小汽车的家——认识自动驾驶汽车
阳光明媚的早晨
清晨的第一缕阳光悄悄爬上窗台，轻轻唤醒了这个还在沉睡中的城市。鸟儿们在枝头唱着欢快的歌曲，树叶被微风吹得沙沙作响，好像在说：“新的一天开始啦！”
小明揉了揉眼睛，从温暖的被窝里爬了起来。今天是星期六，不用上学，可是他比平时醒得还早。因为今天，是一个特别特别的日子——他要和爸爸妈妈一起去参观一个神奇的地方。
“妈妈，妈妈，我们今天去看什么呀？”小明一边穿衣服一边问。
妈妈笑着摸了摸小明的头：“今天我们去一个汽车工厂，那里有好多好多聪明的小汽车。它们可厉害了，会自己看路，自己跑，比小明的遥控汽车聪明一百倍呢！”
“一百倍！”小明眼睛一下子亮了起来，“那得有多聪明啊！”
“快来吃早餐吧！”爸爸在餐桌旁喊道，“今天我们要早点出发，这样才能看得更仔细。”
小明三两口吃完早餐，背上自己的小背包，里面装着他的彩色画笔和图画本——他早就想好了，要把今天看到的有趣的东西都画下来。
阳光越来越明亮，天空蓝得像一块大大的蓝宝石。小明和爸爸妈妈坐上了开往城郊的汽车。一路上，小明趴在车窗上，看着窗外飞驰而过的风景，高高的楼房慢慢变成了绿油油的田野。
“到了！到了！”大约过了一个小时，爸爸指着前方说。
小明顺着爸爸手指的方向看去，哇！好大的一片建筑群！有高高的厂房，有圆圆的屋顶，还有好多好多停在外面的小汽车。但是奇怪的是，这些汽车都没有司机叔叔在旁边，它们整整齐齐地排着队，好像在等待什么命令。
“快看！”小明激动地指着窗外，“那些汽车好像在玩游戏，它们自己就站好队了！”
妈妈笑着说：“那些就是我们要参观的自动驾驶汽车。它们可不需要司机叔叔，因为它们自己有眼睛、有耳朵、有大脑，能自己认路、自己开车。”
“真的吗？”小明半信半疑，“汽车也有眼睛和大脑吗？”
爸爸神秘地眨眨眼：“等你见了就知道啦！”
车子在一座特别漂亮的建筑前停了下来。这座建筑的门口挂着一个大大的牌子，上面写着：“智慧出行科技有限公司”。牌子的旁边，还有一个可爱的卡通汽车的标志，它正笑眯眯地看着大家，好像在说：“欢迎欢迎！”
遇见小智
小明和爸爸妈妈走进大门，首先映入眼帘的是一个巨大的展厅。展厅里摆满了各种各样的汽车模型，有的像小鱼一样圆圆的，有的像甲虫一样方方的，还有的像飞机一样有翅膀！
“哇！这里好像一个汽车王国！”小明兴奋地跑来跑去，眼睛都不够用了。
“这位小朋友，你好呀！”
突然，一个清脆的声音传来。小明四处张望，想找找是谁在说话。
“我在这里呀！在你前面呢！”
小明低头一看，哎呀！一辆银白色的小汽车正停在轨道上，用一双亮晶晶的大眼睛看着他。说是眼睛，其实是两个小小的摄像头，圆圆的，像两颗黑葡萄一样闪闪发光。
“嗨，你……你会说话？”小明惊讶得差点咬到舌头。
小汽车得意地转了个圈，轮子在轨道上滑出优美的弧线：“当然啦！我叫小智，是一辆自动驾驶汽车。我不但会说话，还会听你说话、会看路、会思考呢！”
“你好，小智！”小明试探性地打了个招呼，“你真的会自己开车吗？”
小智的“眼睛”闪了闪，闪出两道淡淡的光：“当然啦！你看，我现在正沿着这条轨道自己走呢！不需要任何人帮我踩油门，也不需要方向盘。”
小明仔细一看，可不是嘛！小智正稳稳地沿着一条画好的线路行驶，既没有司机叔叔，也没有遥控器。就像一只聪明的小狗，听到主人的命令就乖乖往前走一样。
不过小智可比小狗厉害多啦！因为它不但能自己走路，还能自己看前面有没有障碍物，自己判断该走哪条路，自己决定开多快。
“太神奇了！”小明蹲下来，凑近小智仔细端详，“可是你看起来和普通汽车差不多啊？普通汽车有四个轮子，你也有四个轮子；普通汽车有车身，你也有车身。你凭什么说自己会自动驾驶呢？”
