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前言
一直以来有一些想法，因为考虑到想法和思路的时效性，所以在此记录一下！
一 思考
5G、深度学习等技术不断进步，近些年来无人驾驶技术发展迅速，无人驾驶领域已越来越受到关注。而当今也是一个万物互联的时代，“物联网”概念的提出已有很多年，也成为了智能驾驶技术发展与能够真正落地实现的依托。
物联网，根据某度百科的定义，是各种信息传感器、RFID、GPS、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理，是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体......有些繁琐了。简单地说，自动驾驶车联网，联系着车辆、环境及交通标志、路灯等附属物，也属于物联网中的一部分。在现今大部分的自动驾驶领域，车辆普遍通过各类传感器，如激光雷达、各类测距仪、摄像头等设备，对外界环境进行感知，获取数据；并通过图像识别、计算机视觉、深度学习等算法进行数据的加工训练，形成判断，计算出车辆相对应的操作，来确保正常的驾驶。
最近在学马克思主义基本原理，马原讲到，“整个世界是一个普遍联系的整体，世界上一切事物都处于普遍联系之中”，也提到“联系是通过中介实现的”。在无人驾驶的领域，在较小的范围内，各类传感器在车与环境的联系中扮演中介的角色，进行数据的获取，对车身周围环境进行探测；在较大的范围内，基于卫星的定位系统作为中介引导规划车辆路线。这是现在大多数的实现方法，当然啦，这种方法不是绝对的。这种通过传感器从车身发出的主动探测外部环境固然可行，但也需要大量的CV算法的支撑，而精确复杂的算法也可能存在疏忽，同时卫星定位也对定位的精准度要求很高，精度至少是厘米级的，成本更高；加之目前无人车辆各跑各的，目前也不便构成相对统一的车辆交通数据体系，这也是目前这个领域存在的几个问题。
这就涉及到主动感知与被动感知的范围了。通常，我们描述这个世界的过程，也是我们丈量这个世界的过程。驾驶员驾驶车辆的过程，也是驾驶员用感官丈量周围环境的过程。
有过一段难忘学车经历的我对驾驶的过程进行了反思：驾驶员驾驶的过程，不仅是驾驶员与路面，行人，建筑物，车辆，路灯等附属物的相互交流的过程，同时也是驾驶员与代表着一定法律法规的各种道路交通标志的交流过程，还是驾驶员与车辆的车况交流的过程。不能否定的事实是：所有这些，都是为适应人类驾驶员的感官能力和范围而设计的。人类利用自然界中存在的物质，并利用由这些物质生成的新物质，利用这些物质的变化的特性，开发出了远远超出了人类感官能力和感官范围的各种感知器件。依靠这些超能的感知器件和已经开发并成熟的信息储存芯片以及超级的计算机计算能力，人工智能技术中的智能驾驶技术的研究进入了快车道。
前文中我们提到：“不能否定的事实是：所有这些，都是为适应人类驾驶员的感官能力和范围而设计的。” 所以，为人工智能驾驶技术提供一个科学合理的驾驶环境就成了一个很重要的事情了。
为人工智能驾驶技术提供一个科学合理的驾驶环境，是一个很繁杂的系统工程。从早期的纸媒时代过渡到如今的移动互联时代，在科技发展史上是一个非常短的过程。社会上庞杂的各个系统和各个部门所掌握的公共数据，一方面是由于各自使用的媒体数据库形式及数据库执行的方法有一定的差距，一方面是由于纸媒与计算机数据库在混合使用，还有其他的一些原因，这些原因的存在，无法使现有的道路，建筑，道路附属物等的具体数据达到精准的唯一化或者说是数据统一化。虽然有很多企业比如某度地图，某歌地图等在很早就已经布局于人工智能驾驶技术环境的建设和研究并且取得了大量的成果，但有关数据统一的方面也必定存在困扰。
