最近,兩起駕駛事故再次把自動駕駛送上輿論的“風(fēng)口浪尖”。一輛美國優(yōu)步科技公司的自動駕駛汽車撞上了一名正在過馬路的女子,成為首例自動駕駛汽車在開放道路撞傷行人致死的案例。3月30日,美國電動汽車制造商特斯拉公司承認,數(shù)天前發(fā)生的一起特斯拉汽車致命車禍,事發(fā)時汽車的自動輔助駕駛功能處于使用狀態(tài)。這不禁令人疑惑,自動駕駛技術(shù)究竟“靠不靠譜”?
人們對于自動駕駛技術(shù)的不懈追求,可以追溯至15世紀。早在1478年,達·芬奇就曾設(shè)計出預(yù)編程發(fā)條馬車的草圖。那時候的自動駕駛靠一個大型螺旋發(fā)條彈簧驅(qū)動,可以按照預(yù)先設(shè)定的路線實現(xiàn)車輛的自動駕駛。1939年紐約世界博覽會上,美國通用汽車公司首次展示了無人駕駛的概念車。隨后,研究人員對自動駕駛技術(shù)進行了初步探索,主要依靠在道路上預(yù)先埋設(shè)線圈實現(xiàn)車輛的行駛控制與定位。
正是嗅到了自動駕駛技術(shù)在軍事領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景,從上世紀80年代開始,美國國防部高級研究計劃局掀起了資助智能車技術(shù)研究的熱潮。到1984年,研究人員制造了世界上第一輛真正意義上的自動駕駛車輛。該車綜合運用了激光雷達、計算機視覺和自動控制技術(shù),可實現(xiàn)對周邊環(huán)境的感知和駕駛決策,在特定道路環(huán)境下最高時速可達31公里每小時。
自2004年以來,美國國防部高級研究計劃局先后多次舉辦無人駕駛挑戰(zhàn)賽和機器人挑戰(zhàn)賽,進一步激發(fā)了研究人員對自動駕駛汽車的深入研究熱情,成為自動駕駛汽車真正上路行駛的“推手”。歐洲也連續(xù)舉辦多次陸地機器人性能測試比賽,在真實場景下讓包括自動駕駛汽車在內(nèi)的陸地機器人進行“比武打擂”。
自動駕駛汽車主要依靠車載傳感器感知道路環(huán)境和車輛位置,能自動規(guī)劃行車路線并“駕駛”車輛到達預(yù)定地點。由于集自動控制、體系架構(gòu)、人工智能、視覺計算等眾多高新技術(shù)于一身,自動駕駛不僅是當今時代軍民融合的重要產(chǎn)物,也是衡量一個國家科研和工業(yè)實力的重要標志。
相比于普通機器人和無人機,無人化的自動駕駛汽車更具挑戰(zhàn)性。如何保證自動駕駛汽車在夜間、陽光、雨水、冰面和交通擁堵等復(fù)雜環(huán)境下安全行駛,如何為成員提供舒適的行車狀態(tài),如何在戰(zhàn)場等危險條件下對突發(fā)事件做出反應(yīng),都考驗著自動駕駛技術(shù)的“真功夫”。
為實現(xiàn)“智慧”與“能力”的并存,現(xiàn)有的自動駕駛技術(shù)主要包括環(huán)境感知、決策規(guī)劃和車輛控制三部分。汽車內(nèi)的各類傳感器就好比“駕駛員”的“五官”,可通過視覺、聽覺、觸覺等感官系統(tǒng)實時感知行駛環(huán)境和車輛狀態(tài)。目前常見的傳感裝置主要包括攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等,可為自動駕駛提供海量的全方位行車信息。扮演自動駕駛“大腦”的是決策規(guī)劃系統(tǒng),可對標識信息、路面信息、障礙物信息、定位信息等多種感知信息進行數(shù)據(jù)整合和信息處理。最終,車應(yīng)該怎么開、車速是多少,都交給車輛控制系統(tǒng)來具體完成。
近年來,人們還嘗試將人工智能與機器學(xué)習(xí)引入自動駕駛,進一步提升自動駕駛的“行車經(jīng)驗”。采用機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)來分析描述道路的海量數(shù)據(jù),可進一步實現(xiàn)自動駕駛對行車環(huán)境的實時準確感知。未來的智能化自動駕駛系統(tǒng)除可實現(xiàn)多目標檢測識別、車道線檢測外,還能在逆光、陰影等環(huán)境下更“聰明”地分析它在行駛時“看”到的圖像是什么,以便將分析結(jié)果及時反饋給車輛控制系統(tǒng)。這種自動駕駛技術(shù)一旦發(fā)展成熟,無人駕駛真正“上線”指日可待。
目前人們對于自動駕駛的“不放心”,主要原因是已經(jīng)投入使用的自動駕駛技術(shù)還都只是較為初級的自動輔助駕駛?,F(xiàn)有的自動駕駛車輛離完全自動駕駛尚有差距,自動駕駛系統(tǒng)也會“自覺”地提醒駕車人握住方向盤,以便隨時接管駕駛。未來隨著傳感器設(shè)備和算法的改進,高度智能的自動駕駛汽車一定會馳騁在大街小巷。
尤其是在軍事應(yīng)用領(lǐng)域,各類自動駕駛項目方興未艾。美國陸軍正在測試一輛自動駕駛的“悍馬”卡車,除可實現(xiàn)自動駕駛外,還能實現(xiàn)車載機槍的自主射擊,未來將用于在危險區(qū)域代替士兵執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。洛克希德·馬丁公司研發(fā)的自動駕駛系統(tǒng),幾乎可安裝在所有軍用戰(zhàn)術(shù)輪式車輛上,能將士兵從“司機”崗位上解放出來,進一步提高戰(zhàn)斗效率。
未來裝配有自動駕駛系統(tǒng)的軍用車輛,全天候機動能力將得到顯著提升,不僅能實現(xiàn)在夜間無照明環(huán)境下悄然前行,也能緩解車輛駕駛員長時間駕駛的疲勞。