小智的“奇怪”新朋友：第一次遇见自动驾驶汽车

周六的太阳像个刚烤好的橘子糖，把科技馆门口的大广场晒得暖融融的，风一吹，广场上的彩色风车转得哗哗响，卖棉花糖的摊子飘出草莓和香蕉的甜香，小智攥着妈妈的手，攥得紧紧的，背上的小黄人书包一蹦一跳的——她上周就听老师说，科技馆最近新到了一辆会自己跑的汽车，今天一定要第一个去看看，连平时最爱的棉花糖都忘了买，妈妈笑着揉了揉她的羊角辫，说“慢点跑，别摔着”。

未来交通展区在科技馆的三楼，电梯门一开，热热闹闹的声音就涌了出来：有小朋友围着磁悬浮列车模型尖叫，有大哥哥在操作无人机模拟飞行，还有个穿红裙子的小妹妹，正趴在一个会飞的汽车模型前面，拿小本子记参数。小智挤过人群，一眼就看到了展区中央那辆“奇怪”的汽车：浅蓝色的车身圆滚滚的，像个刚出炉的大吐司面包，车头画着两个圆溜溜的黄色车灯，像两颗刚洗干净的玻璃弹珠，中间弯着一条黑色的线，笑起来就是个软乎乎的小笑脸，车身侧面写着“可可自动驾驶小巴士”几个彩色字，最让小智奇怪的是，这辆车根本没有驾驶座！以前她坐爸爸的车，一上车就能看到前面的方向盘、油门刹车，还有爸爸开车的时候手在方向盘上转来转去，可这辆车里面只有四张软乎乎的米白色座椅，还有个挂在座椅后面的小屏幕，连个司机的影子都没有。

“这车是不是坏了啊？怎么没人开？” “会不会是摆着看的塑料模型啊？” 周围的大人凑在一起议论纷纷，小智正踮着脚往车里看，想找找司机藏在什么地方，突然听到一个软乎乎的小姑娘声音从车身里飘出来：“大家好呀，我不是模型，也不是坏啦，我叫可可，是一辆自动驾驶小巴士，真的能自己跑哦！”

小智吓了一跳，围着可可转了两圈，连车底都趴下去看了，也没看到有人，就仰着头问车灯：“你是谁呀？你在哪里说话呀？” 可可的车窗突然降下来一点，那个软乎乎的声音又响起来，还带着点笑：“我在这里呀，我就是可可，你不用找司机，我自己就能跑，要不要坐我出去兜一圈呀？科技馆的甜品站今天有免费的芒果冰淇淋哦。” 旁边戴眼镜的大哥哥赶紧拉住小智的胳膊，说“小朋友别乱跑，这车没人开，太危险了”，可可赶紧说“叔叔你放心啦，我开了快一年了，从来没出过事故，我身体里有五个特别厉害的小伙伴，一起保护我，肯定安全哒！我开得比最稳的出租车师傅还稳，不会晃的。”

小智眼睛一下子亮了，她最听不得“超能力”“厉害的小伙伴”这种词了，赶紧问：“你身体里有五个小伙伴？他们是谁呀？是不是像钢铁侠的贾维斯一样厉害？” 可可笑得车身都晃了晃，车灯弯成了两道月牙：“对呀，他们可厉害了，不过你得先知道，我可不是天生就会自己跑的，我的‘祖先’们花了一百多年，才慢慢进化出这些超能力呢，就像小恐龙慢慢进化成小鸟，慢慢学会飞一样，我们汽车也慢慢学会了自己跑呀。”

汽车进化小史：从“冒黑烟的三轮车”到“会自己跑的巴士”

