在地上系鞋带的小朋友会稳稳停下来，遇到横穿马路的小猫会轻轻按喇叭提醒，还会自己拐弯找路、等红灯，就像有一双看不见的手在帮它开车一样？这种车就是今天我们要讲的“魔法小车”——自动驾驶汽车。
咱们平时坐的普通汽车，就像一匹需要驯马师全程驾驭的小马：驯马师（也就是开车的爸爸/妈妈）要坐在前面的“驯马师专座”（驾驶座）上，手紧紧攥着“缰绳”（方向盘）控制方向，脚踩着“马刺”（油门、刹车）控制跑得快还是停，眼睛要一直盯着前面的路，有没有红绿灯、有没有行人、有没有别的车，一秒钟都不能走神——要是驯马师低头看个手机、转头和你说句话，小马就可能跑偏到别的道上，非常危险。所以坐普通汽车的时候，大人总说“不要在后面乱动、不要抢方向盘”，就是因为开车是需要人全程盯着、全程操作的，一点都不能马虎。要是遇到堵车，脚踩油门踩得都酸了，也不能松劲儿，不然后面的马就会一直“嘶鸣”催你（也就是后面的车按喇叭）。
那自动驾驶汽车呢？它就是一辆被施了“自动驾驶魔法”的小车，不用人握方向盘、踩油门，自己就能“看”路、“判断”情况、“决定”怎么开，就像有个隐形的专业驯马师一直坐在驾驶座上，只是我们看不见而已。当然，这个“魔法”可不是童话里巫师的咒语，而是很多聪明的工程师叔叔阿姨，给小车装上了好多我们看不见的“超能力装备”，我们后面几章就会慢慢拆解这些装备，看看它们是怎么让小车自己跑起来的。
自动驾驶不是“无人车”那么简单：5个等级的秘密
全世界的工程师叔叔阿姨一起定了一个统一的“自动驾驶等级表”，把自动驾驶汽车的能力分成了5个等级，从1级到5级，等级越高，车自己开的能力越强，需要人帮忙的地方越少。就像你玩电子游戏，等级1级的时候只能打路边的小史莱姆，等级满级的时候就能单挑大BOSS啦！你可以看下面的这个等级表，每个等级都配了你肯定见过的例子：
| 自动驾驶等级 | 官方名字 | 核心特点 | 你见过的例子 | | --- | --- | --- | --- | | 1级 | 驾驶辅助 | 只能帮人做1件事，人还是要全程握方向盘、看路、踩刹车 | 爸爸开高速时用的“定速巡航”，不用一直踩油门，但还是要握方向盘盯着路 | | 2级 | 部分自动驾驶 | 能同时做2件以上的事（比如自动跟车+车道保持+自动加减速），人还是要全程盯着，随时准备接手 | 有些新款电动汽车的“高速自动驾驶”，能自己跟着前面的车走、自己打方向，但爸爸还是不敢睡觉，手随时放在方向盘上 | | 3级 | 有条件的自动驾驶 | 在特定场景下（比如堵车、封闭高速）可以完全自己开，人不用管，车会自动提醒你接管 | 现在国内有些试点的高速路段，特定车型可以在特定条件下不用人握方向盘，但出问题还是要人马上接手 | | 4级 | 高度自动驾驶 | 在特定区域（比如园区、景区、机场）完全自己开，不需要人握方向盘、踩油门，甚至没有驾驶座 | 很多科技园区、大学校园里的无人接驳车，没有方向盘和油门，按个按钮就自己开，遇到人会停 | | 5级 | 完全自动驾驶 | 所有场景都能自己开，不管高速、市区、雨天、雪天，都不需要人，连方向盘都可以取消 | 现在还没有完全量产，是工程师叔叔阿姨正在努力实现的目标，说不定你长大了就能坐上了 |
你看，从1级到5级，其实就是一个“人开车”慢慢变成“车自己开”的过程：1级和2级的时候，车只是帮人“打个下手”，真正的司机还是人；3级的时候，车能在特定情况下“独立上岗”，但还是要人“待命”；到4级和5级的时候，车就完全成了“老司机”，人只要坐后面玩、睡觉就行啦。