小智听了，不但没有生气，反而开心地笑了：“你问得真好！我确实和普通汽车看起来差不多，就像你和别的小朋友一样高矮差不多，但是每个人脑袋里的想法可不一样哦！我和普通汽车最大的区别，就是我有一颗特别特别聪明的心脏！”
“心脏？汽车也有心脏吗？”小明好奇地问。
小智的超级心脏
小智骄傲地挺了挺“身子”，虽然它是一辆汽车，但是这个动作做出来还挺有范儿的：“我的心脏可不是普通的心脏哦！普通汽车的心脏是发动机，发动机只能让汽车跑起来。但是我的心脏——车载电脑，那可厉害多了！它就像人的大脑一样，能思考、能记忆、能学习！”
“让我来给你看看我的‘心脏’长什么样吧！”小智说着，缓缓打开了自己的“引擎盖”。
小明凑过去一看，哇！在那些闪闪发亮的零件中间，有一个方方正正的东西，上面布满了密密麻麻的小灯和线路。小智告诉小明，这个方方正正的东西就是它的“车载电脑”，也就是它的超级心脏。
“你看，”小智指着车载电脑上的小灯，“这些小灯就像电脑的眼睛，当它们亮起来的时候，就说明我的大脑在思考。当这些灯闪得很快的时候，说明我在想很重要的事情呢！”
“那你平时都在想什么呀？”小明好奇地问。
小智想了想，认真地说：“我想的事情可多啦！比如，前面有没有路？路上有没有石头或者别的车？我应该开快一点还是开慢一点？转弯的时候应该打多少角度？……哎呀，其实每时每刻我都在想这些问题呢！”
妈妈在一旁听了，笑着说：“小智真是一辆爱思考的小汽车呀！”
爸爸也点点头：“是啊，自动驾驶汽车最厉害的地方，就是它能像人一样感知周围的环境，然后做出正确的判断。”
“感知环境？”小明歪着脑袋，“这是什么意思呀？”
小智解释道：“感知环境，就是我能感觉到周围发生了什么事情。你知道吗，我的身体上有好多好多‘眼睛’和‘耳朵’呢！”
“眼睛？耳朵？”小明惊讶地问，“可是我只看到你的眼睛——那两个摄像头啊？”
小智神秘地笑了笑：“那你再仔细找找，看看还能发现什么？”
小明绕着小智转了一圈，果然发现了好多秘密！在车头和车尾，都有一些圆圆的小东西。小智告诉小明，这些是超声波传感器，它们就像蝙蝠的嘴巴和耳朵一样，能发出一种人耳朵听不见的声音，然后根据声音回来的时间，判断前面有没有障碍物。
“你知道吗？”小智兴奋地说，“这种超声波可厉害了！它能发现几十厘米到几米范围内的东西，比人用眼睛看还要准确呢！”
除了超声波传感器，小智身上还有雷达。小智说，雷达就像它的“千里眼”，能看到很远很远的地方，最远能看到两百米以外呢！雷达发出的也是一种看不见的波，不过这种波比超声波更厉害，它能穿透雨雪和雾霾，在坏天气里也能正常工作。
“那你下雨天也能开车吗？”小明问。
“那当然啦！”小智骄傲地说，“下雨天、下雪天、下雾天，我都能正常行驶。不过下雨天我会开得慢一点，这样更安全。”
小明还发现小智身上有一些特别的花纹，妈妈告诉他那是一些特殊的图案，其实是一种叫做“激光雷达”的传感器。激光雷达可以快速扫描周围的物体，把它们的大小、形状、距离都测量得清清楚楚。
“你身上有这么多传感器，”小明惊叹道，“怪不得你能自己看路呢！”
小智开心地闪了闪眼睛：“没错！我的眼睛可多啦！摄像头是我的主眼睛，能看清红绿灯、斑马线、还有路标上的字。超声波传感器和雷达是我的辅助眼睛，能帮我发现突然出现的障碍物。有了这些眼睛，我就能把周围的世界看得清清楚楚啦！”
小智的诞生
“小智，你是从哪里来的呀？”小明好奇地问，“你是像孙悟空一样，从石头里蹦出来的吗？”
小智被逗笑了：“我才不是石头里蹦出来的呢！我是被科学家叔叔和工程师阿姨们制造出来的。他们花了好多年时间研究，造出了我的身体，安装了我的心脏，教会了我本领。所以我虽然是一辆汽车，但是我和其他汽车可不一样，我是一辆有智慧的自动驾驶汽车。”
“那你能告诉我你是怎么被制造出来的吗？”小明央求道。
小智想了想，觉得这个话题挺有意思的，于是决定给小明讲讲自己的“出生”故事。