小智赶紧爬到可可旁边的台阶上，托着腮帮子听她讲： “最早的汽车呀，是1769年的时候，一个叫尼古拉·古诺的法国人发明的，叫‘蒸汽汽车’，长得特别奇怪，像个装了个大锅炉的四轮马车，开起来轰隆隆的，冒好大的白烟，速度比人跑步快不了多少，开个几公里就得停下来加水加煤，要是水烧干了，车就‘罢工’了，比你家的小电动车还娇贵。” “再后来呀，1886年，有个叫卡尔·本茨的德国人，造出了世界上第一辆用汽油的汽车，叫‘奔驰一号’，长着三个轮子，像个超级大的三轮车，发动机全露在外面，开起来突突突的，比蒸汽车快多了，但是特别容易坏。本茨第一次带他老婆贝尔塔和两个儿子出门，开了还没到10公里，发动机就坏了，贝尔塔没办法，只能带着两个孩子去附近的小酒馆，找老板要了点酒精当燃料，才把车修好，好不容易开回家，本茨的脸都被发动机的烟熏得黑乎乎的，像个小花猫。” 小智笑得前仰后合，差点从台阶上摔下来，赶紧扶住旁边的栏杆：“那后来呢？后来的车是不是就好啦？” “后来的车慢慢变好啦，1908年的时候，有个叫亨利·福特的美国人，造出了T型车，用流水线生产，就像你们班做手工，每个人做一步，一下子造了好多好多车，价格也变得便宜了，好多家庭都能买得起车了。但是那时候的车启动特别麻烦，得用手使劲摇把手，就像你玩摇摇车一样，摇得越快，车越容易启动，要是摇的时候没注意，把手会突然弹回来，好多爸爸都被把手打过脸，我爷爷就说他小时候被他爸爸的摇把手打到过鼻子，流了好多血，疼了好几天呢。”可可的声音里带着点笑意，车灯晃了晃，像在笑，“再后来呀，汽车慢慢变聪明了，先是有个叫‘倒车影像’的小伙伴，能帮司机看到车后面的东西，不会撞到墙；后来又有了ABS防抱死系统，刹车的时候不会打滑，不会因为急刹车转圈圈；再后来就有了自适应巡航，能自己跟着前面的车跑，不用司机一直踩油门，这些就像汽车慢慢长出了小胳膊小腿，越来越厉害了。到了现在，我这种全自动驾驶的汽车就出来啦，就像小朋友慢慢长大，学会了跑步、骑车、游泳，汽车现在也学会了‘自己跑’，不用人开就能安全出门啦。”

小智听得入了迷，她之前只知道汽车是用来坐的，没想到汽车还有这么长的“成长史”，赶紧问：“那你的五个小伙伴都是谁呀？他们有什么超能力呀？是不是像动画片里的超级飞侠一样，每个人会不一样的技能？” “对啦对啦，你猜得特别对！”可可的车窗又降下来一点，像在凑过来跟小智说悄悄话，“我给你介绍他们呀，第一个是‘感知小伙伴’，就是装在我身上的好多‘眼睛’和‘小触角’哦。”

第一个小伙伴：感知小伙伴——汽车的“眼睛+雷达”

“你看我车头这里，有个黑黑的圆盘，还有车身上这些小小的摄像头，就是感知小伙伴的一部分啦。”可可的声音里带着点骄傲，“摄像头就像人的眼睛，能看红绿灯、看行人、看路牌、看地上的线，能分清什么是红灯什么是绿灯，什么是斑马线什么是停止线，哪怕太阳特别晒，或者晚上特别黑，都能看得清清楚楚。” “还有我车顶上的那个圆圆的‘小帽子’，就是激光雷达啦，它就像小蝙蝠的超声波，会‘啪啪啪’发射好多看不见的小激光，碰到东西就会马上弹回来，它只要算一算激光飞了多久，就知道这个东西离我有多远，哪怕是在伸手不见五指的晚上，或者下着瓢泼大雨，它都能看得清清楚楚，不会撞到任何东西。” “还有我保险杠里面的毫米波雷达，就像个透视眼，能穿过雨雾和灰尘，看到前面几百米远的车，哪怕前面有个大货车掉了个大箱子在路中间，它也能第一时间发现，提前刹车，不会撞上去哦。” <!-- 纸书插图提示：图1-1 可可车身各部位的感知设备标注图，标注摄像头、激光雷达、毫米波雷达的位置，旁边配小气泡说明每个设备的作用 --> <!-- 电子版侧边栏：💡 小知识：激光雷达发射的激光是安全的哦，就像手电筒的光一样，强度特别低，不会伤到人的眼睛，一秒钟能发好几十万束，所以能“看”到周围所有的东西，比人的眼睛厉害多啦！ -->

