國內(nèi)外智能車研究現(xiàn)狀

軍事交通學(xué)院〔第三屆亞軍、第四屆冠軍〕2023年11月24日，軍事交通學(xué)院猛獅3號(hào)〔JJUV-3〕從北京臺(tái)湖收費(fèi)站出發(fā)，沿著京津高速一路飛奔，85分鐘后平安到達(dá)天津東麗收費(fèi)站。根據(jù)國家自然科學(xué)基金委和北京理工大學(xué)有關(guān)專家現(xiàn)場(chǎng)宣布的測(cè)試結(jié)果，該無人駕駛智能車全程行駛114公里，最高時(shí)速105千米，共完成12次自主超車，36次換道操作，30次剎車操作?！败娊幻酮{Ⅲ號(hào)〞無人駕駛車到目前為止已經(jīng)完成了一萬多公里測(cè)試，最高時(shí)速曾到達(dá)120公里。軍事交通學(xué)院JJUV-3軍事交通學(xué)院三代智能車國防科技大學(xué)〔第三屆冠軍〕我國從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行無人駕駛汽車的研究，國防科技大學(xué)在1992年成功研制出我國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。我國自主研制的無人車——由國防科技大學(xué)自主研制的紅旗HQ3無人車，2023年7月14日首次完成了從長(zhǎng)沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造了我國自主研制的無人車在復(fù)雜交通狀況下自主駕駛的新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國無人車在復(fù)雜環(huán)境識(shí)別、智能行為決策和控制等方面實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)突破，到達(dá)世界先進(jìn)水平。紅旗HQ3無人車由國防科技大學(xué)自主研制，它從京珠高速公路長(zhǎng)沙楊梓沖收費(fèi)站出發(fā)，歷時(shí)3小時(shí)22分鐘到達(dá)武漢，總距離286公里。實(shí)驗(yàn)中，無人車自主超車67次，途遇復(fù)雜天氣，局部路段有霧，在咸寧還遭逢降雨。紅旗HQ3全程由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制車輛行駛速度和方向，系統(tǒng)設(shè)定的最高時(shí)速為110公里。在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)測(cè)的全程自主駕駛平均時(shí)速為87公里。國防科技大學(xué)方面透露，該車在特殊情況下進(jìn)行人工干預(yù)的距離僅為2.24公里，僅占自主駕駛總里程的0.78%。從20世紀(jì)80年代末開始，在賀漢根教授帶著下，2001年研制成功時(shí)速達(dá)76公里的無人車，2003年研制成功我國首臺(tái)高速無人駕駛轎車，最高時(shí)速可達(dá)170公里；2006年研制的新一代無人駕駛紅旗HQ3，那么在可靠性和小型化方面取得突破。此次紅旗HQ3無人車實(shí)驗(yàn)成功創(chuàng)造了我國自主研制的無人車在復(fù)雜交通狀況下自主駕駛的新紀(jì)錄，這標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域已經(jīng)到達(dá)世界先進(jìn)水平。紅旗HQ3無人車西安交通大學(xué)武漢大學(xué)〔第二屆亞軍〕武漢大學(xué)研制的smartV無人車2023年9月底，武漢大學(xué)與奇瑞合作研制的無人駕駛車已在光谷園區(qū)內(nèi)上路試驗(yàn)，宣布研制成功，隨后在西安舉行的全國“2023智能車未來挑戰(zhàn)比賽〞中奪得了越野工程的第一名。漢版“無人駕駛車〞工程負(fù)責(zé)人李必軍，是武大卓越科技公司副總裁、武大測(cè)繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授。改裝后的車名字叫“smartV〞，價(jià)值大約170萬元，與一輛寶馬X6的價(jià)格根本相當(dāng)，價(jià)值最高的就是頭頂?shù)摹叭S激光掃描儀〞，約90萬元。坐到駕駛室，感覺與普通車輛無異，但放腳的空間明顯小于普通車輛——因?yàn)樵撥噭x車局部，加裝了一個(gè)小馬達(dá)。馬達(dá)由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，剎車即被踩下。同樣進(jìn)行了類似改裝的還有油門、方向盤和擋位，在擋位前方，有一個(gè)開關(guān)盒，點(diǎn)火后，按下開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)人工模式與自動(dòng)模式的切換。