技術科普：為什麼路上的自動駕駛汽車大多都是林肯MKZ？
為什麼自動駕駛公司的實驗車大多都是MKZ？相信不少人都有這樣的好奇。本文由我與在矽谷自動駕駛創業第一線工作的朋友合作完成，將為大家講述這背後的技術原因，以及自動駕駛的車輛控制功能是如何實現的。
從約三年前開始，自動駕駛創業公司一個個如雨後春筍一般冒出來，矽谷的街上的也開始出現一輛輛頭頂著激光雷達的測試車，對於這些初創公司來說，選擇哪款車作為開發平台可能是公司發展要做的第一個重大決策了。
不少眼尖的人發現，其中相當一部分車使用的是林肯的MKZ。這倒並不是因為MKZ車更好，或是價格便宜（事實上也不便宜）。在這背後，主要是技術上的原因。
其實一個很重要的原因已經在這裡說了（為什麼百度和Google都用克萊斯勒作為無人駕駛展示車？）就是因為例如dataspeed這樣的公司提供了底層車輛控制的解決方案，幫你改裝一輛車，給你一套軟體介面，然後你拿著USB線將車連著電腦，就能用鍵盤或者手柄玩起用真車的馬里奧賽車了。
但這一套昂貴的價格讓大家不由生出這樣的思考——
dataspeed究竟是怎麼做到的？如果一定要用別的車，該怎麼去開發這一套底層的車輛控制系統呢？
概要
對於任何自動駕駛演算法，最終的輸出自然是控制車的行為，對於初創公司來說，沒有能力和資源去重新設計車的控制系統，那麼在現有的車輛平台上，也就需要一個能夠模仿人類的控制器介面，那麼最重要的也就是油門控制，剎車控制和轉向控制，當然還有轉向燈控制，變速箱控制，駐車制動控制等等，基本上人類的操作都需要能被一個控制器取代。
對於每個控制器而言，都有drive-by-wire，也就是線控的概念，簡單的說，線控就是使用電子信號輸入來控制車輛，而不依賴駕駛員的力或者扭矩的輸入。而這正是實現自動駕駛的第一步，在很多自動駕駛公司包括dataspeed正是在不同的車輛平台上來開發實現線控系統並給上游軟提供介面。
油門控制
在早期的汽車上，油門控制是通過拉索或者拉杆，一端聯接油門踏板，另一端聯接節氣門連動板而工作，這樣通過機械裝置來控制節氣門的方法有很大的局限性，因此很早就又了電子油門，油門踏板位置產生的電信號給ECU來進行發動機控制。而這樣的電子油門控制一大使用場景就是定速巡航。
對於自動駕駛公司來說，油門控制通常有兩大實現方法：
第一是簡單粗暴直接控制油門踏板，通過電機以及拉索等裝置實現，這樣的方法就是完全模擬駕駛員的操作，好處是幾乎適用於任何車（只要有地方裝電機），但是弊端也很明顯，因為自己外加的機械裝置，可靠性和耐久性肯定達不到汽車工業的規範，往往還需要經常校準保證控制的精準。控制的響應速度和精度也要靠自己大量的測試。
第二種則是利用車輛本身的電子油門控制，在油門踏板和ECU之間接入一個自己的控制器，當自動駕駛軟體啟用的時候控制器會接受電腦的信號傳輸給ECU，而未啟用的時候控制器僅僅作為一個繼電器將油門踏板的電信號傳輸給ECU。
這種控制方式的精度和響應更好，直接利用了車自身的電子控制，也不需要額外的機械裝置，可靠性更高，但是這需要逆向工程破解車輛的CAN網路信息，因此技術門檻比較高，而且不同車型的破解難度不同。
剎車控制
和油門控制一樣，最「簡單粗暴」的方法就是外接電機控制踏板，但是同樣面臨著可靠性低，控制精度差相應慢的特點。通過車輛自身的線控剎車來控制則是更優的方案，但是為了考慮剎車腳感的「線性」，很多車輛的剎車都是純機械的結構，通過真空助力和液壓裝置來控制剎車，自身帶線控剎車的車輛很少。如果沒有車輛本身沒有線控剎車系統，又不想通過控制踏板的方式來控制，那麼在這種情況下，就有了很多針對車輛本身剎車系統的改造來實現線控剎車，例如圖3所示是將普銳斯自帶的線控剎車裝置安裝在kia soul上，在車輛本身的制動管路上安裝了數個電磁閥門和額外的油缸，通電時通過控制電磁閥門來控制制動液壓力。當斷電的時候則相當於沒有影響原車的制動系統。有興趣的同學可以看一下他們的代碼和詳細講解（https://github.com/PolySync/oscc/wiki/Hardware-Brake-(Petrol)）
轉向控制
對於傳統的車輛來說，踏板控制只需要電機和拉索，而方向盤就沒有那麼簡單了，在早期的自動駕駛開發中，有過通過裝機械臂和電機來控制方向盤的設計，機械機構十分複雜，因此可靠性也相對會低一點（如圖4）。
而近年來隨著電子轉向助力的普及，更常見的方法是將控制器接入助力的電機，通過給助力電機電信號的方法來直接控制方向盤。這樣最大的好處就是不需要自己額外裝電機，但是至於助力的電機的控制表現怎麼樣，就因車而異了。而近年來，越來越多的純電子助力轉向甚至線控轉向出現在各種車型上，更過的公司選擇逆向工程去利用車本身的轉向控制系統來進行自動駕駛的開發。
不管對於哪一個元件的控制，如果不是利用車輛自身的線控系統，就意味著所有控制器的測試都要自己進行，在各種車況各種動態下保證控制的精準和快速，而者都是大部分軟體公司不具備的實力，所以可以看到越來越多的OEM開始自動駕駛的研發，很大一部分就是給主機廠開發各種線控系統，並且能夠將軟體介面提供給各個軟體開發的公司或者部門。
再次回到問題，為什麼dataspeed要選擇MKZ呢（而且必須是配有泊車輔助的MKZ）？
簡而言之，正是因為配備了所有的線控模塊，並且已經逆向工程破解一部分相關的CAN網路了。
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