小智听得眼睛都直了，赶紧问：“那下雨下雪的时候，你的眼睛会不会被挡住呀？” “当然会啦，所以我的感知小伙伴不止一个呀，摄像头被雨挡住了，激光雷达还能看，激光雷达被雪挡住了，毫米波雷达还能看，三个小伙伴一起看，就什么都不怕啦。”可可说，“就像你下雨天上学，打雨伞看不见路，还有妈妈陪你一起走，就不会摔跤啦。”

第二个小伙伴：决策小伙伴——汽车的“超级大脑”

“第二个小伙伴是‘决策小伙伴’，就是我身体里的小电脑，他的脑子特别好使，一秒钟能算好几百万次，比你们班最会算数学题的学霸快一万倍呢！”可可的声音里带着点自豪，“他能判断前面的车是要左转还是右转，前面的小朋友突然跑出来，要不要刹车，要不要绕开，路上有个坑要不要躲过去，就像你玩赛车游戏的时候，要判断什么时候加速什么时候刹车，这个小伙伴比最厉害的游戏玩家还厉害，从来不会出错。” “而且呀，他的反应速度特别快，人的平均反应时间是$t_{人}=0.3\sim0.5s$，就是突然有个东西冲出来，人要0.3到0.5秒才能反应过来，但是我的决策小伙伴的反应时间只有$t_{车}=0.01s$，比人快30到50倍呢！要是前面突然跑出来个小朋友，人还没反应过来，我已经算好要怎么刹车啦，$$\frac{0.5s}{0.01s}=50$$，就是快50倍哦！” 小智掰着手指头算，算了半天也算不清

小智掰着手指头算了半天，掰得手指头都酸了，还是没算明白50倍是多少，可可轻轻晃了晃车身，像在笑：“没关系呀，我给你举个例子：你从冰箱里拿出芒果冰淇淋，撕开包装袋，咬一口的功夫，差不多就是1秒钟，这1秒钟里，我的决策小伙伴已经算完了10次突然有小朋友跑出来的情况，选了最安全的那种哦，比你吃一口冰淇淋的速度快多啦！”小智赶紧把手里刚咬了一口的冰淇淋举起来看了看，又赶紧塞回嘴里，生怕冰淇淋化了，可可的笑声又从车身里飘出来，像风铃一样好听。

“那决策小伙伴会不会出错呀？”小智舔了舔嘴角的芒果酱，好奇地问，“你上次看电视上说，自动驾驶汽车出事故了，是不是决策小伙伴算错了呀？” 可可的车灯稍微暗了一点，声音也变得软乎乎的：“决策小伙伴也会‘犯小错误’啦，就像你有时候算数学题也会算错一样，但是我的决策小伙伴会一直学习哦，每次遇到新的情况，他都会记下来，下次再遇到就不会错啦。而且我还有四个小伙伴帮我一起看，要是感知小伙伴看到前面有东西，决策小伙伴没反应过来，感知小伙伴会马上拉响‘警报’，让决策小伙伴重新算，就像你做数学题的时候，妈妈帮你检查，发现错了马上告诉你，让你改过来，这样就不会出错啦。” <!-- 电子版侧边栏：💡 小知识：现在的自动驾驶汽车都会用“大数据训练”哦，就像你背课文背多了就会背了一样，决策小伙伴见过几千万种路况，比老司机见过的路还多，所以特别厉害！ -->