翻開后車門，發(fā)現(xiàn)該車后座被拆卸，下面是一個(gè)大的金屬框架，上面裝載了3塊電路板，分別控制油門、剎車、換擋，密密麻麻的電線連接到駕駛室內(nèi)相應(yīng)的位置。同時(shí)，副駕駛上加裝了一臺(tái)電腦。行駛過程中，所有數(shù)據(jù)將在這臺(tái)電腦上匯總，方便研究統(tǒng)計(jì)。僅從外觀上看，這輛由奇瑞瑞虎車改裝的“汽車人〞有些“笨重〞——行李架上多安裝了5個(gè)支架，支架上安裝了電子羅盤、GPS等物，同時(shí)，“汽車人〞的“眼睛〞也在支架上。在第一個(gè)橫排支架的中央，安裝了一個(gè)攝像頭，這是“汽車人〞的“主視眼〞，因?yàn)樗惭b的位置較高，視角也高，可以拍攝稍遠(yuǎn)路面的場(chǎng)景，識(shí)別車道線。在急轉(zhuǎn)彎時(shí)，能否看到兩旁的車道線就要靠?jī)蓚?cè)稍矮的攝像頭，同時(shí)，還加裝了兩個(gè)向后的攝像頭——這是為了方便倒車。走到車體正前方，會(huì)發(fā)現(xiàn)有3個(gè)類似探照燈的儀器，相當(dāng)于“手〞。它們叫二維掃描儀，每臺(tái)價(jià)值4萬元左右，通過發(fā)出激光，“摸〞到前方障礙物，反應(yīng)到副駕駛的電腦上。李必軍翻開這三個(gè)掃描儀，前方路況的掃描結(jié)果立馬出現(xiàn)在顯示屏上。如果前方有人經(jīng)過，會(huì)清晰看到一個(gè)青色的點(diǎn)在屏幕上移動(dòng)。第四只“手〞在頭頂，是三維掃描儀，外表酷似警燈，工作時(shí)會(huì)360度高速轉(zhuǎn)動(dòng)，相當(dāng)于對(duì)車身周邊360°范圍進(jìn)行全方位掃描，收集感知數(shù)據(jù)，可以預(yù)警處置各種突發(fā)情況。最重要的“大腦〞那么藏在后備箱里。翻開后備箱，里面有3臺(tái)電腦主機(jī)，它們“分工協(xié)作〞：分別控制三維掃描儀、其他感知設(shè)備、決策系統(tǒng)，最下端下面是一個(gè)大的變壓器，通過變壓讓前方控制系統(tǒng)獲得能源。為了讓有3個(gè)“大腦〞的它更“聰明〞，還要對(duì)它進(jìn)行相應(yīng)的“訓(xùn)練〞。首先要能夠識(shí)別平日道路中常見的交通指示牌，他們專門買了30多種指示牌，挨個(gè)“訓(xùn)練〞：將指示牌舉到它的“主視眼〞前，錄入圖像后隨即要求該車進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)向、剎車等動(dòng)作。經(jīng)過訓(xùn)練，“汽車人〞最短大約8毫秒即可識(shí)別出指示牌并作出相應(yīng)指令。2023在西安比賽中，該車成功識(shí)別出“禁止左右轉(zhuǎn)〞、“減速讓行〞、“注意行人〞等交通標(biāo)識(shí)。李必軍透露，下一步，還將“訓(xùn)練〞它識(shí)別交警手勢(shì)。同時(shí)，為了讓行車更平安，在左后輪上還有個(gè)“機(jī)關(guān)〞：那是一個(gè)精確到厘米的距離傳感器，與電子羅盤一起可以將車輛準(zhǔn)確定位；左后側(cè)車門上還能懸掛一個(gè)紅色按鈕，這是真正意義上的“手剎〞：一按下按鈕，就能實(shí)現(xiàn)緊急剎車。2023年9月16日，漢產(chǎn)“汽車人〞在光谷園區(qū)內(nèi)上路試驗(yàn)，宣布研制根本成功。當(dāng)天，“汽車人〞進(jìn)行了跟車、直行、轉(zhuǎn)彎、識(shí)別交通指示牌等“表演〞，武漢大學(xué)相關(guān)院系的領(lǐng)導(dǎo)、專家均趕到現(xiàn)場(chǎng)，見證試驗(yàn)全過程。目前，“汽車人〞不但可通過激光雷達(dá)檢測(cè)并避開障礙物，還可通過相機(jī)獲取路面車道線的圖像，通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算，找準(zhǔn)路面的“中線〞保持平衡，發(fā)出指令“定位〞路線，以40公里~60公里的時(shí)速沿車道線行駛。2023年參賽的10個(gè)車隊(duì)，僅有兩家完成此任務(wù)。同時(shí)，漢產(chǎn)“汽車人〞還能準(zhǔn)確停入兩車中間的停車位中。如此“智能〞，那么能否應(yīng)對(duì)武漢復(fù)雜的路況呢？李必軍坦言，目前要上路，依舊有難度?！熬妥詣?dòng)駕駛技術(shù)我們已經(jīng)掌握，但不具備真正意義上的‘智能’。〞李必軍解釋，一方面，現(xiàn)有傳感器的動(dòng)態(tài)性能與人眼相比仍有較大差距；另一方面，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)面對(duì)復(fù)雜的交通環(huán)境仍力不從心?！