而在“感知”过程中，不妨将其总结为：通常有两种感知过程，一种感知过程我们称其为主动感知，就像蝙蝠的超声定位；另一种感知过程我们将其称为被动感知，诸如在白天我们能看到事物及事物的变化是依靠外来的光的反射，比如我们可以闭着眼睛由信任的人指引前行等。更多的时候，我们的感知过程是被动感知。所以，相对于当今常见的以增加人工智能驾驶装置的感官功的主动感知能力来实现智能驾驶的研究方向，我觉得在这种研究的同时，还可以给其添加更加丰富的被动感知内容。这种逆向的思维或许如同肥皂盒与电风扇，所以提出了这种基于“被动感知”的智能交通的新思路，我称之为“路媒体”。
二 新思路简述
路媒体
在和小伙伴讨论之后，我们设计出了“路媒体”和“路媒体施工机械”，用于增加智能驾驶装置获取更多的被感知信息。即，通过路媒体施工机械，将含有固定路况信息及指令的RFID芯片，科学地埋置于车道的固定位置，用于指导车辆运行及传播信息。之所以选用射频芯片，是因为家里小区的出入门卡上使用了这种芯片，使用百度百科查询后觉得其耐候性，廉价性和可无源的特性使得它很适合担当路媒这一重任。我们希望我们所埋置的路媒能够达到以下一些要求：
- 我们希望能够在路面上精确地埋置或者布置能够传达路面信息的装置（路媒体）；
- 我们希望这些装置（路媒体）能够被智能驾驶上的识别装置识别；
- 我们希望路媒体的埋置或者布置方式的科学合理性能够得到道路，交通，市政，公安，路灯，交管等各个部门的认可，即统一性；
- 我们希望这些科学布置或者埋置的路媒能够连接到网络空间中，从而达到传达更多信息的目的；
- 我们希望在路面被科学合理地布置或者埋置的路媒能够拥有更大的信息读写能力，用以传达最详细的该点处周围的信息并发出指令；
- 我们希望这些被科学合理地布置的路媒能够快速准确地引导智能驾驶装置连接互联网，从而获取更多的信息；
- 等等。
在对以上一些想法和要求思考了许久以后，我们又考虑了能不能在路面上印刷类似于二维码的信息码用于交流信息指令的设计方向，即，设计出一套新型的信息码，智能驾驶装置可以识别这种信息码并遵从信息码上的指令进入互联网数据库获取信息，由路媒体施工机械将信息码打印到路面的特定位置，完成对车辆的指导。这种方法似乎减少了对射频芯片技术方面的要求，直接将获取信息的位置引导到了互联网上了。这种感知方式里主动感知和被动感知这两个过程都有包括。
埋置路媒芯片和在路面打印信息引导码，这两种方式似乎都有可取的地方，于是，本着一个都不能少的原则，我们最终将埋置和打印的功能通通安置到路媒体施工机械上了。
对以上情况做总结后，我发觉，我们面临着如下几个方面的设计任务：
- 无源射频卡的设计问题；
- 如何科学地埋置射频卡或者打印信息引导码，以及设计意见统一问题；
- 路媒体施工机械的设计:
- a.路媒体施工机械平台的设计；
- b.路媒体施工机械平台与平台上将要搭载的感知器件，通信联络器件等的设置；
- c.施工软件，包括周围环境测量，测量数据与市政等部门数据库沟通等；
- d.论文中所涉及到的学术观点的查询标注，及各个创新点方面的及时备注及专利申请等
- e.....
机械装置设计思路
如何制作一个能够在路面上进行埋置信息芯片和在路面打印信息码这样的装置呢？曾有流传很广的一句话：造汽车就是在沙发上安装几个能转动的轮子的过程。我们的设计思路就是在打印机上安装几个轮子，用来在路上刨坑或者打印信息码。
在制作模型之初，因为只考虑了在路上精确点定点刨坑的功能，于是，我们的第一个模型，就是对一个汽车模型进行改装。是一个xyz三轴+旋转轴A轴的机械系统。我们把从网上买来的载重汽车模型进行了改装。我们把这个模型的用于驱动的直流电机卸了下来，换成了从网上买来的步进电机，这样，模型的x轴就就算制作完成了，其实这就是模型的行驶系统，因为使用了步进电机，所以轮胎所行驶过的路程是可数字化精确控制的。通过对网店商品的查询，我们在网上买到了两套与模型尺寸相当且价格很便宜的直线滑台，我们将这两个直线滑台用胶水组成了一个十字滑台，并安装到汽车模型的前端，我们将其中平行于地面的直线滑台称为y轴，安装在y轴平台上并且垂直于路面的直线滑轴，我们称其为z轴。在网上购买滑台时，店家还恰好赠送了一个很小的直流电机，正好安装到z轴滑台上的平台上，当做刨坑用的电锤。这个模型原本带着一个用来转向的舵机，我们没有用步进电机进行替换，暂时称为A轴。但A轴转角如何进行定量控制，还需要查资料进一步探究。如果再在z轴上安装一个能够用来测量位置信息的类似GPS一类的装置，一个很简单的3+A轴的路面施工机械原型就可算是制作完成了。如图。
