智能车演绎未来争霸战

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 当来自中国的北京理工大学、湖南大学、西安交通大学、上海交通大学、国防科技大学和意大利帕尔玛大学等6支队伍、10余辆无人驾驶智能车辆一字排开后,观众立即涌向前细看。

  “紧张?我太紧张了,担心任何一个环节出问题!”西安交通大学的智能车在完成第一场赛事抵达目的地后,车组人员徐林海满头大汗地对《科学时报》记者说。

  此时,正在接受记者采访的西安交通大学校长、中国工程院院士郑南宁也快步迎上来问:“怎么样,顺利吗?”尽管和与会专家一样,东道主郑南宁也认为:“比赛只是一个花絮,结果不重要。”但是对于参赛的智能车而言,这毕竟是头一次“路考”。

  赛事就是一个交流平台

  智能汽车是由电脑代替人进行自动操纵的无人驾驶汽车,也可称之为轮式移动机器人。从这次参赛车辆可以看出,除了这些特殊装备外,车体本身跟一般的同样型号车辆并没有差别,也是以汽油为动力。

  此次比赛技术委员会副主任、中科院自动化研究所副所长王飞跃在接受《科学时报》记者采访时说:“我们要验证一辆无人驾驶车的智能水平,主要是在环境变化之后,这辆车要作出适当的反应,即是否能够在最短的时间作出准确判断,选择最短的路径、最巧妙的行为,来躲避障碍。”

  安装在车体上的摄像头、激光雷达、超声传感器等,正是汽车的“眼、鼻、耳”。这些装置通过非常复杂的电脑程序运算后,能和人一样“思考”、“判断”,它可以恰当地完成自动启动、加速、刹车,也可以自动绕过地面障碍物。在它的“眼睛”扫描中,如果前面有障碍物,就发出电信号。在复杂多变的情况下,它的“大脑”能随机应变,根据电信号和当时当地的实际情况,自动选择最佳方案,指挥汽车正常、顺利地行驶。为了对当前情况作出准确的对策,要预先估计到各种各样的情况,将解决不同情况的最佳方案的数据一一输入汽车中的微型计算机中。

  在汽车行驶过程中,微型计算机就可根据实际情况,相应地从所储存的方案中选择最合适的。

  比赛技术委员会主任、西安交通大学校长郑南宁院士对《科学时报》说:“由于是首次举行,对于规程等大家都没有经验,不但专门成立了比赛技术委员会,还就有关赛事规则进行了近一个月的开放式讨论,之后才拿出一份较为详细的规则。”

  比赛包含了两项无人驾驶车辆基本行驶能力测试任务;遵守交通规则情况下的交通信号、交通基础设施的识别和障碍物自动规避等5项性能测试任务;挑战性测试为指定路线、规定动作的综合测试和指定模拟交通场景内无人驾驶车辆的行驶性能测试等,就是为了充分展示上述自动启动、加速、刹车、交通信号辨识等功能。

  主办方希望以这种“智能车未来挑战”比赛的形式,给每个智能车研究团队创造一个互相借鉴、学习交流的平台。郑南宁说:“科学发展到今天,特别是工程领域,靠几个人单打独斗是没有办法做到包打天下的。我们要利用比赛的平台,提升我国智能车研究的整体能力和水平,并参与到国际同行的共同竞技中去。”

  让研究工作走出实验室

  无人驾驶的初始目的是军事需求。从赛事看,最著名的就是美国国防高级研究计划局(DARPA)在2004年举办的第一届无人驾驶大挑战(Grand Challenge)。不过,那次比赛令人沮丧,比赛开始没多久,大部分参赛车就掉了向,有的车子还中途起火,成绩最好的车辆也只走完了规定的228公里路程中的11公里,100万美元大奖无人能领。

  但是仅过3年之后,2007年的比赛结果就令DARPA和参赛者都感到非常鼓舞。据媒体报道,洛克希德人工智能实验室的主管格里·迈耶开玩笑地说:“大家都表现得这么好,倒让我感到有些平淡无奇呢。”

