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无人驾驶汽车

发布时间: 2018-11-28 23:00:54   作者:计算机学院   来源: 本站原创   浏览次数:  

无人驾驶汽车智能汽车的一种,也称为轮式移动机器人,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的目的。

据汤森路透知识产权与科技最新报告显示,2010年到 2015年间,与汽车无人驾驶技术相关的发明专利超过22,000件,并且在此过程中,部分企业已崭露头角,成为该领域的行业领导者。

研发历史

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,在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。中国从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年成功研制出中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。

世界上最先进的无人驾驶汽车已经测试行驶近五十万公里,其中最后八万公里是在没有任何人为安全干预措施下完成的。

技术原理

无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车

它是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。

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。

主要特点

安全稳定

                               

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和稳定控制系统。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。

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,车辆可以像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。

推广普及


美国试点推进

谷歌是最有可能扫除当前所有短期障碍并将成千上万辆无人驾驶车带到公路的公司。谷歌公司有一个传统:让自己的员工率先去体验公司研发的新科技和新产品,谷歌将之美名其曰:Eating your own dog food(吃你自家的狗粮)。

无人驾驶车已经获得了加利福尼亚州立法获批,谷歌可能会在该州部署数百辆无人驾驶车,用来接送公司员工上下班。据报道,谷歌汽车在试运行的过程中,到目前为止仅与其他社会车辆发生过两次碰撞,其中一次是非常小的事故——完全在驾驶员的可控范围内。

然后,谷歌可能会将无人驾驶车推向更多的地区,例如拉斯维加斯,因为除了加利福尼亚,内华达州也已经允许谷歌无人驾驶车上路行驶了。另外,有雄厚的资金做保证,谷歌接下来会给无人驾驶车建设一些必要的基础设施,试图将用户的责任剥离出来,并且会在内华达市场以一个非常具有竞争力的价格推出无人驾驶车。

中国牌

尽管美国联邦政府短期内不会让无人驾驶汽车上路,其它国家对新技术的态度可能会更加开放。

中国可能会引入无人驾驶车,中国交通事故率是美国的两倍多,而且汽车总量高速增长,车祸几率可能进一步攀升。此外,中国人口密度高,无人汽车可以适应更窄的街道、取消红绿灯和路灯以及降低能源消耗,为政府节省万亿元的开支。

而且,无人驾驶车也属于中国政府重点支持7大行业之一,中国研究人员已经在该领域取得了长足的进步。如果引入并完善无人驾驶车的系统的话,还可以将这一系统出口到其他国家和地区。

风投介入

这种情况下,由创业型公司进入这个市场,开发大规模共享无人驾驶交通系统。这种情况或许是3种情况中可能性最小的,但是这种操作方式的盈利模式已经出炉了。

这个团队的领军人物是前通用汽车研发部门副总裁,现任美国哥伦比亚大学地球研究所可持续发展计划负责人劳伦斯·伯恩斯(Lawrence Burns)。这项计划建立在专业的技术以及金融数据分析的基础之上的,它可以提供3个可持续发展的市场准入策略。

这个团队已经对美国密西根州安娜堡市做了详尽的数据分析,结果显示该市可以引进这种无人驾驶系统,因为可以为该地区的每一位车主节省90%个人开支,而且还可以带给车主更好的驾车体验。

此外,再以曼哈顿地区为研究案例,通过分析郊区以及人口密度较大的城区交通数据,共享的无人驾驶系统同样可以为该地区提供巨大的资源节省空间以及更优质的服务。该计划为创业公司提供了绝佳的商机。

对首批进入该市场的创业公司而言,这是一个可以实现高利润的商机。以安娜堡为例,假设某公司给无人驾驶车的个人移动服务的定价为每天7美元,那么刨去运营费用依然可以有5美元的利润。如果安娜堡有10万个市民(该市人口的三分之一)从这家公司订购了这项服务的话,那么这家公司每天的净利润就可以达到50万美元。

美国有2.4亿人口,假设这家公司能够分得1%的市场份额的话,那么这家创新型公司每年的净利润可以达到40亿美元。这个盈利模式展示了伯恩斯主导这一商业计划是如何在积极的风险管理下快速有效的变成现实的。

上游半导体厂商

上游半导体商集体推出适用于无人驾驶的硬件处理器及相应平台,为无人驾驶产品化实现提供了保证!