<!-- 纸书排版提示：此处可搭配卡通插图，画一个小朋友举着等级牌，从1级的“辅助”到5级的“全自动”，旁边配对应的汽车小图标，色彩明亮活泼。电子版提示：此处可插入15秒动画短片，演示自动驾驶5个等级的变化过程，点击即可播放。 -->
现在很多大人说的“无人驾驶汽车”，其实大多是指4级和5级的自动驾驶汽车，因为只有这两个等级的车才不需要人握方向盘、踩油门，甚至不用人坐在驾驶座上，就像你坐公园里的旋转木马，只要按一下按钮，它就会自己转起来，你只要坐好扶稳就行。是不是特别神奇？别着急，我们先把这两个“魔法小车”和咱们平时坐的普通汽车的区别搞明白，你就知道它的厉害之处啦。
普通汽车 vs 自动驾驶汽车：到底哪里不一样？
咱们先列个“对比小清单”，看看它们到底有什么不一样： | 对比项 | 普通汽车（你平时坐的） | 4/5级自动驾驶汽车（魔法小车） | | --- | --- | --- | | 谁来开车 | 必须有人坐在驾驶座，全程握方向盘、踩油门刹车 | 不用人开，靠装在上面的“超能力装备”自己开 | | 需要人盯路吗 | 必须全程盯着前面的路，不能走神 | 4级在特定区域不用盯，5级所有场景都不用盯 | | 遇到堵车怎么办 | 人要一直踩油门、踩刹车，脚会酸 | 自己跟着前面的车走，自动加减速，人可以在后面玩 | | 找停车位怎么办 | 人要自己找车位，自己停进去 | 自己找车位，自己停好，停得比人还齐 | | 能不能24小时干活 | 人开了几个小时就会累，要休息 | 不用休息，24小时都能跑 |
你看，是不是区别特别大？普通汽车就像需要人全程照顾的小宝宝，一刻都离不开人；自动驾驶汽车就像已经学会独立生活的大朋友，自己能搞定所有事，还不用人操心。
```mermaid graph LR A[魔法小车（自动驾驶汽车）] --> B[超感装备<br/>(摄像头、雷达、GPS)] A --> C[智慧大脑<br/>(人工智能芯片)] A --> D[灵活手脚<br/>(方向盘、刹车、油门)] B -->|传路况数据| C C -->|发操作指令| D ``` > <纸书排版提示> 上图可印成卡通流程图，每个模块配对应的小图标：超感装备配眼睛图标，智慧大脑配大脑图标，灵活手脚配方向盘和轮子图标。电子版提示：点击每个模块可跳转到对应章节的详细介绍。 </纸书排版提示>
5个等级其实就是“学开车”的5个阶段
之前我们看的等级表是不是有点难记？没关系，我们把它换成你学骑自行车的5个阶段，你一下子就记住了： 1. 1级（驾驶辅助）= 刚学骑车，爸爸扶着车座：你刚坐上自行车，脚还够不到踏板，爸爸在后面扶着车座，帮你保持平衡，你只要往前踩就行，但是方向还是要你自己看，爸爸只是偶尔帮你扶一下——就像爸爸开高速用的定速巡航，只是帮你踩油门，方向、刹车还是要你自己来。 2. 2级（部分自动驾驶）= 骑得稳了，爸爸偶尔帮你刹车：你骑了几圈，已经会自己保持平衡了，爸爸还是跟在后面跑，但是不用一直扶车座了，要是前面突然跑出来一只小猫，爸爸会帮你按一下刹车，避免你撞上去——就像现在很多车的自动跟车、车道保持功能，能自己跟着前面的车走、自己保持车道，但是遇到紧急情况，还是要人来踩刹车。 3. 3级（有条件的自动驾驶）= 在小区里骑，爸爸不用跟着，但是在马路上还是要跟着：你在咱们家小区的平路上骑，已经骑得特别好了，爸爸不用跟着你，你完全可以自己骑，不会撞到路边的垃圾桶，也不会骑到花坛里去，但是要是你骑到外面的马路上，爸爸