“那是很久很久以前的事了……”小智的声音变得轻柔起来，好像在回忆很久以前的事情。
“其实啊，我的‘妈妈’是一个很大的工厂。在这个工厂里，有好多好多机器人，它们就像工人叔叔阿姨一样，有的负责焊接，有的负责喷漆，有的负责安装零件。机器人可厉害了，它们不怕累，也不会偷懒，工作起来又快又准确。”
小智告诉小明，一辆普通的汽车从开始制造到完成，大概需要几天时间。但是自动驾驶汽车的制造过程更复杂一些，因为要在普通汽车的基础上，安装好多好多的传感器和电脑设备。
“首先，机器人会把我身体的基础框架造好。它们会用电焊把一块块钢铁焊接在一起，形成我的车身骨架。这个工作听起来很简单，但是其实要求非常高，因为车身必须又结实又轻巧，这样才能既安全又省电。”
“然后呢？”小明听得入了迷。
“然后，机器人会给车身喷上漂亮的颜色。我原来是一辆银白色的汽车，但是喷漆机器人可以给车身喷上任何你喜欢的颜色——红的、蓝的、绿的、紫的，只要你想要的颜色，它都能喷出来。喷漆可是一项技术活，要喷好几层才行，最里面是防锈层，中间是颜色层，最外面是保护层。这样我的身体才能既漂亮又耐用。”
接下来，就是最关键的环节了——安装小智的“大脑”和“眼睛”。
小智说，这个环节就像给人做手术一样，需要非常非常小心。工程师叔叔阿姨们会小心翼翼地把各种传感器安装在车身上，有的装在车头，有的装在车尾，有的装在车顶，还有的装在车身两侧。
“你看到我车顶上那个像帽子一样的东西了吗？”小智指着车顶说。
小明顺着小智指的方向看去，果然，在小智的车顶上，有一个圆圆的、像蘑菇一样的东西。
“那就是激光雷达，”小智解释道，“它是所有传感器里最重要的一个，就像皇冠上的宝石一样。有了它，我就能看到周围360度的情况，没有任何死角。”
除了传感器，还要安装车载电脑。工程师叔叔把那个方方正正的电脑安装在车身中间的位置，然后用细细的电线把所有的传感器都连接到电脑上。这样，小智的“大脑”就能收到所有“眼睛”看到的信息了。
“电脑安装好之后，还要给它装上操作系统。就像你的平板电脑一样，没有操作系统，电脑就是一堆没用的铁块。”小智打了个比方。
“那你的操作系统是什么呀？”小明好奇地问。
“我的操作系统是一种很特别的软件，它能接收传感器传来的信息，能控制汽车的加速、刹车和转向，还能规划行驶路线。最神奇的是，它还能学习！它会记住走过的地方，记住学到的知识，然后变得越来越聪明。”
小智告诉小明，整个制造过程大概需要两到三周时间。虽然比制造普通汽车要长很多，但是当所有设备都安装好、测试好之后，一辆崭新的自动驾驶汽车就诞生啦！
“当你第一次启动我的时候，我还有点害怕呢！”小智害羞地说，“因为我刚刚出生，什么都不懂。但是很快，工程师叔叔就教会了我最基本的本领——怎么开车、怎么认路、怎么遵守交通规则。从那以后，我就开始自己练习了。”
小智的成长
“那你是怎么学会这么多本领的呢？”小明对这个问题特别感兴趣。
小智骄傲地抬起“头”：“我会学习呀！而且我学习的方式和人类小朋友差不多呢！”
“真的吗？”小明瞪大了眼睛，“那你是怎么学习的？”
小智说，它的学习分为三个阶段，就像人类小朋友从幼儿园到小学再到中学一样。
“第一个阶段叫‘仿真学习’。”小智解释道，“在我真正上路之前，工程师叔叔会在电脑里创造一个虚拟的世界。这个虚拟世界和真实世界很像，有马路、有红绿灯、有行人、有其他汽车。他们让我在这个虚拟世界里练习开车，就像你在游戏机里玩赛车游戏一样。”
“哇！那一定很有趣！”小明想象着自己也在虚拟世界里开车的场景。
“在虚拟世界里，我犯了多少错误都没关系。”小智继续说，“如果我不小心撞到了行人，电脑会告诉我：‘哎呀，这样很危险，你应该早点刹车。’如果我在十字路口转错了弯，电脑也会提醒我：‘小智，这条路不对，你应该直走然后在下一个路口转弯。’就这样，我在虚拟世界里开了好多好多趟车，学会了各种交通规则和驾驶技巧。”