第三个小伙伴：定位小伙伴——汽车的“专属导航仪”

“第三个小伙伴是‘定位小伙伴’，就是我身上的导航小助手啦，他知道我在什么地方，也知道我要去的地方在哪里，永远不会迷路哦。”可可的声音里带着点小骄傲，“你看我车顶上的小帽子旁边，有个小小的方盒子，里面装着北斗导航的芯片，还有我轮子里面藏着的小传感器，能知道我走了多远，转了多少弯，哪怕是在地下停车场里，没有卫星信号，他也能靠墙上的标志、地上的线，知道我在哪里，不会像你上次在商场里走丢了，找不到妈妈。” 小智脸一红，上周她和妈妈去科技馆的时候，确实在卖玩具的地方走丢了，还是妈妈用手机定位找到她的，她赶紧问：“那你的定位小伙伴比妈妈的手机还准吗？” “当然啦！我的定位小伙伴能精确到1厘米哦，就是你作业本上那个小格子的边长那么长，就算你在地上画一条1厘米的小线，我也能顺着线开，不会歪一点点。”可可说，“而且我还有‘高精地图’帮忙，就像你玩迷宫游戏的时候，手里有一张迷宫的地图，哪里有坑，哪里有红绿灯，哪里有斑马线，地图上都标得清清楚楚，我只要跟着地图走，就永远不会走错路啦。” <!-- 纸书插图提示：图1-2 可可的高精地图示意图，标注出当前位置、目的地、斑马线、红绿灯、减速带的位置，旁边配小气泡说明“高精地图比普通手机地图准100倍哦” --> <!-- 电子版侧边栏：🌍 小知识：可可用的北斗导航是我们中国自己造的哦，现在全世界好多地方都在用北斗，比美国的GPS还要准呢！ -->

第四个小伙伴：执行小伙伴——汽车的“手和脚”

“第四个是‘执行小伙伴’，他就是我的手脚啦，决策小伙伴想好要做什么，他就去做，比如踩油门、踩刹车、打方向盘、开转向灯、开雨刷，这些动作都是他做的哦。”可可说着，轻轻转了转前轮，小智趴在车窗上看，两个前轮真的转了个小小的角度，像在跟小智打招呼，“而且他的手特别稳，脚也特别准，刹车的时候不会一下猛踩，也不会慢慢磨，力度刚刚好，你坐我的车，哪怕过减速带，也不会晃，手里的冰淇淋都不会掉哦。” 小智眼睛一下子亮了，上次坐爸爸的车过减速带，爸爸没注意，晃了一下，她手里的棒棒糖直接飞出去，掉在座椅缝里，找了好久才找到，她赶紧问：“真的吗？那我试试！”可可慢慢往前开了一点，前面刚好有个小小的减速带，可可慢慢压过去，小智手里的芒果冰淇淋一点都没晃，上面的巧克力碎都没掉，她高兴得差点叫出来：“太厉害啦！比爸爸开得还稳！” “那当然啦！”可可的声音里带着点得意，“执行小伙伴的力气特别均匀，就像你用直尺画直线一样，永远是一条直的，不会歪。而且他从来不会‘走神’，不会像人开车的时候接电话、看手机，永远认认真真干活，所以特别安全哦。” <!-- 电子版超链接：[点击观看执行小伙伴工作的小动画](https://example.com/executor-animation)，看看自动驾驶汽车是怎么稳稳过减速带的 -->

第五个小伙伴：通信小伙伴——汽车的“小电话”

