王飞跃:“平行驾驶”是无人车上路的安全高效智能途径!

文章来源:中国科技网      发布日期:2018/03/09  

  

    这是一种全新的远程控制、虚实结合、人车协同的平行驾驶方案。据了解,平行驾驶是平行智能在智能驾驶中的实践应用。在本文中,你将了解到什么是“平行智能”的理论与方法,以及平行驾驶与当下正火的自动驾驶的区别。

    “Demo'97无人车展示比DAPRA挑战赛对我的影响更大”

    自动驾驶真正走入公众视野是从2004年的DARPA挑战赛。

    那是2004年的3月13日,一大群工程师和数千名观众聚集在加州一家小酒吧外,聚精会神地注视着 15 辆参与莫哈维沙漠穿越赛的赛车“日暮沙漠陲,力战烟尘里”。

    参赛车辆毫无例外都有着夸张的外形,赛车方向盘由电脑控制的。尽管最终没有一辆参赛车完成142英里全程的赛事,却也成为了启蒙自动驾驶行业的里程碑事件。

    “说起来我们还是最早把DARPA的这项军用项目引入学术研究界的人”。2005年,IEEE 国际智能车会议在美国拉斯韦加斯举行,作为大会主席的王飞跃教授邀请了DARPA挑战赛项目负责人Ron Kurjanowicz做晚宴报告,向大家介绍项目最新进展。

    然而,亲身经历过这段无人车时代的王飞跃教授却说,“早在此(2004年DAPRA挑战赛)之前,就在1997年8月7-10号,加州圣地亚哥举行了名为Demo'97(The NAHSC 1997 Technical Feasibility Demonstration )的无人车集中演示,在我看来,那场演示的规模、意义以及在当时所引起的影响比这场比赛更大。”

    当时的情况是,美国国会在1991年通过了陆路复合运输效率法案(Intermodal Surface Transportation Efficiency Act, 简称为ISTEA冰茶法案),作为响应,联邦高速公路管理局(FHSA)在1992年启动了一项全国性的自动化公路研究项目。

    Demo’97就是对该项目的成果展示,“其最大的目的是通过无人车辆编队实现高速路交通优化、在不增加现有道路的基础上扩大其通行容量,技术上主要通过在高速路面中嵌入磁条引导来实现”。

    有超过20款自动驾驶汽车(包括小轿车、卡车、公共汽车)登场亮相Demo’ 97,其中大部分车辆来自GM通用,还有一些来自福特、本田等。大概有上千名的观众亲身体验了完全自动驾驶车辆在圣地亚哥I-15 HOV 车道上7.5英里的行驶演示;每辆车之间隔着一个车身的距离,主要示范了车辆换道、车队加入以及车队分离等功能[1]。

    Demo’97的实拍图

    这场声势浩大的无人车展示必然离不开政府的支持。

    然而,“天真”的美国政府并没有预料到这项计划的花费,不到五年时间,9000万美金的预算倾泻一空,最终在90年代末被迫停止了这项计划。缺少了政府的支持,汽车自主驾驶研究和应用陷入低潮。

    “那时候的无人车政策几乎就是零,后来底特律一些车企包括发明安全气X(airbag)和时任GM的通用汽车OnStar公司的CEO Dave Acton找到我们,大家一起花了很大精力到美国国会和联邦交通部游说,最终美国政府推出了智能汽车(Intelligent Vehicle Initiative, IVI)的项目。”

    说到这里,王教授表示:“除了政策为零以外,那时网络几乎没有,车内通讯也没有,电控当时的车也不提供,比起今天来,困难太多了。”

    “采矿作业自动化,是无人车技术最合适最‘靠谱’的应用领域之一”

    王教授最早研究“移动机器人”是在上世纪80年代,研制为外空间机器人系统的外空远程控制试验服务的室内机器人,当时从纽约上州租一条T1专线仿真地球火星通讯就需要几十万美元。

    后来到NASA在亚利桑那的空间资源利用中心,他还负责了外空间自动工厂的设计与控制,当时是为了更好地利用机器人来开发火星与月球资源。后来与美国标准与技术院(NIST)的Albus合作,研制了“SpiderRobot”无人车和通过Zircon制氢的无人生产过程。

    “若不是当年(1996年)民主党的总统克林顿与共和党的国会打架,导致我们火星项目预算不批、项目工资发不出来、被迫停止,研发出‘精神号’和‘挑战号’火星车的就是我们。”谈到这段往事,王教授有些无奈地笑起来“那时我必须在有现钱的Caterpillar矿山装载车和无现钱的火星车之间选,最终选择了矿山车”。

    就这样他们把已经“到手”的项目又还给了JPL(喷气推进实验室),选择了有钱的Caterpillar大型野外装载车(Wheel Loaders)的自动化项目,该项目也成了王教授“基于代理的网络控制”想法的起源。

    后来因他将分层智能控制理论和智能挖掘算法用于98T自动装载车并取得了非常好的效果,获得了卡特彼勒技术发明奖;98年与同事合作完成了世界上第一本矿山自动车的研究专著。

    即便是现在,项目过后的20年,王教授依然认为:“以挖掘、装载和运输为主的采矿作业自动化,是无人车技术最合适最‘靠谱’的一个应用领域。矿山是一个相对封闭和结构化的受控环节,加上对驾驶员的劳动强度太高和工作环境太恶劣,特别适合无人车和机器人等人工智能技术的应用。”

    矿山车自然不能与民用车相比,在开放不受控的外部环境中,实现车辆的自主行驶。为了改善拥挤的交通状况、降低车祸死亡率、让无人驾驶技术造福千千万万的家庭,90年代末,他又带领团队与亚利桑那州政府合作,研发了VISTA(Vehicles with Intelligent Systems for Transport Automation)自动驾驶车。

    VISTA上路测试的当天,在亚利桑那州甚至整个美国,都引发了极大的轰动。因在该领域的杰出贡献,还获得了亚利桑那州府给予的至高荣誉——“美国亚利桑那州杰出成就奖”。

    文章链接:http://www.stdaily.com/zhuanti01/wrjs/2018-03/09/content_646037.shtml

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