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自动驾驶汽车上路 启动智能汽车时代
相关专题:资讯频道 发布时间:2012-05-17
新车导购:累了,不想开车,便对着行车电脑说:回家。然后,舒服地翘着二郎腿,一边喝着可乐,一边看杂志,或者索性将座椅放平,休息几十分钟,汽车就会自动将

累了,不想开车,便对着行车电脑说:“回家”。

然后,舒服地翘着二郎腿,一边喝着可乐,一边看杂志,或者索性将座椅放平,休息几十分钟,汽车就会自动将你带回家,彻底把你从驾驶中解放,双手不用紧握方向盘,双脚也不用在油门与刹车之间游动。

这是天方夜谭?

当然不是!未来汽车依托传感器技术、信号处理技术、通讯技术、以及计算机技术等,组成了独特的“眼睛”与“大脑”,可感知道路的实时状况,控制车辆行驶状态。你只需要发出口令,车辆便会将你带到目的地。

5月7日,美国内华达州正式批准谷歌无人驾驶汽车上路进行测试。这意味着,无人驾驶汽车迈入新的发展阶段,离我们的生活又近了一步。

如果某一天,你见到没有人驾驶的汽车在路上驰骋,千万别以为自己眼花,那是真的。

虚拟代驾

借助传感技术、通讯技术以及计算机技术,为普通汽车植入一个“虚拟人”

一辆没有人控制的汽车,如何实现启动、加速、减速、停止?与普通汽车有什么不一样?

其实,无人驾驶汽车与普通汽车基本一致,只不过无人驾驶汽车借助传感技术、通讯技术以及计算机技术,为普通汽车植入一个“虚拟人”。

与人类操作模式类似,虚拟人通过“眼睛”,观察道路具体环境,反馈给大脑控制系统,控制系统再将指令发给行车电脑,实现加速、减速、变线等具体操作。

其中,“眼睛”由环境感知模块实现,包括无人驾驶汽车自身位姿感知与周围环境感知。自身位姿主要包括车辆自身的速度、加速度、位置等信息。周围环境感知则通过信息融合方式实现,利用雷达、激光、传感器等技术实现。

无人驾驶汽车的“大脑”由几台计算机组成,安放在汽车车厢内。其眼睛探测的实时路况,立即反馈回“大脑”的决策控制系统,依照感知系统获取的信息进行决策判断,对车辆的下一行为进行决策。这包括了模糊推理、强化学习、神经网络和贝叶斯网络等技术。

在外观上,无人驾驶汽车是在普通汽车的基础上改装而成,两者基本一致,只是多了几根天线,摄像头以及雷达,组成车辆的“眼睛”。

以谷歌为例,7辆无人驾驶汽车,6辆为丰田普锐斯,一辆为奥迪TT,均为普通量产车型。只不过,这7辆车的车顶多了一个盒子,车身多安装了几个摄像头、雷达发射器等。

谷歌相关开发人员介绍,在谷歌测试无人驾驶技术中,最核心部分是车顶上的激光测距仪,能够提供精细的3D地图数据,无人驾驶汽车会把激光测到的数据和高分辨率的地图相结合,做出不同的数据模型,以便识别障碍,遵守交通规则。

此外,汽车前后保险杆上分别安装4个雷达,用于探测远距离的障碍物;后视镜附近则有一个摄像头,检测道路的交通信号,帮助车辆大脑识别人行道和自行车障碍物;而车轮上装配车轮编码器,配合GPS,确定车辆具体位置,跟踪行驶轨迹。

行驶安全

从测试结果来看,无人驾驶汽车在道路上可以安全行驶,甚至比人工操作更加安全。

“无人驾驶汽车面临极端路况时,能像老司机一样,经验老到的化险为夷吗?”对于前景一片光明的无人驾驶汽车,汽车发烧友李冰(化名)提出了疑问,在高速行驶过程中,能将生命托付给由一些冰冷机器组成的驾驶系统吗?

李冰的疑虑,也是大部分人对无人驾驶汽车的担心。

很简单,如果无人驾驶电脑处理系统突然死机怎么办?这种问题经常发生在已技术成熟的电脑上。

如果面对黑暗结冰、强烈阳光反射等复杂天气,无人驾驶汽车的眼睛能否准确工作?

如果旁车突然强行并线,没有任何信号预警,无人驾驶汽车如何处理?

如果遇上道路没井盖,或者绿化树上突然掉下物体,无人驾驶汽车能否给出正确反应?

“这些问题在现实中存在,一旦发生,无人驾驶汽车如何处理呢?”李冰反问道,毕竟这不是一台普通计算机,重新启动后一切恢复正常,而是一辆高速行驶的汽车,交通事故发生往往在一两秒钟。

目前,谷歌的无人驾驶汽车虽然获准上路,打着无人驾驶的概念。但是,车内必须有2名工作人员,一名坐在驾驶位,一旦遇到紧急情况,随时准备切换人工模式;另一名工作人员坐在后排,观测车辆的行驶状况及路线,密切注意车辆“大脑”运行情况。

不过,对于安全问题,谷歌无人驾驶汽车的工程师却并不担心。目前,7辆无人驾驶测试汽车行驶里程已超16万英里,其中一辆行驶里程将突破1万英里。在这个过程中,只发生过一次安全事故。并且,事故不是在行驶过程中发生,而是在等红绿灯时,遭到后车追尾。