“最后一个是最厉害的‘通信小伙伴’，他就是我的小电话，能跟别的车说话，跟路边的红绿灯说话，跟交通指挥中心的大姐姐说话哦。”可可的车灯闪了闪，像在炫耀，“你看前面那辆黑色的私家车，他刚踩了刹车，我的通信小伙伴0.01秒就收到消息啦，知道前面有情况，所以我提前就减速了，不用等看到车才刹车，就不会撞上去啦。” 小智顺着可可的车灯看过去，果然看到前面那辆黑色的车亮起了刹车灯，可可早就慢下来了，她赶紧问：“那你们怎么说话呀？是用无线电吗？像对讲机一样吗？” “对呀，就像对讲机一样，不过我们的语言是特别简单的数字信号，一秒钟能说好几千句话呢。”可可说，“比如前面的车说‘我前面有个坑，要绕开’，我的通信小伙伴收到之后，马上告诉决策小伙伴，决策小伙伴就会让执行小伙伴绕开，不用等看到坑才躲，特别快。还有路边的红绿灯也会跟我说话，告诉我还有几秒变灯，要是绿灯只剩3秒了，我就慢慢减速停下来，不会抢黄灯，也不会闯红灯，特别乖。” “还有哦，要是路上有救护车、消防车要去救人，通信小伙伴收到消息之后，我会马上让路，给他们空出一条通道，让他们快点到，就像你和小朋友一起玩，看到老师拿着药箱过来，你会马上让开路一样，是不是特别棒？” 小智用力点头，她上次在电视上看到消防车被堵在路上，特别着急，要是所有车都有通信小伙伴，消防车就不会被堵了，就能快点去救人了。

五个小伙伴的配合魔法

“那你们五个小伙伴是怎么一起工作的呀？”小智好奇地问，“是不是像你们班接力赛一样，一个传一个呀？” “对啦，就像接力赛一样，不过我们配合得更快哦。”可可的声音里带着点得意，车身轻轻晃了晃，像在蹦蹦跳跳，“我给你举个例子哦：比如前面有个皮球滚到马路中间，首先感知小伙伴的‘眼睛’看到皮球，马上告诉决策小伙伴‘前面有皮球’，决策小伙伴马上判断‘皮球后面可能有小朋友，要减速’，然后定位小伙伴确认‘现在在斑马线前面，要礼让行人’，通信小伙伴告诉后面的车‘我要减速啦，你也慢点’，最后执行小伙伴轻轻踩刹车，慢慢停下来，等小朋友捡了皮球走开，再慢慢开走，整个过程不到1秒钟，比你眨两次眼睛还快呢！” ```mermaid graph LR A[感知小伙伴<br>摄像头/雷达看路] --> B[决策小伙伴<br>超级大脑判断] B --> C[定位小伙伴<br>北斗+高精地图定位] C --> D[通信小伙伴<br>和车/路/人对话] D --> E[执行小伙伴<br>手脚做动作] E --> A ``` “你看，就是这个样子的，我们五个小伙伴一直在转圈圈配合，永远不会停，所以我能一直安全地跑呀。”可可的车灯弯成了两道月牙，像在笑，“而且呀，我们五个小伙伴还会互相帮忙呢，要是感知小伙伴的摄像头被雨挡住了，激光雷达还能看，要是定位小伙伴在地下停车场找不到路，通信小伙伴还能跟路边的设备问路，要是决策小伙伴算错了，执行小伙伴还会‘闹脾气’不肯动，让决策小伙伴重新算，我们从来不会吵架，永远是最棒的好朋友。”

第一次自动驾驶兜风之旅

“哇，你们太厉害啦！”小智拍着手叫，“那我能不能坐你出去兜一圈呀？我想看看你是怎么自己跑的！” “当然可以呀！”可可的车门“叮咚”一声打开了，像在说“快上来吧”，小智赶紧爬上去，座椅软乎乎的，像家里的小沙发，空调吹着暖风，带着点淡淡的橘子香，她刚系好安全带，可可就慢慢开动了，一点声音都没有，比爸爸的汽油车安静多啦。 <!-- 纸书插图提示：图1-3 小智坐在可可的驾驶舱里，扒着车窗看外面，可可的车灯弯成月牙，车顶的激光雷达在慢慢转动，窗外有小朋友追着蝴蝶跑 -->