拔覀冏錾下穼?shí)驗(yàn)，還需要找有關(guān)部門開證明。〞李必軍說，按照目前道路交通法規(guī)，改裝車不能上路，“主要的挑戰(zhàn)不全是來自于技術(shù)，我們擔(dān)憂的還有法律等問題。〞目前，想對(duì)車廂后部過多的接線等進(jìn)行清理，使內(nèi)部空間更加寬敞一些。以后，3個(gè)“大腦〞有望合一——被又小又薄的DSP芯片取代。這樣，占據(jù)空間僅為目前的八分之一?！把劬Θ暫汀笆吱曇灿型兊酶「p便，甚至隱藏在比擬不醒目的地方，外觀就會(huì)看起來跟普通車無異。后座也會(huì)擁有跟普通車輛一樣的空間。李必軍說，未來5年，該校將完善無人駕駛車的防撞功能和動(dòng)態(tài)感知系統(tǒng)。他最終的目標(biāo)是讓電影場(chǎng)景里的無人車成為現(xiàn)實(shí)。屆時(shí)，市民駕車甚至不用考駕照，殘疾人開車也將更方便，酒后、疲勞駕駛等都將不成問題。但要商用化和產(chǎn)業(yè)化，至少得七八年時(shí)間。不過，防撞、自動(dòng)泊車等先進(jìn)技術(shù)有望在局部高檔車上率先投用。李必軍還透露，近期寶馬公司將到漢參觀這個(gè)漢產(chǎn)“汽車人〞，未來有望展開相關(guān)合作。武漢大學(xué)最新的智能車Smart-VII上海交通大學(xué)由上海交通大學(xué)與歐盟科學(xué)家合作研發(fā)的“CyberC3〞〔中國城市交通中的無人駕駛技術(shù)〕工程車。CyberCars：歐盟定義為一種具有無人駕駛能力的車輛，一批這樣的車輛和其對(duì)應(yīng)的道路網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)全自動(dòng)交通系統(tǒng)，主要用于人員和貨物運(yùn)輸。這個(gè)系統(tǒng)能夠提供“即時(shí)〞和“門對(duì)門〞的效勞。在目前階段，主要面向城市環(huán)境的短途、低速行駛。長(zhǎng)期的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)駕駛，用以建立不同區(qū)域或城市之間的高速連接。歐盟資助的“無人駕駛車〞研究工程被稱為CyberCars工程。CyberC3：CyberCars工程在中國的開展和延伸，目的在于研發(fā)適合我國城市交通的無人駕駛車。上海交通大學(xué)無人車2023年第四屆比賽改裝車中科院合肥物質(zhì)研究所〔第二屆冠軍〕“智能先鋒號(hào)〞〔瑞虎〕智能汽車是合肥研究院和奇瑞公司共同承當(dāng)?shù)陌不帐】萍紕?chuàng)新公共效勞平臺(tái)工程“汽車智能化技術(shù)開發(fā)與驗(yàn)證系統(tǒng)〞的主要成果之一。合肥物質(zhì)科學(xué)研究院在機(jī)器人、傳感器、機(jī)器視覺和人工智能方面承當(dāng)了國家自然科學(xué)基金、863、973等課題?！爸悄芟蠕h號(hào)〞工程由先進(jìn)制造所的智能車輛技術(shù)研究中心承當(dāng)總體設(shè)計(jì)、環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)控制、智能決策、系統(tǒng)集成等研究任務(wù)，合肥智能機(jī)械研究所的仿生視覺實(shí)驗(yàn)室承當(dāng)了視覺系統(tǒng)研究任務(wù)，智能所的智能決策實(shí)驗(yàn)室和智能控制實(shí)驗(yàn)室參與了決策系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的研究工作。2023年7月，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院與奇瑞中央研究院正式建立“智能汽車技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室〞，雙方圍繞智能汽車感知、決策和控制等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域開展科研合作，在短時(shí)間內(nèi)合作成績(jī)驕人?！爸悄芟蠕h號(hào)〞無人車的研制成功將為“智能汽車技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室〞增添重要的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。