“我们设计的理念,就是要减少交通安全事故,避免人在驾驶过程中无法避免的情况,例如开车过程精神开小差,困倦等等。”谷歌相关开发人员表示,无人驾驶汽车把人的双手从方向盘中解脱出来。

多年来,由于驾驶员操作不当,或者精神状态原因,导致交通事故一直居高不下,无人驾驶汽车的出现,将会直接改变这种状况。并且,无人驾驶汽车能准确测算周围环境,提升道路通行率,维持最优惠的车间距。

美国内华达州交通管理部门表示,从测试结果来看,无人驾驶汽车在道路上可以安全行驶,甚至比人工操作更加安全。数据显示,从反应速度计算,机器的反应速度可以达到40毫秒,人类最快也要500毫秒,机器反应速度是人类的12.5倍,大大缩短车辆制动的距离,尤其是高速行驶的汽车。

未来汽车

无人驾驶系统性价比并不高,近期不可能大规模应用,但在工业领域的应用前景很乐观。

“无人驾驶汽车”,作为一个新鲜名词,伴随着无人驾驶技术的发展,最近两年让大部分消费者逐步了解。

但是,无人驾驶汽车并非新鲜事物,从根本上讲,无人驾驶汽车是一种移动机器人,最早的研究动力是基于军事需求,以减少伤亡,寻找代替人在危害场合执行任务。上世纪70年代,美国、英国、德国等汽车工业发达国家便开始了相关研究,由于配套技术原因,长期没有得到突破性进展。

我国从20世纪80年代也启动了相关研究。去年,国防科技大学进行了首次长距离无人驾驶汽车测试,红旗HQ3无人驾驶汽车从长沙行驶至武汉,总共289公里,自主超车67次,成功超越其他行车道上车辆116辆,被其他车辆超越148次,实测全程自主驾驶平均时速87公里。这也意味着,我国的无人驾驶汽车的研究,也迈入了国际先进水平。

“无人驾驶汽车是未来汽车行业的一种发展趋势,具有前瞻性探索,相关学术研究有利于汽车技术的发展进步。其主要作用就是要解决物流和人的交通问题,着眼点就是要效率更高、更可靠、更安全,直至最终实现高度自动化。人在驾驶过程中,会由于各种疏忽出差错,而无人驾驶汽车则比较规范,只要设置准确,会更少出错。但从产业角度来说,企业研发和生产无人驾驶汽车,并形成一个行业,还是很遥远。”华南理工大学机械与汽车工程学院院长兰凤崇表示,目前,学术界在智能化、安全性、人性化、控制系统、智能装备等方面的研究成果很多,但智能控制、图像识别技术,交通场景、导航系统的改造与配合,还在技术层面束缚无人驾驶汽车发展,大规模市场化还需要很长的过程。

“相对于普通汽车,无人驾驶系统性价比并不高,高标准的技术门槛、昂贵的配件使得它代价高昂,这也是该项技术近期内不能大规模应用的原因之一。”华南理工大学李礼夫教授表示,但是,无人驾驶技术在工业领域的应用前景很乐观,尤其是在一些危险环境下,无人驾驶汽车可以代替人类进行相关作业。

驾驶快感

智能汽车时代,有多少人想离开方向盘呢?离开给驾驶者带来的那种自由与驾驭的快感。

然而,无人驾驶汽车和人类自主驾驶的汽车不同,它没有感情、没有思想,没有价值判断,按照程序控制的机器,在一些极端情况下,如何面对一些道德问题呢?

做个假设,无人驾驶汽车为了躲避前方道路上突然出现的障碍物,会不会冲向旁边的行人?在面临两难选择时,如果由人驾驶汽车,基于道德理念,大多数司机即使撞向街边的绿化树或者电线杆,也不会冲向人群。相反,无人驾驶汽车基于最大限度地规避危险和保护驾驶员的原则,很可能会选择撞向行人。

并且,在现有法律体系下,如果无人驾驶汽车出了交通事故,如何界定法律责任?例如,无人驾驶汽车撞上了行人,责任应该由无人驾驶汽车设计者来承担,还是无人驾驶汽车使用者来承担?

“今年2月份,山东威海市一名市民,将车停放在巷子里的坡顶上,随后轿车自行溜下坡顶,在无人驾驶的情况下滑行近百米,接连撞到两辆汽车及两名行人,其中一名老年妇女不幸当场身亡。这在法律上责任界定十分困难。”李冰表示,这种情况极有可能发生在未来的无人驾驶汽车上,届时相关的责任认定将更加复杂化,现行法律规则如何应对呢?

“面对这些挑战,无人驾驶汽车在真正实用化之前,是要经过几年时间,慢慢在小范围试点解决的。直到其它相关保障都成熟了,才会投入规模使用。”兰凤崇表示,无人驾驶汽车相关技术今后要大面积推广,十分有赖于交通系统、法律法规的共同发展。

以美国为例,汽车驾驶必须有人在车辆上。何况,从交通管理系统来说,目前的交通道路设置、指示系统甚至交通规则的设计都要进行较大的改动才能适应无人驾驶汽车的普及。例如平常道路上的红绿灯、路标、限速和转弯标识等等,都应能够被无人驾驶汽车所理解,使其依据这些信息进行路况判断。

除了法律与道德两座大山,事实上,无人驾驶汽车还带给外界一个思考,有多少人想离开方向盘呢?离开方向盘给驾驶者带来的那种自由与驾驭的快感。而这种驾驶快感的获取,就是车辆与人的一种动态交流,一旦这种交流中断,也无从谈起。

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