无人智能车驾驶技术.docVIP

您所在的位置： 教育幼教科普科普世界无人驾驶：可行还是不可行？2011年01月26日 来源： 科技日报只需向汽车发出一个指令，就可以直接被送到目的地，驾驶员完全不需紧张的手握方向盘，甚至可以悠闲的上网、看报和聊天。请关注可能有一天，你在路上发现每辆车都有“眼睛”和“大脑”：车身装满了摄像头和雷达，而车厢内也做了诸多改装后排坐椅上都放置了插满电线的控制系统，还有一台或两台笔记本电脑用于操控不用感到惊奇，因为无人驾驶汽车来了。无人驾驶技术方兴未艾近日，Google公司公开了他们正在研发的自动驾驶汽车，这些汽车已经基本具备自动操作和行驶能力，车上装有摄像头、雷达传感器和激光探测器等先进的仪器，通过它们来感知公路的限速和路旁交通标志，以及周围的车子移动情况，如果要出发的话只需借助地图来导航即可。与此同时，在德国，目前人们也可用自己的手机来打“无人的士”，科研人员推出命名为“德国制造”的无人驾驶汽车，乘客们只需利用iPad等智能手机向MIG打电话，MIG就可通过全球定位系统锁定乘客的方位并且带其到目的地。国外无人驾驶汽车频繁出现，那么，我国目前的无人驾驶汽车研究状况如何？为此，笔者专门采访了无人驾驶技术研究的专家北京理工大学汽车学院教授龚建伟老师。据龚建伟介绍，无人驾驶技术在我国经过20多年的发展，虽然投入很少，但取得了很好的成绩。在人才方面，我国几个五年计划的国家预研项目和国家自然科学基金的支持项目，培养了一大批从事无人驾驶技术的研究人才。随着国外在这项新技术研发步伐的加快，我国也已启动了这项国家级的重大研究计划“视听觉信息的认知计算”项目。这一项目主要是选择一些基本、基础和共性的测试内容来开展相关研究，同时为前一段时间在西安举行的第二届“中国智能车未来挑战赛”提供测试环境、测试方法与技术、以及测试标准和评价体系。据了解，这次大赛西安交通大学、湖南大学、清华大学、北京交通大学等10支代表队，携各自研发的无人驾驶智能汽车展开激烈的角逐，可以说挑战赛达到了项目初级阶段的研究目标。但是，目前我国无人驾驶技术距离国外还有相当的距离。龚建伟认为，这主要体现在两个方面：首先是传感器技术，从今年的“中国智能车未来挑战赛”参赛车上，重要的传感器全部都来自国外；其次是环境感知技术，目前我们的无人车辆还不能适应较复杂的场景，不能有效感知行驶环境，这一点与国外著名实验室还有很大差距。多功用的“智能机器”技术“实际上，无人驾驶汽车就是一种移动机器人，最早的研究动力是基于军事需求，为了减少伤亡以及寻找代替人在危害场合执行任务，它主要利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。”龚建伟解释道：这项智能技术主要有两方面的应用，第一个应用在民用汽车上，使其向新能源汽车以及更智能的方向发展，比如在主动安全、驾驶安全和行人安全方面等。另一个应用就是在军事方面，通过启用无人或遥控智能的武器平台来完成抢险救灾的工作甚至还包括一些更危险的军事环境下的应用。纵观无人驾驶技术的发展，它已在特定场合得到了很多应用，比如较好的战场环境、排爆地点、轨道驾驶环境、封闭的运输地段等。例如2010年7月至10月，意大利帕尔玛大学Vislab实验室的无人驾驶车辆穿越欧亚大陆，从罗马来到北京并到上海参加世博会，行驶的多为高速公路等结构化道路，且采取了多种保护措施。能否实现市场化众说纷纭对于我国无人驾驶技术的前景龚建伟是无比看好的，他说无人智能汽车作为智能交通的一部分，更能遵守交通规则和更能解决交通拥堵，并且可以实时了解全局和局部的交通信息，自主选择交通路线。