2023年第二屆未來智能車挑戰(zhàn)參賽改裝2023年第四屆未來智能車挑戰(zhàn)參賽改裝北京理工大學(xué)〔第一屆亞軍〕由北京理工大學(xué)陳慧巖教授、高利教授領(lǐng)導(dǎo)的“無人駕駛車輛智能行為綜合測(cè)試環(huán)境設(shè)計(jì)與測(cè)評(píng)體系研究〞國家自然科學(xué)基金“視聽覺信息的認(rèn)知計(jì)算〞重大研究方案重點(diǎn)工程課題組與中科院自動(dòng)化所課題組共同承當(dāng)了本次智能車比賽的比賽任務(wù)設(shè)計(jì)、評(píng)測(cè)及裁判工作，詳細(xì)設(shè)計(jì)了比賽車輛資格測(cè)試、交通標(biāo)志識(shí)別、曲線行駛測(cè)試、定點(diǎn)泊車測(cè)試以及復(fù)雜環(huán)境綜合測(cè)試的具體任務(wù)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試流程、測(cè)試人員任務(wù)分工及場(chǎng)地設(shè)施等。2023年第二屆未來智能車挑戰(zhàn)參賽改裝2023年第四屆未來智能車挑戰(zhàn)參賽改裝清華大學(xué)2023年第二屆未來智能車挑戰(zhàn)參賽改裝2023年第四屆未來智能車挑戰(zhàn)參賽改裝〔1〕成果自1986年以來，在何克忠教授的帶著下，清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室THMR課題組先后承當(dāng)了與無人車技術(shù)有關(guān)的“七五〞至“十一五〞國家科技重點(diǎn)工程6項(xiàng)，國家863方案“智能交通〞等科技研究工程8項(xiàng)，同時(shí)還承當(dāng)了由國家郵政研究所、徐工集團(tuán)、Omron公司等國內(nèi)外企業(yè)支持的與無人車技術(shù)有關(guān)的研發(fā)課題6項(xiàng)。先后設(shè)計(jì)和研制成室內(nèi)智能移動(dòng)機(jī)器人THMR-I、THMR-II、THMR-IIA和室外智能移動(dòng)機(jī)器人THMR-III和THMR-V，并于2000年與徐工集團(tuán)協(xié)作，成功地開發(fā)了LTU125A自動(dòng)攤鋪機(jī)；THMR課題組還成功開發(fā)了多項(xiàng)總線式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如TH-STD-7000、TH-IPC-7000、TH-104-7000以及嵌入式測(cè)控機(jī)模板，如TH-MCS-7855、TH-MCS-7816和TH-MCS-7845等，它們已分別應(yīng)用于玻璃窯爐控制、農(nóng)藥生產(chǎn)過程控制、郵政物料運(yùn)輸車控制、自動(dòng)攤鋪機(jī)控制、智能機(jī)器人控制以及汽車平安輔助駕駛系統(tǒng)等。清華大學(xué)成功研制智能車THMR-V，駛出了全球極速。THMR-V能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的車道線自動(dòng)跟蹤，準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的道路跟蹤，復(fù)雜環(huán)境下的道路避障、道路停障以及視覺臨場(chǎng)感遙控駕駛等功能。在車道線自動(dòng)跟蹤研究中，THMR課題組提出了基于擴(kuò)充轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)的道路理解技術(shù)和基于混合模糊邏輯的控制方法，實(shí)現(xiàn)了車道線的自動(dòng)跟蹤，平均時(shí)速為每小時(shí)100公里，最高時(shí)速到達(dá)每小時(shí)150公里。多年來，何克忠教授帶著THMR課題組先后獲得國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲得國家專利2項(xiàng)?！?〕關(guān)鍵技術(shù)車速每小時(shí)150公里相當(dāng)于在1秒鐘內(nèi)，智能車要開出40米，因此對(duì)車道線識(shí)別技術(shù)、車體的控制技術(shù)以及方向盤轉(zhuǎn)角的檢測(cè)技術(shù)提出了快速、精確、靈敏的極高要求。針對(duì)車道線的識(shí)別技術(shù)，課題組進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，提出了基于擴(kuò)充轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)的道路理解技術(shù)。