  2007年的欧洲陆地机器人大赛则要求对机器人的“自身的自主性有更高的要求”,设定的任务可谓困难重重:这些机器人不仅要通过自身的图像处理能力认路,还要由一套激光雷达系统(激光感应和光线搜索功能)和64个感应器完成影象传输的任务。在这套先进系统的支持下,机器人能够轻易识别前方的障碍,比如一棵树、一块石头或者是一个人。除此之外,每分钟10次的转速,100万像素的激光雷达系统,让机器人可以通过摄像头随时将周围环境处理后转化为3D影像。

  中国此次的比赛也可以说是平淡无奇,虽然出了些状况,比如北京理工大学的智能车在第一场赛事就“耍脾气”,还在起跑线上就没头没尾地驶向马路牙子,引得观者一阵惊呼。之后,就没有再发生过特别的意外。另外,这场比赛也没有刺激人神经的奖金。

  西安交通大学教授辛景民给记者发来的邮件中写道:“目前,各车队的实际水平与重大研究计划的要求和目标都有很大的差距,参赛队很少,使得本届比赛不能全面反映我国无人驾驶智能车的研究现状。况且由于缺乏可借鉴的经验,赛程的安排和内容也匆忙而定,存在着不足和不完善之处。”

  “智能车未来挑战”比赛的重要目的是对今后如何举办智能车比赛的组织形式和赛事内容进行摸索,以及推动“视听觉信息的认知计算”重大研究计划的展开。高速公路车辆智能驾驶中的关键科学问题研究项目负责人、国防科技大学教授贺汉根在接受《科学时报》记者采访时表示遗憾:“去年我们课题组还承担了基金委的一个项目,要求是在高速公路上行驶2000公里,这个工作已经启动,开始做了;而这个赛程的环境与高速公路不同,所以需要重新改装车,但是已经来不及了,所以就来表演一下。”

  记者获悉,已经有几家单位表示,明年一定派车来参赛。

  最终要进入寻常百姓家

  最早的无人驾驶概念可以追溯到1939年纽约世界博览会,美国通用汽车公司首次展出了无人驾驶概念车Futurama。在美国政府的大力资助下,自20世纪70年代开始,斯坦福大学、卡内基—梅隆大学和麻省理工学院等大学在自动驾驶智能车辆领域进行了大量的基础性研究。20世纪80年代,欧洲启动了世界上最早大规模研究智能地面车辆的Eureka-PROMETHEUS项目,欧洲几乎所有的轿车生产厂家和大部分的著名研究院所、大学都参与了这一项目,目前在可行性和实用化方面都取得了突破性进展。

  我国在上世纪80年代初已启动了无人驾驶的相关研究,但从整体的研究工作水平看,与欧美相比还有一定的差距。郑南宁说:“一项研究工作走出实验室后,就会发现其面临的困难和问题是在实验室中想象不到的。因为你没有办法事先假定环境的状况,而是需要所研究的机器具有高度的自适应性。而这个自适应性,恰好人类是很好的典范。因此,做智能车要研究透彻人的视听觉认知。”

  无人驾驶技术最早是由于国防目的而受到重视的,但是像其他技术一样,最终是要为普通民众服务。这项技术的突飞猛进也令研究者对它的应用前景充满了信心。研究者们相信,“机器人汽车”最终将影响许多人的生活,比如它可以帮助无法驾车的残疾人、病人或情绪不稳定的人,它还可以通过提升驾驶方式的正确性,有效减少交通事故并提高道路的使用效率。

  王飞跃说:“20年以后,也许你会看到我们中国的高速公路上20%都是无人驾驶车。其实实现并不难,主要是关键技术的突破问题。从中我们也可以看到基础科学研究对社会的贡献,它的普遍性和长远性往往是你想象不到的。”
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