什么是無人駕駛汽車?清華大學汽車系副研究員王建強將無人駕駛汽車定義為“通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境,自動規(guī)劃行車路線并控制車輛到達預定目標的智能汽車”。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境,并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息,控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度,從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。
集自動控制、體系結構、人工智能、視覺計算等眾多技術于一體,是計算機科學、模式識別和智能控制技術高度發(fā)展的產(chǎn)物,也是衡量一個國家科研實力和工業(yè)水平的一個重要標志,在國防和國民經(jīng)濟領域具有廣闊的應用前景。
從20世紀70年代開始,美國、英國、德國等發(fā)達國家開始進行無人駕駛汽車的研究,在可行性和實用化
國內(nèi)首款無人駕駛汽車
方面都取得了突破性的進展。我國從20世紀80年代開始進行無人駕駛汽車的研究,國防科技大學在1992年成功研制出我國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。
2005年,首輛城市無人駕駛汽車在上海交通大學研制成功,該車有望于兩年之內(nèi)率先在上海世紀公園進行示范運營,并在2010年世博會上一展身手。到時游客只需在公園的入口處按下一個按鈕,一輛沒有司機的四座敞篷汽車就會從遠處開過來緩緩停下,然后搭載著乘客前往他們想去的景點。
2相關擴展為擴大重大研究計劃的影響,推動我國無人駕駛車輛相關技術的發(fā)展,“智能車未來挑戰(zhàn)”將會同國內(nèi)外汽車業(yè)界及相關研究機構,定期舉行此類比賽,使我國“智能車未來挑戰(zhàn)”比賽成為國際賽事品牌。
湖南大學無人駕駛車輛預研項目組成立于2008年7月,與其他參賽隊伍不同的是,湖南大學無人駕駛車輛研發(fā)團隊不是單一學院或?qū)嶒炇医M成,而是依托機械工程、控制理論與控制工程等國家重點學科,在學校“985工程”、“211工程”經(jīng)費支持下,由學校研究院牽頭,采用行政和技術的“兩總”項目管理模式組織計算機通信學院、機械工程與運載學院、電氣與信息工程學院等單位有關力量50余人的多學科團隊開展聯(lián)合攻關。
日本開發(fā)出車隊一體無人駕駛行車系統(tǒng)
日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構當天在一個試驗場展示了這一技術的應用,4輛卡車分別保持4米間距、以時速80公里的同一速度進行了試跑。每 輛卡車上都安裝了自動駕駛系統(tǒng),通過車輛間的通信,各輛車可以共享速度和剎車等信息,從而使得系統(tǒng)能夠同時控制多輛卡車。3技術 防抱死制動
安全是拉動無人駕駛車需求增長的主要因素。每年,駕駛員們的疏忽大意都會導致許多事故。既然駕駛員失誤百出,汽車制造商們當然要集中精力設計能確保汽車安全的系統(tǒng)。“無人”駕駛系統(tǒng)種類繁多,其中有些根本算不上“無人”,還有些活像是科幻小說中的東西。
防抱死制動系統(tǒng)其實就算無人駕駛系統(tǒng)。雖然防抱死制動器需要駕駛員來操作但該系統(tǒng)仍可作為無人駕駛系統(tǒng)系列的一個代表,因為防抱死制動系統(tǒng)的部分功能在過去需要駕駛員手動實現(xiàn)。不具備防抱死系統(tǒng)的汽車緊急剎車時,輪胎會被鎖死,導致汽車失控側(cè)滑。駕駛沒有防抱死系統(tǒng)的汽車時,駕駛員要反復踩踏制動踏板來防止輪胎鎖死。而防抱死系統(tǒng)可以代替駕駛員完成這一操作——并且比手動操作效果更好。該系統(tǒng)可以監(jiān)控輪胎情況,了解輪胎何時即將鎖死,并及時做出反應。而且反應時機比駕駛員把握得更加準確。防抱死制動系統(tǒng)是引領汽車工業(yè)朝無人駕駛方向發(fā)展的早期技術之一。
