最早的无人驾驶车20年前已经上路,揭密幕后研究团队

  2015-09-09 14:54:29 保险 奥迪 改装   182

本文首发于《科技日报》,车云进行了部分改编。

无人驾驶汽车是指几乎不用人工干预就可以自动行驶的汽车,这一概念首先出现在美国国防部高级研究计划局的“大挑战”科研项目中。据英国《新科学家》杂志网站报道,过去几十年来,人们在研发无人驾驶汽车方面投入了巨大的精力,随着无人驾驶汽车必备的一些技术难关相继被攻克,无人驾驶汽车正在慢慢迎来曙光。不过,科学家们也强调,无人驾驶汽车离真正投放市场还有很长的一段路要走。

1994年,在英国的一条高速公路上,英国捷豹汽车公司和卢卡斯工业集团公司首次演示了自适应巡航控制系统和自动车道保持技术的安全性,这两种技术目前已广泛应用于各种汽车内,无人驾驶汽车慢慢地不再被媒体称为“疯狂的想法”。

英国牛津大学机器人工程师保罗·纽曼指出,人们对无人驾驶汽车安全性的担忧有点错位,因为,目前全球每年约有120万人死于人为的交通事故。纽曼领导的科研团队也在研发无人驾驶汽车。纽曼说:“想到我们10年、20年后还是像现在一样驾驶汽车——必须正襟危坐于驾驶座上,集中精神,不能睡觉就令人抓狂。”

目前,无人驾驶汽车的支持者越来越多,而且其面临的障碍也开始逐一瓦解。美国内华达州允许无人驾驶汽车合法上路的法案已于2012年3月1日正式生效。该州也为测试无人驾驶汽车的厂商制定了“牌照程序”,并规定无人驾驶汽车车主需要缴纳100万美元到300万美元的保险债券。美国加州、亚利桑那州、佛罗里达州、夏威夷和俄克拉何马州也在考虑实施同样的法案。

目前,通用、奥迪等汽车公司都已投入无人驾驶或半无人驾驶汽车的研发中。

无独有偶。由德国柏林自由大学的提诺斯·甘基勒领导的无人驾驶汽车研发团队正在考虑使用德国一个已经被关闭的著名机场Templehof来测试无人驾驶汽车。团队成员获得了特许,在必要时可以在柏林的街道上驾驶无人驾驶汽车,该研究团队希望很快能在德国的高速公路上驾驶。

甘基勒团队目前正在实验室测试一辆名为“德国制造”的小车,他们认为,这款车可能会是无人驾驶汽车的模型。这辆小车乍看起来像是一辆普通的帕萨特,但车顶的一个激光扫描器透露出,这辆车还有其他性能。研究人员解释道,这个激光扫描器以每秒10转的速度,扫描周围的物体并制造出3D图像,使得这辆车能同时“看到”各个方向的物体。

车上还安装了一个全球卫星定位系统(GPS),使车辆能在几公分范围内就能观测到其他物体和行人的位置。甘基勒表示,当路上只有无人驾驶汽车时,乘客会拥有更轻松舒适的乘车体验。目前,这辆小车还需要一名司机操控,以应对可能会出现的意料之外的问题。

柏林自由大学的计算机科学家劳尔·罗杰斯领导的科研组正在研究这辆车的自动驾驶性能。科学家们也在测试该汽车在危险时刻的反应情况,比如,行人突然冲到路中间时,汽车会有什么反应等等。

与此同时,英国牛津大学的科研团队正在将英国宇航系统公司的山猫军用吉普车改装成一辆无人驾驶汽车,并计划从英国政府那儿获得可以上路的许可。该车最大的改进就是在车身四周增添了传感器,这除了可以有效降低“碰壁”的机会,还能让它更精准地找到方向,而无需仰仗全球定位系统的辅助。不只如此,这些传感器还可以监控路面状况、交通状况以及行人和其他障碍物并做适当的修正。

这辆汽车的设计思路与谷歌公司的无人驾驶汽车的概念基本一致,不过,吉普车的设计肯定能让它比谷歌公司的无人驾驶汽车更拉风、更畅行无阻。

日本日产公司刚刚加入了牛津大学的计划,因此,日产公司的全电动汽车“聆风(Leaf)”最终也可能会升级为无人驾驶汽车。

斯坦福大学的迈克·蒙特梅罗和塞巴斯蒂安·特伦是谷歌公司的自动驾驶汽车研究项目的主管。他们研发的无人驾驶汽车以丰田的混合动力汽车普锐斯和奥迪跑车TT为基础,其设计思路与牛津大学和柏林自由大学的科研团队差不多。

所有这些汽车都配备有激光测距仪、雷达和光学摄像机,以便其非常准确地传递汽车周围实时环境的变化情况。这些设备知道何处有红绿灯和路标,也能分辨出运动的物体究竟是动物、人、自行车、摩托车还是卡车。纽曼团队正在研究让算法准确理解三维激光测距仪提供的数据并快速确定周围的物体是汽车还是行人。他的研究团队也在研究如何让机器人视觉系统提供周围环境的放大图片,以让汽车更好更快地适应不断变化的道路环境、光线情况甚至季节更替等。然而,他们表示,使这一切美好想法成为现实的商用传感器和软件可能还要假以时日才能问世。

纽曼指出:“谷歌公司的无人驾驶汽车配备了Velodyne LIDAR公司生产的光达传感器,该传感器使用64个每分钟旋转900周的激光头,在汽车周围形成360度的视角。但是,未来的汽车将不会配备这些使用起来不方便的自旋激光器。”

甘基勒认为无人驾驶技术必须变得更加精致简练,他说:“需要减少上述系统的大小并降低售价。”纽曼表示,另一个挑战在于让汽车能防患于未然,识别出“危险的苗头”,比如路面上强烈的太阳光反射、卡车上落下的物体等(这会让一些传感器失灵),或者仅仅只是汽车爆胎。

谷歌公司的技术工程师温顿·瑟夫指出,谷歌公司的无人驾驶汽车能够相互知会它们刚行驶过的路面的情况,例如交换关于如何通过麻烦路口的数据等。甘基勒希望同样的技术可以在前方出现道路施工时,让汽车之间发送GPS地图,以便相互参考。

纽曼强调说,尽管如此,无人驾驶汽车并不需要使用昂贵的技术进行无线通讯,因为每辆汽车都需要“特别聪明”,时时刻刻意识到周围的危险。纽曼说:“汽车的自动控制正在实现。计算已经导致了巨大的改变,相互交流将是下一个目标。”

甘基勒团队也指出,要让无人驾驶汽车最终可以“自己做决定”还需要进行很多研究工作。除此之外,他们也在研究如何使车辆能够互相交流。

牛津大学的保罗·纽曼表示,无人驾驶汽车也有望降低汽车的保险费用。他说:“在一个黑暗的结冰的晚上,人们驾车很危险,那么,汽车能联网并为自己购买额外保险直到情况改变。如果保费很贵,路面环境对无人驾驶汽车来说非常恶劣,那么,车主可能会选择自己动手驾车。”

柏林自由大学的甘基勒指出,与此同时,人们还需要起草其他一些相关的标准,并制定相关法案,因为一旦出现事故,软件制造商或传感器制造商的责任可能会被低估。

新加坡《联合早报》最近的报道称,美国通用汽车公司估计,为无人驾驶汽车技术制定的标准最迟会在2020年完成,这也意味着这类汽车要大量推向市场,还要等上好几年。