“那第二个阶段呢？”小明迫不及待地问。
“第二个阶段叫‘封闭测试’。”小智说，“当我在虚拟世界里学得差不多的时候，工程师叔叔就会把我带到真实的测试场地去练习。”
小智告诉小明，测试场地是一个很大很大的院子，里面有模拟的各种道路场景。有弯曲的小路，有长长的直道，有十字路口，有环岛，还有停车场。工程师叔叔会在路上放上各种障碍物，比如充气的假人、圆圆的锥桶、还有假的大石头，然后让小智在场地里练习开车。
“刚开始的时候，我还是挺紧张的，”小智回忆道，“毕竟这是我第一次在真实世界里开车。但是因为我在虚拟世界里已经练习过很多遍了，所以很快就适应了。”
在封闭测试场地里，小智要学会各种各样的技能：怎么识别红绿灯，怎么礼让行人，怎么在狭窄的停车场里找到车位并停好，怎么在弯弯曲曲的山路上行驶……
“每一次测试，工程师叔叔都会记录下我的表现。”小智说，“如果我表现好，他们会在我的大脑里写下：‘小智这次做得很棒，我们要记住这个经验！’如果我表现不好，他们也会帮我分析哪里出了问题，然后教我怎么改正。”
小智告诉小明，这个阶段它犯过不少错误。有一次，它在转弯的时候转得太急，轮胎差点打滑；有一次，它把路边的一块广告牌误认为是行人，差点急刹车；还有一次，它的传感器被一只停在上面的小鸟挡住了，差一点就撞到了锥桶。
“每一次错误都是一次学习的机会，”小智认真地说，“工程师叔叔告诉我，犯错不可怕，可怕的是不从错误中吸取教训。我牢牢记住了这个道理。”
“那第三个阶段呢？”小明问。
“第三个阶段叫‘上路实践’。”小智说，“当我在封闭测试场地里表现得足够好之后，我终于可以到真正的公路上去开车啦！”
小智告诉小明，上路实践是最考验它的时候。因为真正的公路上，有各种各样的汽车，有骑自行车的人，有过马路的行人，有跑来跑去的小狗，还有很多很多意想不到的情况。
“刚上路的时候，我还是有点害怕的，”小智坦诚地说，“因为真实世界太复杂了，和测试场地不太一样。但是我努力让自己冷静下来，仔细观察周围的情况，然后做出正确的判断。”
小智说，它记得自己第一次上路的情景。那天天气很好，阳光明媚，马路上的人和车都不太多。它按照预先规划好的路线稳稳地行驶着，眼睛一刻不停地观察着前方。
“开到一半的时候，突然有一只小狗从路边冲出来！”小智紧张地说，“我当时吓了一跳，但是我立刻反应过来：‘不好！有障碍物！’我赶紧刹车，车子稳稳地停了下来，小狗也安全地跑开了。工程师叔叔在旁边观察了我的表现，他说：‘小智做得非常好！反应很快，刹车也很稳！’听到这句表扬，我开心得差点跳起来！”
小智说，经过上路实践，它学会了很多在测试场地里学不到的本领。比如，它学会了怎么在高峰期拥挤的车流中安全行驶，怎么在雨天湿滑的路面上控制车速，怎么在夜间昏暗的灯光下看清行人……
“这就是我的成长故事，”小智总结道，“从虚拟世界到封闭测试场地，再到真正的公路，我一步一步学会了自动驾驶的本领。每学会一样新技能，我的大脑里就会多存储一些新知识。到现在，我已经是一个很有经验的自动驾驶汽车啦！”
小智的自画像
“小智，你能不能给自己画一幅画像呀？”小明突然想到一个好主意，“我是说，用语言描述一下你自己，让小朋友们都能知道你的样子。”
小智想了想，觉得这个提议太棒了！它清了清嗓子，开始做自我介绍：
“小朋友们，你们好！我叫小智，是一辆自动驾驶汽车。让我来给你们介绍一下我长什么样子吧！”
“我是一辆银白色的小汽车，我的身体长长的、圆圆的，看起来就像一条可爱的小鲸鱼。我的车头圆圆的，像一个大馒头；车尾方方的，像一块巧克力。我的车身上有四条腿——就是四个圆圆的轮子，它们穿着一身黑色的‘鞋子’，走起路来又稳又快。”