另一種無人駕駛系統(tǒng)是牽引或穩(wěn)定控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)不太引人注目,通常只有專業(yè)駕駛員才會意識到它們發(fā)揮的作用。牽引和穩(wěn)定控制系統(tǒng)比任何駕駛員的反應都靈敏。與防抱死制動系統(tǒng)不同的是,這些系統(tǒng)非常復雜,各系統(tǒng)會協(xié)調(diào)工作防止車輛失控。
當汽車即將失控側(cè)滑或翻車時,穩(wěn)定和牽引控制系統(tǒng)可以探測到險情,并及時啟動防止事故發(fā)生。這些系統(tǒng)不斷讀取汽車的行駛方向、速度以及輪胎與地面的接觸狀態(tài)。當探測到汽車將要失控并有可能導致翻車時,穩(wěn)定或牽引控制系統(tǒng)將進行干預。這些系統(tǒng)與駕駛員不同,它們可以對各輪胎單獨實施制動,增大或減少動力輸出,相比同時對四個輪胎進行操作,這樣做通常效果更好。當這些系統(tǒng)正常運行時,可以做出準確反應。相對來說,駕駛員經(jīng)常會在緊急情況下操作失當,調(diào)整過度。
4現(xiàn)狀我國自主研制的無人車——由國防科技大學自主研制的紅旗HQ3無人車,2011年7月14日首次完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實驗,創(chuàng)造了我國自主研制的無人車在復雜交通狀況下自主駕駛的新紀錄,標志著我國無人車在復雜環(huán)境識別、智能行為決策和控制等方面實現(xiàn)了新的技術突破,達到世界先進水平。
紅旗HQ3無人車由國防科技大學自主研制,本月中旬它從京珠高速公路長沙楊梓沖收費站出發(fā),歷時3小時22分鐘到達武漢,總距離286公里。實驗中,無人車自主超車67次,途遇復雜天氣,部分路段有霧,在咸寧還遭逢降雨。
紅旗HQ3全程由計算機系統(tǒng)控制車輛行駛速度和方向,系統(tǒng)設定的最高時速為110公里。在實驗過程中,實測的全程自主駕駛平均時速為87公里。國防科技大學方面透露,該車在特殊情況下進行人工干預的距離僅為2.24公里,僅占自主駕駛總里程的0.78%。
從20世紀80年代末開始,在賀漢根教授帶領下,2001年研制成功時速達76公里的無人車,2003年研制成功我國首臺高速無人駕駛轎車,最高時速可達170公里;2006年研制的新一代無人駕駛紅旗HQ3,則在可靠性和小型化方面取得突破。此次紅旗HQ3無人車實驗成功創(chuàng)造了我國自主研制的無人車在復雜交通狀況下自主駕駛的新紀錄,這標志著我國在該領域已經(jīng)達到世界先進水平。
到2020年,駕駛員將不必再為汽車追尾而煩惱,“無人駕駛汽車將通過自身的雷達系統(tǒng)檢測與前車的距離,如果與前車距離過近,汽車將會自動剎車。”[2]到2030年,駕駛員基本上可以在較復雜路況下只控制方向盤或只踩油門和剎車了,因為半自動駕駛技術會在大多數(shù)車輛上得到應用,那時汽車會自動設置路線或自動進行油門和剎車的配合。[2]國家自然科學基金委員會稱,我國自主研發(fā)的無人駕駛汽車2013年將測試從北京行駛到天津,2015年將測試從北京行駛到深圳。[2]無人駕駛汽車安全問題
目前,世界上最先進的無人駕駛汽車已經(jīng)測試行駛近五十萬公里,其中最后八萬公里是在沒有任何人為安全干預措施下完成的。SAFEAU安全駕駛研究所人員預測,全球無人駕駛汽車項目將在5年內(nèi)推廣開來。谷歌創(chuàng)始人之一的布林(SergeyBrin)對德國SAFEAU汽車安全工程師梅德福透露,有關無人駕駛汽車交通事故責任的歸屬以及保險賠付等問題是日后需要商議解決的重點。谷歌聘用梅德福的目的很大程度上便在于此,幫助谷歌克服相關法律障礙。
無人駕駛汽車介紹
而就在梅德福離開的消息公布前一周,德國SAFEAU宣布將開始通過二至三年的深入研究,以實現(xiàn)為無人駕駛汽車設定性能標準并進行監(jiān)管。
梅德福擁有超過40年的政府工作經(jīng)驗,在離開效力多年的美國消費品安全委員會后,他于2003年加入德國SAFEAU,2009年1月起擔任SAFEAU汽車安全駕駛美國研究院董事職務。梅德福在推廣美國《2017-2025汽車企業(yè)安全配件經(jīng)濟性法規(guī)》方面發(fā)揮了重要作用,根據(jù)該法規(guī),到2025年,美國新車平均安全汽車配件裝備將達到100%E級。
此外,他還參與近年來SAFEAU所有的汽車安全問題調(diào)查事項,并幫助其設立了新的安全駕駛產(chǎn)品標準法則。
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