這種方法對(duì)于車道檢測(cè)的奉獻(xiàn)在于大幅度降低了道路圖像處理和車道線識(shí)別的計(jì)算量，提高了整個(gè)車道檢測(cè)過程的速度，保證了車道檢測(cè)和道路環(huán)境理解的實(shí)時(shí)性，而且能夠有效防止路面上其它車道標(biāo)志的干擾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，在車道線跟蹤階段全部計(jì)算過程的周期縮短到缺乏20毫秒，完全可以滿足高速移動(dòng)機(jī)器人自主行駛的實(shí)時(shí)性需求。對(duì)于車體控制技術(shù)提出了基于混合模糊邏輯的控制方法。該方法是把傳統(tǒng)的PID控制與模糊邏輯控制的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，提出了一種混合模糊邏輯控制算法，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究說明，該算法具有很高的實(shí)時(shí)性、控制精度和魯棒性，滿足了智能車高速自主導(dǎo)航的需要。對(duì)于方向盤轉(zhuǎn)角的檢測(cè)，課題組選擇了精密的絕對(duì)光碼盤，設(shè)計(jì)了適宜的傳動(dòng)比，配置了精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。南京理工大學(xué)2023年5月26日，在南京理工大學(xué)智能機(jī)器人研究所里，由該校承當(dāng)?shù)膰易匀豢茖W(xué)基金重大研究方案重點(diǎn)支持工程“鄉(xiāng)村道路環(huán)境下無人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)與集成驗(yàn)證平臺(tái)研究〞剛通過國家自然科學(xué)基金委現(xiàn)場(chǎng)檢查。南理工計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)院長(zhǎng)，某型號(hào)總設(shè)計(jì)師唐振民教授，帶著該校的大學(xué)生，共同對(duì)國內(nèi)外的各種智能機(jī)器人的進(jìn)行了一次神奇的揭秘并現(xiàn)場(chǎng)展示了該校研制的各種高科技系列地面智能機(jī)器人。無人駕駛車能避讓，會(huì)變速的神奇無人駕駛汽車這是一條普通的鄉(xiāng)村道路上，因?yàn)閯傁逻^雨，路面布滿積水，路邊還有各種雜物。一輛普通的白色吉普車出發(fā)了，不過，這輛車的駕駛座位上空無一人。這輛吉普車準(zhǔn)確識(shí)別出不規(guī)整的路面，勻速行駛，靈活避讓過一條突然出現(xiàn)在路上的自行車。前面有輛行駛很慢的拖拉機(jī)，這輛車拐彎、加速，慢慢超越了這個(gè)障礙物。突然，一段百米長(zhǎng)的人為設(shè)置的S彎出現(xiàn)在這個(gè)大家伙面前。減速，左拐，右拐，它像一個(gè)老練的駕駛員一樣，用不了幾分鐘，它就成功過了這段數(shù)S彎，沒有碰到任何一個(gè)障礙物。“這就是南理工研制的‘鄉(xiāng)村道路環(huán)境下無人駕駛車輛關(guān)鍵技術(shù)與集成驗(yàn)證平臺(tái)研究’。這個(gè)工程是由國家自然科學(xué)基金重大研究方案重點(diǎn)支持工程。〞唐教授介紹，相比城市道路比擬標(biāo)準(zhǔn)，鄉(xiāng)村道路駕駛平臺(tái)受陽光、天氣、路面等各種因素的影響比擬大，這個(gè)無人駕駛平臺(tái)其實(shí)就等同于一個(gè)大的地面智能機(jī)器人。唐教授說，這個(gè)平臺(tái)前幾天在接受國家自然科學(xué)基金委現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，國家自然科學(xué)基金委的專家在寶華山鄉(xiāng)村道路實(shí)地環(huán)境下乘上南理工為主研制的智能車，親身體驗(yàn)了在無人駕駛條件下智能車對(duì)復(fù)雜道路的環(huán)境理解能力。通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，專家組對(duì)該工程取得的階段性成果給予了充分肯定和高度評(píng)價(jià)。那么這個(gè)智能機(jī)器人都是怎么工作的？“不管機(jī)器人的大小，所有的智能機(jī)器人主要由機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、傳感器和智能信息處理、智能決策系統(tǒng)等局部組成。〞唐教授說，“機(jī)械本體如同人的身軀，控制系統(tǒng)如同人的肌肉，傳感器那么如同人的眼、耳等感官一樣，可以感覺環(huán)境信息，通過機(jī)器人的“大腦〞——智能信息處理和決策系統(tǒng)，進(jìn)行信息的融合，作出智能決策，指揮機(jī)器人行動(dòng)。