汽车测试

上路测试

2015年1月,英国将于开始允许无人驾驶汽车在公路上行驶。英国也将修订道路交通规则,为无人驾驶汽车的出现提供适当的规则指引。

英国商务部长凯布尔日前宣布,英国将于2015年1月开始在至多三个试点城市测试无人驾驶汽车,并将考虑重新调整交通规则,为这种新型汽车“铺路”。 

无人驾驶汽车已经在许多国家投入使用,包括日本、瑞典以及美国。美国有四个州甚至已经通过了有关允许无人驾驶汽车上路的法律。  

已有多个国家研发并测试了无人驾驶汽车。美国搜索巨头谷歌研发的无人驾驶汽车已经行驶超过30万公里,中国的无人驾驶智能汽车于2012年完成了在京津高速公路上的测试,日本、德国、新加坡、瑞典等国也都对无人驾驶汽车进行了测试。

上路监控

英国监管部门要求上路的无人驾驶汽车必须有人监控,并且可以随时切换到人工驾驶模式。无人驾驶汽车都配备GPS进行导航,另外还配备摄像头和传感器,使车辆感知周围的物体和其他行驶车辆,使其能够应对障碍。

国际在线消息:据中新社电,无人驾驶汽车将于2015年初在英国的4个城镇试运行。英格兰西南部城市布里斯托和中部城市考文垂将推出各自的无人驾驶汽车试行项目,伦敦郊区的两个小镇格林威治和米尔顿凯恩斯也将加入这项试验。

试行项目

在英国财政部公布秋季财政报告后,英国半官方机构“创新英国”2014年12月4日宣布了承担无人驾驶汽车试行项目的城镇。在秋季财政报告中,英国财政大臣奥斯本承诺给这项计划追加900万英镑的拨款。2014年7月,这个项目已经获得1000万英镑的投资。

被选定的四座城市中,伦敦南部的格林威治和布里斯托将各自试验一种自驾车项目,考文垂和米尔顿凯恩斯,将共同测试第三种自驾车。

英国政府宣布,四座城市的自驾车实验,将从2015年开始启动,政府将拨款900万英镑(约合1400万美元),七月份,这一计划已经首先获得了1000万英镑的拨款。

在项目测试期间,所涉及的各家汽车公司还可以获取更多资金帮助。

布里斯托市将测试“Venturer联盟”的自驾车技术,这一计划的主要目的,就是观察自动驾驶汽车是否能够减少城市交通拥堵,提高道路安全性。

这一联盟的成员公司包括保险集团Axa,自驾车引发的一些保险问题也在关注范围内。


相关报道

2016年5月16日,百度宣布,与安徽省芜湖市联手打造首个全无人车运营区域,这也是国内第一个无人车运营区域。2015年12月,百度无人车路测完成并成立自动驾驶事业部后,其负责人王劲曾明确表示,百度无人车项目的目标是3年商用,5年量产。据悉,芜湖之外,百度还将与全国十几座城市达成无人车商用落地合作。 

2018年03月20日,美国亚利桑那州警方周一表示,一名女子周日深夜在亚利桑那州坦贝市(Tempe)横越马路时,被到一辆Uber自动驾驶车撞死。Uber表示,已暂停自驾车在美国和加拿大的测试计划。

2018年4月18日,无人驾驶清洁车队亮相上海市松江区,并在上海启迪漕河泾(中山)科技园试运营。该车队由一辆6米长的中型清洁车以及一辆3米长的小型清洁车组成,可自动启动、自动清扫、自动通过红绿灯、自动避开路边障碍等。

 
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