美国硅谷见证自动驾驶汽车进化史
【导读】去年十月,笔者参观了位于硅谷的计算机历史博物馆,里面有一个无人驾驶汽车历史的陈列室,其中的展品介绍了美国政府、高校、研究所以及企业,自1950年以来所进行的自动驾驶技术的研究。本文能够帮助读者理解谷歌自动驾驶汽车诞生的技术环境、演变过程及其最新进展。
1966~1972年Shakey移动机器人项目
斯坦福人工智能实验室(Stanford Artificial Intelligence Laboratory,简称SAIL)于1964-1971年期间研制出一辆自动驾驶车,主要用人工智能和机器视觉技术进行在陌生环境里的导航,这辆车曾经在学校附近的公路进行自动行走试验,安全返回。这一技术其实来源于SRI International(Stanford Research Institute斯坦福研究所)的人工智能中心,它于1966-1972期间研制出一台名字是Shakey的移动机器人项目,这台机器人可以按照安排的任务,自己规划路径,搬运物体。因为Shakey代表了那个时代最先进的机器人技术,它被选进2014年度的卡内基梅隆机器人名人堂(Carnegie Mellon's Robot Hall of Fame)。
2004年自动驾驶汽车试验
美国国防部先进研究项目局(Defense Advanced Research Projects Agency ,简称DARPA)于2004年出资一百万美元,组织十余个项目组研制自动驾驶汽车。其目标是到2015年,有三分之一的美国军用车辆能够实现自动驾驶。然而第一年,来自军方的参赛者都惨痛地失败了,全部车辆开了不到一英里就遭遇撞车;第二年,一只由轿车和卡车组成的车队成功地穿越了美国加州西南莫哈韦沙漠,几乎没有受损。
2007年,DARPA开始组织城市挑战赛,模拟城市环境里进行自动驾驶。下图是参加DARPA沙漠超级挑战赛的车辆,其中斯坦福人工智能实验室教授Sebastian Thrun领导的“Shakey”大众途观车获得冠军(左),卡内基梅隆大学的沙漠风暴(右)和悍马Highland(中)分别获得第二和第三名。
谷歌第二代自动驾驶汽车
在自动驾驶汽车历史陈列室中间摆放着一辆基于雷克萨斯轿车改装的谷歌自动驾驶汽车,这是谷歌第二代自动驾驶汽车。谷歌第一代自动驾驶汽车是基于丰田普锐斯混合动力轿车改装的。这辆雷克萨斯轿车最明显的特征就是车顶安装了LIDAR激光雷达系统,它可以产生64路激光束扫描汽车周边的环境,形成三维地图,帮助汽车避开障碍物。据介绍,一辆谷歌自动驾驶汽车的成本是15万美元,其中这个激光雷达就价值7万美元。
谷歌第三代自动驾驶汽车
2014年,谷歌发布了第三代早期的自动驾驶原型车。这辆车的设计目标是安全运行和没有人为干预的自动驾驶。这辆原型车没有转向盘、加速踏板和制动踏板,这些功能全部由传感器和软件替代完成。这辆原型车的最高速度限制在25英里/小时,谷歌一期制造了100辆原型车用于测试和改进。
自动驾驶汽车“眼中”的世界
目前,谷歌自动驾驶汽车的主要工作原理是依赖安装在车顶的LIDAR激光雷达系统循环扫描汽车周边的环境,判断出障碍物后,再控制汽车安全行驶。
下图是LIDAR激光雷达系统拍摄的三维图片,其中,粉红和绿色的盒子代表周边的车辆,红色的盒子代表自行车,黄色的盒子代表行人。我们从这幅图中可以看到十字路口有12辆车,自动驾驶汽车前方的斑马线上有一辆自行车正在过马路。