〞安裝在各種不同智能機(jī)器人的身上，一般都會(huì)有個(gè)蘑菇狀的“小傘〞是GPS定位系統(tǒng)，機(jī)器人在野外工作時(shí)，工作人員可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)它的具體方位。機(jī)器人身上還會(huì)帶有激光掃描雷達(dá)，可以檢測(cè)不同的障礙。此外，機(jī)器人“長(zhǎng)〞有類似人的雙眼，不僅能看到各種不同的圖像，根據(jù)需要對(duì)不同的環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，機(jī)器人的四周還裝有各種不同的小眼睛和方向、位置傳感器，用以保證機(jī)器人能精確記憶，準(zhǔn)備判斷，從而正確行走、避讓障礙，最終順利完成自己的任務(wù)。據(jù)介紹，除了一些特殊的應(yīng)用，這個(gè)鄉(xiāng)村道路無人駕駛平臺(tái)估計(jì)5年左右的時(shí)間就能應(yīng)用到城市汽車的輔助駕駛上。小型地面機(jī)器人有眼睛，會(huì)思考的“反恐小衛(wèi)士〞這是一個(gè)長(zhǎng)、寬、高都在一米以內(nèi)的小東西，外形有點(diǎn)像坦克，頭頂有個(gè)藍(lán)色的小盒子，還撐著把蘑菇狀的“小傘〞，依靠履帶行走。演示開始了，機(jī)器人揮了揮小手狀的輔臂開始向前行駛，遇到人后，稍稍停頓了一下，很“禮貌〞地讓開路。唐教授解釋，這是機(jī)器人的智能系統(tǒng)在起作用。機(jī)器人游歷，遇到行人，能像人一樣選取通途，避開障礙。前面的兩只輔臂延伸開來后，能順利上下樓梯，機(jī)器人樓梯上自如地上上下下，說話間，轉(zhuǎn)了一圈又回來了。這個(gè)小家伙別看個(gè)頭不大，它還是個(gè)“反恐小衛(wèi)士〞，唐教授介紹，這個(gè)小家伙其實(shí)就是一個(gè)從事危險(xiǎn)工作的平臺(tái)，能針對(duì)不同環(huán)境下所需要的不同功能，可以在機(jī)器人上安裝不同的作業(yè)系統(tǒng)，代替人執(zhí)行具有危險(xiǎn)性的工作。比方，派遣機(jī)器人進(jìn)入化學(xué)污染區(qū)、核污染等危險(xiǎn)地區(qū)檢測(cè)污染程度，就可以在機(jī)器人上加上相關(guān)測(cè)量污染特性的檢測(cè)儀器；派遣機(jī)器人進(jìn)入災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)，可以探測(cè)傷亡人員情況，搜索通行道路，甚至可以由機(jī)器人引路，帶著被困人員撤離。這樣，一些原來只能由人來完成的危險(xiǎn)工作就可以派機(jī)器人去完成，防止了惡劣環(huán)境對(duì)人體的傷害。機(jī)器人在危險(xiǎn)場(chǎng)所是怎么工作的呢？唐教授介紹，當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境后，傳感器可以檢測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀況，并通過無線通信系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)情況傳送給機(jī)器人的主人。機(jī)器人能夠自主作出行動(dòng)決策，選取可通行的道路；也可隨時(shí)聽從主人的指揮和召喚。如果地面狀況過于復(fù)雜，還不怕摔打，可以翻跟頭打滾，跋山涉水都不在話下。唐振民教授在介紹爬壁機(jī)器人飛檐走壁的爬壁機(jī)器人這是一個(gè)長(zhǎng)寬都不到50厘米的“丑〞家伙，體重也不到5公斤，可不要看它其貌不揚(yáng)，它可是能飛檐走壁的爬壁機(jī)器人。在定位好的墻上準(zhǔn)確吸附，啟動(dòng)身上自帶的各種設(shè)備，就可以開始各種不同的工作啦。小到對(duì)建筑墻壁面檢測(cè)，也可以在墻壁面上進(jìn)行施工。這些都還只是簡(jiǎn)單的勞動(dòng)。還有一些復(fù)雜的“腦力〞勞動(dòng)。高層建筑失火，樓梯無法通行，消防員迅速啟動(dòng)爬壁機(jī)器人，對(duì)高層建筑的危險(xiǎn)火情進(jìn)行探測(cè)，并迅速將火情數(shù)據(jù)傳回，為消防員準(zhǔn)備判斷火情，進(jìn)行快速滅火或者救援提供最精確的幫助。發(fā)揮這些作用的就是爬壁機(jī)器人，這個(gè)小小的丑家伙，功能卻一點(diǎn)都不少，它要求具有吸附裝置、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、密封及數(shù)據(jù)采集、通訊、控制子四個(gè)子系統(tǒng)。其中吸附機(jī)構(gòu)是爬壁機(jī)器人關(guān)鍵子系統(tǒng)。