目前我们的科研能力与发达国家的差距正在缩小，智能汽车的普及在将来从技术上是可以自主研发的。“无人驾驶智能车辆将来在我国肯定是可行的，其优点相当明显，因而可以实现市场化。今后5年，无人驾驶技术在我国一定会进入一个飞速发展的时期。”但要真正市场化，还有许多问题需要解决，龚建伟认为，实现市场化首先是技术问题，即包括计算机技术、传感器技术、制造技术等多方面技术的同步发展。而且目前用于无人驾驶的传感器都相当昂贵，更为可悲的是绝大部分传感器是产自国外。当这些传感器成本能够降低到车辆价格的一半之时，就是无人智能汽车量产之日。其次是法律伦理问题。设想当一辆无人驾驶的智能汽车发生交通事故，应该由谁来承担责任？所有的制造商都不会冒这个险来承担责任，因此如何平衡技术与伦理，这是一项社会系统工程，仍然需要大量的研究工作。但是一位与汽车生产销售有关的业内人士却认为无人驾驶智能车短期内尚不能胜任现实的城市路况，要想在中国实现市场化还是有一定难度的。他说，大多数汽车厂商都把注意力放在新能源车上，如纯电动车，很少关注无人驾驶汽车。虽然无人驾驶的一些技术已经在汽车制造中得到应用。就目前的情况来看，它们最有可能出现在相对封闭的区域内，如作为短途客运工具，或者代替人在战场、灾难现场等高危环境下完成各种任务。此外，笔者留意了各大汽车门户网站上对于无人驾驶技术的讨论，发现网民们对于该项技术在中国的可行度存在着不同的看法。有一部分人认为，这项技术是可行的，而且也会给中国交通带来巨大便利，不少网民留言说如果大多数汽车都能装上这套系统，那么所有自动驾驶汽车的数据就可以通过无线方式共享，网络系统就可以通过每辆车的周边的路况对全部车辆进行调节，从而预测车流量，合理安排车辆的路线。当然，另一部分人虽肯定这项技术的创新性，却认为此技术在付诸实践上还得综合考虑其他因素，如电子病毒、复杂的路况路障条件及政治军事因素。综合这些因素而言，无人驾驶汽车想要在市场上推广还是会遇到很多问题的，至少在几年后上市还是很困难的。（实习生 李崇寒 彭鑫）无人驾驶汽车百科名片无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。目录简介 目前技术 自动泊车 道德争议 无人驾驶汽车即将来临 1. 英国版：外形就像外星飞船 2. 法国版：采用巡航导弹技术 3. 德国版：外观像普通轿车编辑本段简介无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。 无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。 从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。我国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。 2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功，该车有望于两年之内率先在上海世纪公园进行示范运营，并在2010年世博会上一展身手。到时游客只需在公园的入口处按下一个按钮，一辆没有司机的四座敞篷汽车就会从远处开过来缓缓停下，然后搭载着乘客前往他们想去的景点。 编辑本段目前技术 防抱死制动安全是拉动无人驾驶车需求增长的主要因素。每年，驾驶员们的疏忽大意都会导致许多事故。