在大二学习智能硬件时，我们曾经学过一些关于步进电机的驱动和控制的知识，但我们没有对刚做完的模型上的步进电机安装步进电机的驱动器，因为我们对这个模型的结构进行了重新设计。重新设计的路面施工机械模型保留了第一个模型的结构。在第一个模型结构基础之上另外又加装了另外一套三轴系统，这套三轴系统目的是在路面上精确打印路面信息码。
网上没有合适的模型，所以自己制作。这一套路面施工机械模型中包含两套系统，其中一套3轴系统用于路面信息码的打印，在这套3轴系统里，我们将平行于车辆行驶方向的轴称为x1轴，将垂直于车辆行驶方向并平行于路面的轴称为y1轴，将垂直于地面的轴称为z1轴。另外一套3轴+A轴和上一个模型是一样的，我们分别称这些轴为x2轴，y2轴，z2轴，这套模型的转向系统我们使用了可以定量控制的步进电机做A轴来实现转向的功能，同时，我们在每个轮胎轴上都安装了光电编码器，前轮胎系统上除了安装了用以定量测量位置数据输出的轴光电编码器外，还安装了用以测量轮胎进行转向时转向角的光电编码器。我们在作为转向系统的A轴上也安装了光电编码器用以控制转向步进电机实现车辆的转向。
按照上面的想法，我们在网上购买了相关的步进电机和滑台等材料。组装出了新设计的模型。如图。
在我们的设计中，我们还要在z1z2两个z轴上安装上用于测量位置的类似于GPS类的装置，我们希望通过这种装置实现机械与卫星之间的定位联系并且同时可以将位置信息输入到要埋置的信息芯片中。这是精准打孔定位和精准绘制路面信息码的基础。由于在汽车行驶方向上设置了x1x2两个x轴，我们希望这两个x轴在设置驱动的时候，能够实现安装于两套x轴上的z1z2轴的位置数据的换算。
我们所学的专业课程里专注于软件研发方面的课程较少，所以，原来的计划是利用mach3软件和artcam软件等进行调试。可是，买来的步进电机发热挺严重的，并且，在汽车模型制作时，由于零件不标准，无法确定各个传动机构的精确的传动比，因而，调试意义不大。我们希望能够有充足的资金，时间，人力等，这样就能够重新制作出标准的模型了。在有闲暇时，我们会总结在以上两个模型设计制作过程中出现的各种问题，在资金和时间及人力技术等条件允许的时候重新设计制作，因为这是一个系统工程。
另外，反思这个模型的功能时，我们觉得，这个机械不仅仅是一个路面施工机械。这个模型是一个平台，在这个平台上也可以设施云梯等工具，我们可以借助云梯将信息芯片科学合理地贴在建筑物建筑物上，用于地面机械或者无人机的导航。我们还试着设计出了一款无源射频芯片的原理图，并且设计出了新的生产方法。在这个过程中，我们还想将这款射频结构中的一部分应用于电池的电极结构中，用以实现快速充放电。
写在后面
这篇文章主要是一个简单的整理，把近几年这方面的想法记录下来。除上述之外，也考虑到了有关于道路射频的具体实现方法、部分机械的设计、以及一些相关的硬件原理，进行了简单的研究，近日无暇多讲了，以后还会继续补充的。个人感觉这也算是一个比较完整的设计。另外本人发帖萌新一枚，经验不足，文章暂时有不够准确和周到的地方，之后会增加必要的图片和说明，不断完善~
最近刚好看到Unity发布了有关工业方面数字孪生的分享会，可以实现很多现实场景的模拟仿真，方便调试，效果也很好，加之资源商店里的一些插件，比如ML-Agents，Simulation，Forma，决定试一试水。以前只是用Unity做游戏，这回换个方向好好研究下。
Umm，鉴于使用传感器和算法仍是主流，所以也将要开启相关算法的学习，实现一个基本的仿真系统。坑比较大，希望日后能勤快些，找出时间做做笔记。（挖坑ing...