根據(jù)吸附原理的不同，目前爬壁機(jī)器人主要有電磁吸附、仿生吸附及負(fù)壓吸附三種。其中電磁吸附爬壁機(jī)器人只能工作在鐵磁材料構(gòu)成的壁面上，如大型輪船或儲(chǔ)油罐壁面。仿生吸附原理與壁虎吸附類似，其吸附作用產(chǎn)生自剛毛與壁面的粘合力和抓著力。負(fù)壓吸附不但對(duì)壁面材料幾乎沒有特殊要求，而且具有吸附效率高、工作可靠性高及負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)，負(fù)壓吸附式爬壁機(jī)器人是目前乃至將來都具有廣闊應(yīng)用前景專用技術(shù)，是中小型爬壁機(jī)器人首選。除了高樓消防，它還可以為反恐偵察提供強(qiáng)有力的支撐唐教授說，最近十年來，研發(fā)具有爬壁能力的特殊機(jī)器人越來越受到重視，主要是用其代替人能在危險(xiǎn)或難以接近的壁面上從事必要的工作，提高工作效率。通過多年的技術(shù)積累，負(fù)壓式爬壁機(jī)器人的吸附技術(shù)已經(jīng)日漸成熟。南京理工大學(xué)在國家“863〞方案資金的資助下，關(guān)于爬壁機(jī)器人研究取得了一些重要進(jìn)展，唐教授介紹，由于實(shí)際中的典型壁面一般具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的越障技術(shù)是限制爬壁機(jī)器人應(yīng)用的瓶頸。在江蘇科技支撐方案的資助下，南京理工大學(xué)與寧滬高速公路公司合作，正在研制高架橋壁面缺陷檢測(cè)機(jī)器人。針對(duì)各種橋梁的使用情況，在人無法涉及的部位，對(duì)橋梁的使用情況提供檢測(cè)報(bào)告。唐教授還透露，具有專用特殊功能的爬壁機(jī)器人也處在研究之中。能判斷，會(huì)提醒的汽車平安“智能助理〞公路上，你駕駛的汽車沒有打轉(zhuǎn)向燈就偏離了正常行車道；你的車子和前方車輛超過平安距離；駕駛員東張西望不專心開車，甚至是駕駛員疲勞駕駛開始打盹，出現(xiàn)上述任何一種情況，都能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并主動(dòng)報(bào)警，提醒駕駛員注意，從而最大限度防止車禍的發(fā)生。這就是南理工研制的車輛主動(dòng)平安技術(shù)，這些功能相當(dāng)于給汽車配置了一個(gè)平安智能助理?！斑@項(xiàng)技術(shù)主要利用車內(nèi)、車外兩個(gè)普通的攝像頭，和嵌入式計(jì)算系統(tǒng)來幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警的。系統(tǒng)通過攝像頭獲取的行車道和前方車輛圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行汽車偏道與碰撞危險(xiǎn)數(shù)據(jù)分析，從而判定汽車是不是處于平安駕駛狀態(tài)，并對(duì)非正常駕駛發(fā)出報(bào)警，同時(shí)通過對(duì)駕駛員的人臉檢測(cè)和人眼狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)駕駛員狀態(tài)進(jìn)行分析，如果駕駛員處于疲勞狀態(tài)或不平安狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就自動(dòng)報(bào)警。〞該系統(tǒng)能同時(shí)適合白天道路環(huán)境和夜間道路環(huán)境。目前，國外的奧迪、寶馬和豐田等汽車廠商和研究機(jī)構(gòu)都在為他們的車型配置主動(dòng)平安系統(tǒng)。南京理工大學(xué)的這項(xiàng)汽車主動(dòng)平安技術(shù)正是針對(duì)這一需求展開的。唐振民教授介紹說，相比于國內(nèi)外采用探測(cè)雷達(dá)與雙目立體視覺技術(shù)，南理工在我國率先采用低本錢的單目視覺方法，在基于視覺信息處理的全天時(shí)駕駛員疲勞狀態(tài)檢測(cè)、全天時(shí)行道線檢測(cè)、以及前方車距檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破。這個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，也是江蘇省高技術(shù)研究方案支持研制的技術(shù)，目前正在與香港生產(chǎn)力促進(jìn)局合作進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化?！伴_展以預(yù)防為核心的現(xiàn)代汽車主動(dòng)平安技術(shù)，不僅成為現(xiàn)代交通領(lǐng)域的迫切要求，更是有效降低交通傷亡，減少特重大交通事故的有效手段。