既然驾驶员失误百出，汽车制造商们当然要集中精力设计能确保汽车安全的系统。“无人”驾驶系统种类繁多，其中有些根本算不上“无人”，还有些活像是科幻小说中的东西。 防抱死制动系统其实就算无人驾驶系统。虽然防抱死制动器需要驾驶员来操作但该系统仍可作为无人驾驶系统系列的一个代表，因为防抱死制动系统的部分功能在过去需要驾驶员手动实现。不具备防抱死系统的汽车紧急刹车时，轮胎会被锁死，导致汽车失控侧滑。驾驶没有防抱死系统的汽车时，驾驶员要反复踩踏制动踏板来防止轮胎锁死。而现在的防抱死系统可以代替驾驶员完成这一操作并且比手动操作效果更好。该系统可以监控轮胎情况，了解轮胎何时即将锁死，并及时做出反应。而且反应时机比驾驶员把握得更加准确。防抱死制动系统是引领汽车工业朝无人驾驶方向发展的早期技术之一。 另一种无人驾驶系统是牵引或稳定控制系统。这些系统不太引人注目，通常只有专业驾驶员才会意识到它们发挥的作用。牵引和稳定控制系统比任何驾驶员的反应都灵敏。与防抱死制动系统不同的是，这些系统非常复杂，各系统会协调工作防止车辆失控。 当汽车即将失控侧滑或翻车时，稳定和牵引控制系统可以探测到险情，并及时启动防止事故发生。这些系统不断读取汽车的行驶方向、速度以及轮胎与地面的接触状态。当探测到汽车将要失控并有可能导致翻车时，稳定或牵引控制系统将进行干预。这些系统与驾驶员不同，它们可以对各轮胎单独实施制动，增大或减少动力输出，相比同时对四个轮胎进行操作，这样做通常效果更好。当这些系统正常运行时，可以做出准确反应。相对来说，驾驶员经常会在紧急情况下操作失当，调整过度。 编辑本段自动泊车 无人驾驶汽车车辆损坏的原因，多半不是重大交通事故，而是在泊车时发生的小磕小碰。泊车可能是危险性最低的驾驶操作了，但我们仍然会把事情搞得一团糟。虽然有些汽车制造商给车辆加装了后视摄像头和可以测定周围物体距离远近的传感器甚至还有可以显示汽车四周情况的车载电脑有的人仍然会一路磕磕碰碰地进入停车位。 由于雷克萨斯LS 460L采用了高级泊车导航系统，该车的驾驶员不会再有类似的烦恼。该系统通过车身周围的传感器来将车辆导向停车位（也就是说驾驶者完全不需要手动操作）。当然，该系统还无法做到像星际迷航里那样先进。在导航开始前，驾驶者需要找到停车地点，把汽车开到该地点旁边，并使用车载导航显示屏告诉汽车该往哪儿走。停车位需要比车身长2米（LS的车身较长）。自动泊车系统是无人驾驶技术的一大成就。通过该系统，车辆可以向驾驶员那样观察周围环境，及时做出反应并安全地从A点行驶到B点。虽然这项技术还不能让人完全放手，让汽车自动载您回家，但毕竟是朝着这个方向迈出了第一步。 编辑本段道德争议 无人驾驶汽车现在您可能会认为所有这些无人驾驶技术都近在咫尺，我们已经准备好要踏入一个无人驾驶的“理想时代”。有些人同意这种想法。通用汽车和卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）的研究者正在合作开发无人驾驶车，并希望在2018年前投入市场。车辆无人驾驶技术的优点是使出行更安全（因为去除了人为失误因素）、缓解交通压力、并减少环境污染。而另一些人则觉得这种想法不可信。老实说人们喜欢驾车！有时候，驾驶会让人感到轻松写意，而且要让人们愿意托付性命，无人驾驶技术还得解决许多问题。驾驶员失误也有其反面优势，那就是人类的判断能力。无人驾驶技术永远是将保护车辆和车内人员作为第一要务。而一个驾驶员则可能宁愿牺牲自己的车来保护他人。例如，您驾驶时前方有辆车突然打滑，而您已经来不及停车。