本节书摘来异步社区《机器人爱好者（第3辑）》一书中的第1章，作者：美国SERVO杂志社，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
针对每个人的飞行汽车
在过去的几十年里，我们都看到过关于可以放在每个人的车库中的“飞行汽车”的相关文章。今天，如图7所示的飞行汽车和60年前的意义是一样的。如果我们的汽车的4个轮子中的一个变扁了，我们会换下来并进行修理。如果图7所示，如果4个提升翼中的一个坏了，哦，我们就直接玩完了。
如果忽略我们所必须面临的技术难题，逻辑性和可操作性的问题就变得相当显而易见了。但我们看到头条新闻中报道，每年在高速路上的死亡人数超过32 000人，并且意识到这些汽车大多数只是以每小时160千米以下的速度在两维的道路上行驶的话，我们可能会问，在一个三维的空间中，平均的死亡人数会达到多少呢？
我们来看看最近的一个非常典型的飞行汽车的场景：这是一场足球比赛的中场休息时间，“Bubba”和朋友已经喝完了12瓶装的啤酒，并且和他一起看比赛的朋友还想要继续多喝点啤酒。Bubba钻进了自己的飞行汽车并开到就近的7-11店，要在买一打啤酒。他四周都是其他的“飞行汽车”，就像是野餐时候的苍蝇一样，在周围嗡嗡地飞着。他匆匆忙忙地从7-11店起飞的时候，差一点就撞到另一辆飞行汽车了。他考了好几次以后，才刚刚通过了FAA飞行考试。他已经卖掉了自己的皮卡车，以便分期付款购买这辆飞行汽车，并且就剩下一个月的分期付款了。
Moller Skycar
多年来，我关注过很多不同的“个人飞行器”项目。大多数都是小型飞行器，可以停到车库中，并且从你的住处起飞或降落。来自加拿大的Paul Moller，在过去的40年里经过了一系列完全不同的构建，终于完成了Moller Skycar，这是如图8所示的一个原型图。
Paul多年来到处借钱和寻求投资，并且向投资者承诺很高的回报率，这是很多创业者多年来习惯于面对的场景。这种技术很昂贵。它使用4个提升翼，每个提升翼都要用2台旋转发动机来提供动力，并且提升翼在起飞和降落的时候都要面朝下方。它无人操作而进行飞行，通过一个电缆连接，如图9所示。在航空社区对于个人飞行持续的负面报道和负面评论之中，这是个人飞行继续努力奋斗的一个不错的例子。
在前面描述Bubba的场景中，我可能已经听到了一些贬低的声音，但是，我就是想要使用一个飞行汽车驾驶员的极端的例子。无论飞行汽车有多自动化，无论你在飞行器中放置多少个自动驾驶仪、雷达和传感器，飞行汽车仍然是一个飞行器，并且其驾驶员必须经过严格的训练。
我不久前参加了飞行训练课程，并且独自飞行过大约10小时，但是，高昂的成本以及我工作的需求迫使我停了下来。如果价值500 000美元的Moller Skycar会飞到空中的话，它会更加复杂。对于在道路上行驶的自动驾驶汽车来说，这同样也适用，只是程度稍轻一些。传感器和电气设备在某个时刻可能会失效，并且自动驾驶交通工具中的乘客应该有某种方法来临时性地接管其操控权，而且至少要能够将它停到路边。大多数的这类交通工具，都设计了一个关键性的开关，乘客可以触动它以便把汽车停下来。
Google的自动驾驶汽车
我们先从20世纪50年代的时候预测的自动驾驶汽车“可能是什么样”出发，分析了“应该是什么样”以及“肯定不应该是什么样”，并且讨论了自动驾驶汽车现在是什么样，以及很快会变成什么样。Google的自动驾驶汽车在过去的6年里都占据了新闻头条。让你的团队把大多数精力投入到开发一款非常复杂的软件和众多必需的传感器，而不要从头开始开发自动驾驶汽车，这么做可能会更有意义。这款软件能够通过LIDAR（Light Detection And Ranging，激光探测与测量）而不是无线电探测与测量（RAdio Detection And Ranging）来接受输入。
在自动驾驶汽车开发的早期，Larry Page、Sergey Brin和Eric Schmidt（如图10所示）选择了一种明智的方法，使用一种流行的、经典的混合动力汽车，即丰田普锐斯。
对这辆汽车进行的唯一的明显的改造，就是汽车顶部的旋转式LIDAR，以及连接到驾驶者一侧的后轮上的里程编码器。
有人可能会对此产生疑问，为什么两名斯坦福大学计算机科学的博士生（《The Anatomy of a Large-Scale Hypertextual Web Search Engine》这篇论文的共同作者），要一起去开发自动驾驶汽车。他们的公司已经获得了惊人的成功，并且开发自动驾驶汽车是他们对外声明的使命中的一项明智的挑战。
Google现任CEO Page对于自动驾驶和遥现技术很有兴趣，并且决定让互联网成为更容易找到信息的一个地方。共同创始人和负责高级项目的总监Brin则是一个天才，并且他将精力放在了“新”项目上。执行主席Schmidt是一位电器工程的硕士，计算机科学的博士，而这些专业背景都和Google的新产品的方向很契合。
自动驾驶汽车：从思路到原型
我们来假设另外一种可能的场景，其中，来自这家拥有54000名雇员的成功公司的3个人坐下来讨论自动驾驶汽车。在这一讨论中，我会和我自己曾经面对的一个相似的情况进行比较。当我在Rockwell工作的时候，管理层要求我设计一种全新的太空交通工具，这是用于NASA空间站的汽车远程操控系统。作为这个工程的领导者，我和我的团队必须设计一种机器人爬行系统，它可以在空间站机构的任何位置放置Spar Aerospace公司的机械臂。这个价值900万美元，高约15米长的“机器人”，将能够在太空站结构中爬行，并且可以操作航天飞机以及其他的贵重器件。
还是回来关注Google的管理团队，以及他们对于自动驾驶汽车的全新想法，他们立刻意识到，自动驾驶汽车这一全新的个人交通工具是不同的，并且必须要调动公司的人才和资源去研发一台概念车。他们选择了一种汽油和电力混合动力的汽车作为测试平台，并且意识到他们必须使用高级的GPS定位信息、LIDAR高级地图，以及简单的里程计。
由于很难在车内放置一个稳定的旋转轴仪表盘，他们聪明地选择了放置于后轮的中心位置，就像我前面所介绍的那样。当车轮弹起并落下的时候，这个旋转轴编码器只需要将Z轴位置抬高或放低几个厘米，因此，在这种情况下也不会影响到车辆的外观。网上给出的一些绘图将这个传感器叫做“位置测量器”，然而实际上，它只能计算行驶的距离，而不能测量位置。要综合GPS系统和LIDAR才能获取位置信息。