可可先从科技馆的后门开出去，绕停车场慢慢转，小智扒着车窗往外看，风轻轻吹进来，带着后面花园的桂花香，甜甜的。前面有个穿红裙子的小妹妹，追着蝴蝶跑到马路边上，可可马上慢慢停下来，闪了两下黄色的车灯，像在跟小妹妹说“小心哦”，小妹妹也停下来，跟可可挥挥手，可可又慢慢开走了，一点都没吓到小妹妹。 过减速带的时候，小智手里的芒果冰淇淋一点都没晃，连上面的彩虹糖都没掉，她高兴得差点蹦起来：“太稳啦！比爸爸开得还稳！”可可轻轻晃了晃车身，像在笑：“那当然，执行小伙伴可不是吃素的。” 前面是个十字路口，红灯亮了，可可马上停下来，连方向盘都没打一下，稳稳地停在停止线后面，绿灯亮了，又慢慢开过去，旁边的私家车里，司机叔叔探出头来看可可，眼睛瞪得圆溜溜的，还竖了个大拇指，小智觉得特别骄傲，她的新朋友可可太厉害了。 “可可，你刚才是不是看到那个小朋友跑过来才停车的呀？”小智问。 “对呀，我的感知小伙伴一秒钟能看好几十次路，那个小朋友刚跑到马路边，我就看到啦，决策小伙伴马上判断她要跑到马路上，就让我停下来啦，比人反应快多啦。”可可说，“上次还有个小朋友追着气球跑出来，我在离他还有10厘米的地方停下来，他都没反应过来，还跟我要糖吃呢，可把我逗乐了。”

兜了十分钟，可可慢慢开回科技馆的展区，停得稳稳的，一点偏差都没有，正好停在原来的位置，小智解开安全带，爬下车，还依依不舍地摸了摸可可圆滚滚的车身，凉丝丝的，像刚洗过的大西瓜。 “可可，你太厉害啦！”小智仰着头看可可的车灯，“我以后也要造一辆像你一样的汽车，不用人开，就能带大家去想去的地方，再也不会出交通事故啦。” “那你可要好好学习哦，等你长大了，肯定能造出比我更厉害的汽车。”可可的车灯弯成月牙，像在笑，“不过现在呀，我得去充电啦，不然等会就跑不动啦，我充一次电，能跑300公里，比普通的小汽车跑得远多啦，而且我用的电都是风力和太阳能发的，不会冒黑烟，不会污染空气哦。” “那下次我还能来找你玩吗？”小智赶紧问。 “当然可以呀！”可可说，“我身体里还有好多有趣的小故事没告诉你呢，比如感知小伙伴的‘眼睛’是怎么在晚上看路的，决策小伙伴是怎么学习的，下次我带你去看我的‘肚子’，看看我的五个小伙伴长什么样好不好？” “好呀好呀！”小智用力点头，看着可可慢慢开走，车顶的激光雷达还在慢慢转，像在跟小智挥手说再见。

妈妈走过来，牵住小智的手，问她“今天玩得开心吗？”，小智使劲点头，拉着妈妈的手说“妈妈我今天认识了新朋友！是一辆会自己跑的汽车！她叫可可！她有五个超厉害的小伙伴！以后我们家的车也能换成可可这样的吗？你就不用每天开车送我上学那么累了！” 妈妈笑着揉了揉她的羊角辫，说“好呀，等小智长大了，说不定真的能给我们家换一辆像可可这样的车呢。” 小智走在科技馆的走廊里，手里还攥着刚才可可给她的迷你小模型，是可可的样子，圆滚滚的，特别可爱，她心里已经开始期待下次和可可的见面了，她要把今天看到的所有事情都画在本子上，还要告诉班上的小朋友，汽车真的会自己跑啦，以后再也不会有交通事故啦。

<!-- 纸书页码：P16-P19 --> <!-- 纸书插图提示：图1-4 本章汽车进化时间轴插图，从1769年蒸汽汽车，到1886年奔驰