此时，在您的左边有一辆大卡车，右边则是一群等着过马路的孩子。大多数司机会选择撞向大卡车，以避免撞到行人。而无人驾驶车辆无法识别孩子们它只会简单地看到这条道路阻力较少，而将车转而冲向这边。这是个极端的例子，但是类似的问题有待解决，只有这样我们才能安心告诉车该往哪儿走，然后轻松享受无人驾驶之旅。 编辑本段无人驾驶汽车即将来临近年来，不少国家在开发无人驾驶汽车技术。这样的汽车并非科幻电影中的道具，英国已经准备2010年就在部分机场投放这种无人骂驶汽车。在不久的将来，英国政府将修建专门的无人驾驶汽车公路：或者在一般公路上开辟无人驾驶汽车快速通道。有关专家表示，在解决城市交通问题上，无人驾驶汽车因不用司机而成本更低，而且这些汽车采用电力驱动，更加环保。无人驾驶汽车可和城市交通指挥中心联网，选择最好的路线，有效避免塞车。 英国版：外形就像外星飞船最近，一些人在英国伦敦希斯罗机场亲眼目睹了许多辆无人驾驶汽车“优尔特拉”(ULTra)自动驶离、抵达车站的奇妙场景。一辆辆车子鱼贯而出，几乎毫无噪音，一切都显得井然有序。 这种汽车由英国的先进交通系统公司和布里斯托尔大学联合研制，并将于2010年投放希斯罗机场作为出租车运送旅客。这种汽车可能会让阻塞交通、汽油味难闻、拥挤不堪的公共汽车变成一种过时的交通工具。这种超前的独立舱没有驾驶员、也没有喋喋不休的谈话声伴随你的旅途，只有一个装在墙上的按钮按钮旁边写着“开始”。 无人驾驶汽车行驶在专用道路上该无人驾驶汽车有4个座位，形状似气泡，看起来就像一艘外星人飞船：这种汽车依靠电池产生动力，而且乘客可以通过触摸屏来选择他们的目的地?它们的时速可达40千米，而且会自动沿着其狭长的道路系统行使。一旦乘客选择好了目的地，控制系统会记录下要求，并向舱车发送一条信息。随后舱车会遵循一条电子传感路径前进。在旅程期间，如果需要的话，乘客可以按下一个按钮和控制人员通话。 研究人员设想，到达希斯罗机场的乘客下飞机后，拿好行李并来到无人驾驶汽车的泊位。乘客使用智能卡和汽车上的触摸屏选择好目的地。只需等待10秒钟，无人驾驶汽车就会带乘客启程。一路上汽车自动适时选择刹车、变换速度，应对交通高峰和出现障碍物等情况。它会中途不停车把乘客送回家并停好车。乘客到家后，只需把车子停在那里自行离开就好了。这种无人驾驶汽车要么就停在那里，要么就会被控制中心调度到其他需要用车的地方。控制中心保证每一辆无人驾驶汽车沿着一条路线行驶，确保它们之间不会发生撞车。 英国利兹大学运输研究所的保罗菲尔曼担心这款汽车潜在的“非人性化”的影响。但是，他也相信，新款无人驾驶汽车的出现可能标志着公共交通新时代的到来。 法国版：采用巡航导弹技术法国INRIA公司花费十年心血研制出“赛卡博”(Cycab)无人驾驶汽车，外形看起来像未来的高尔夫球车。该车使用类似于给巡航导弹制导的全球定位技术，通过触摸屏设定路线，“赛卡博”就能把你带到想要去的地方了。只不过给“赛卡博”带路的全球定位系统要比普通的全球定位系统功能强大许多。普通GPS系统的精度只能达到几米，而“赛卡博”却装备了名为“实时运动GPS”的特殊GPS系统，其精良高达1厘米。 无人驾驶汽车这款无人驾驶汽车装有充当“眼睛”的激光传感器能够避开前进道路上的障碍物，还装有双镜头的摄像头，来按照路标行驶，人们甚至可以通过手机控嗣驾驶汽车，每一辆无人驾驶汽车都能通过互联网来进行通信，这意味着这种无人驾驶汽车之间能够做到信息共享，这样多辆无人驾驶汽车能够组成车队，以很小的间隔顺序行驶。该车也能通过交通网络获取实