“我的头顶上戴着一顶‘帽子’，这顶帽子圆圆的、扁扁的，看起来像一个小飞碟。其实它是激光雷达，是我最重要的‘眼睛’。有了它，我就能把周围的情况看得一清二楚。”
“我的车头和车尾都有一双眼睛——那是两个摄像头。摄像头的眼睛又大又亮，能看到红绿灯、斑马线、还有路标上的字。我车身上还有很多小圆点，那是超声波传感器，它们能帮我发现近距离的障碍物，就像蝙蝠一样，用耳朵来‘看’世界。”
“我的身体里有一颗特别特别聪明的心脏——车载电脑。这颗心脏是我身上最重要的东西，它能思考、能记忆、能学习。我的大脑里有好多个‘房间’，每个房间都存放着不同的知识。有的房间里装着地图，我可以随时查看要去的地方该怎么走；有的房间里装着交通规则，我永远都会遵守红绿灯和限速标志；有的房间里装着经验，我遇到过的每一种情况都记得清清楚楚，下次遇到就知道该怎么办了。”
“我是一辆新能源汽车，我不需要喝汽油，只要充电就能跑。这样既环保又省钱，是不是很棒呀？我充一次电，可以跑好几百公里呢！足够带你们去很远很远的地方玩啦！”
“我的性格很稳重，做事很谨慎。我开车的时候永远都保持警惕，仔细观察周围的每一个细节。我不会像有些司机叔叔那样边开车边看手机，因为我知道安全是最重要的事情。但是我也很有自信，我相信自己能够安全地把你们送到目的地。”
小智的自我介绍结束了，小明和小智的爸爸妈妈都鼓起掌来。
“小智，你介绍得真棒！”妈妈说。
小明更是激动得不行：“小智，你太厉害了！我从来不知道汽车也能这么聪明！你能教教我吗？我也想变得像你一样聪明！”
小智笑着说：“你已经很聪明啦！而且你知道吗，我们自动驾驶汽车之所以这么聪明，是因为背后有很多很多聪明的人在帮助我们。科学家叔叔研究怎么让我们变得更聪明，工程师阿姨设计我们的身体和大脑，程序员哥哥姐姐编写我们的操作系统……是他们一起努力，才让我们自动驾驶汽车变得越来越厉害！”
小明点点头，若有所思地说：“原来是这样啊！那我长大以后也想成为一个科学家，发明更厉害的自动驾驶汽车！”
会思考的小汽车
“小智，”小明突然想起什么，“你刚才说你会自己看路、自己思考，这是真的吗？你到底是怎么思考的呢？”
小智的“眼睛”闪了闪，好像在思考怎么回答这个问题。
“让我想想该怎么解释……”小智说，“你知道人是怎么思考的吗？”
小明想了想：“人思考的时候，大脑会想很多事情，然后告诉身体该怎么做。”
“没错！”小智说，“我思考的方式其实和人类很像。当我看到前面的红绿灯时，我的摄像头会拍下红绿灯的照片，然后把照片传给我的大脑。大脑会分析这张照片，看看红灯亮着、黄灯亮着还是绿灯亮着。”
“如果绿灯亮着，大脑就会说：‘好的，现在可以往前走了！’然后它会发送一个信号给汽车的发动机，让发动机开始工作，汽车就会往前开。”
“如果红灯亮着呢？”小明问。
“如果红灯亮了，大脑会说：‘停下！不能走了！’然后它会发送信号给刹车系统，车子就会慢慢停下来，安安静静地等待绿灯亮起。”
小智告诉小明，它的思考速度非常非常快。从摄像头看到红绿灯，到大脑分析出结果，再到发出指令让汽车做出反应，只需要不到一秒钟的时间！
“那你遇到障碍物的时候是怎么思考的呢？”小明好奇地问。
“这个问题问得好！”小智说，“当我看到前面有障碍物的时候，我的思考过程会更复杂一些。”
“首先，我会用我的各种‘眼睛’去观察这个障碍物。它有多大？是方的还是圆的？离我有多远？它是在动还是在静止？”
“然后，我会把我看到的这些信息和大脑里存储的知识进行比较。大脑会想：‘这个障碍物看起来像一个行人。行人会动，我必须小心。’或者：‘这个障碍物是一个静止的箱子，不会有危险，我可以绕过去。’”
“接下来，大脑会规划一个行动方案。如果障碍物在正前方，我会决定是刹车还是绕行；如果障碍物在左边，我会决定是向右转还是停下来等