〞唐教授說。相關(guān)鏈接：實(shí)力支撐開展其實(shí)除了這些機(jī)器人，南理工計(jì)算機(jī)學(xué)院有著雄厚的科研實(shí)力，僅僅在智能機(jī)器人與智能系統(tǒng)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用與系統(tǒng)研制等方向形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整套技術(shù)。學(xué)校研制了國內(nèi)第一輛高速公路病害檢測(cè)車，獲2005年江蘇省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，十年來一直應(yīng)用于滬寧高速公路的日常檢測(cè)和維護(hù)；擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的圖像分析核心技術(shù)被應(yīng)用于銀行票據(jù)自動(dòng)處理軟件系統(tǒng)，以及新一代智能點(diǎn)鈔機(jī)研發(fā)，2023年獲教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等等。相關(guān)技術(shù)獲2023年國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。今年五月，江蘇省公安廳還和學(xué)校合作共建“社會(huì)公共平安重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室〞，開展智能機(jī)器人等相關(guān)領(lǐng)域的科技工程攻關(guān)、技術(shù)信息交流以及科技人才培養(yǎng)。因?yàn)橥怀龅膶?shí)力，今年3月，由中國科教評(píng)價(jià)網(wǎng)和中國科學(xué)評(píng)價(jià)研究中心共同發(fā)布了2023年中國研究生教育排行榜，南京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院憑借雄厚的科研實(shí)力和學(xué)科水平，該校的模式識(shí)別與智能系統(tǒng)專業(yè)位列全國第一。同時(shí)，為了培養(yǎng)世界一流的智能機(jī)器人研究人才，南京理工大學(xué)已經(jīng)和世界排名第一的卡耐基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院機(jī)器人研究所聯(lián)合合作培養(yǎng)雙碩士研究生，這個(gè)世界最著名的機(jī)器人研究所，以往每年在國內(nèi)只招收兩名左右的研究生，今年，南京理工大學(xué)6名同學(xué)獲得了卡耐基梅隆大學(xué)的研究生入學(xué)資格，到這個(gè)最好的機(jī)器人研究所接受教育。湖南大學(xué)〔第一屆冠軍〕湖南大學(xué)智能車湖南大學(xué)無人駕駛車輛預(yù)研工程組成立于2023年7月，與其他參賽隊(duì)伍不同的是，湖南大學(xué)無人駕駛車輛研發(fā)團(tuán)隊(duì)不是單一學(xué)院或?qū)嶒?yàn)室組成，而是依托機(jī)械工程、控制理論與控制工程等國家重點(diǎn)學(xué)科，在學(xué)?！?85工程〞、“211工程〞經(jīng)費(fèi)支持下，由學(xué)校研究院牽頭，采用行政和技術(shù)的“兩總〞工程管理模式組織計(jì)算機(jī)通信學(xué)院、機(jī)械工程與運(yùn)載學(xué)院、電氣與信息工程學(xué)院等單位有關(guān)力量50余人的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)開展聯(lián)合攻關(guān)。英國版：像外星飛船最近，一些人在英國倫敦希斯羅機(jī)場(chǎng)親眼目睹了許多輛無人駕駛汽車“優(yōu)爾特拉〞(ULTra)自動(dòng)駛離、抵達(dá)車站的奇妙場(chǎng)景。一輛輛車子魚貫而出，幾乎毫無噪音，一切都顯得井然有序。這種汽車由英國的先進(jìn)交通系統(tǒng)公司和布里斯托爾大學(xué)聯(lián)合研制，并于2023年投放希斯羅機(jī)場(chǎng)作為出租車運(yùn)送旅客。這種汽車可能會(huì)讓阻塞交通、汽油味難聞、擁擠不堪的公共汽車變成一種過時(shí)的交通工具。這種超前的獨(dú)立艙沒有駕駛員、也沒有喋喋不休的談話聲伴隨你的旅途，只有一個(gè)裝在墻上的按鈕。按鈕旁邊寫著“開始〞。無人駕駛汽車行駛在專用道路上該無人駕駛汽車有4個(gè)座位，形狀似氣泡，看起來就像一艘外星人飛船：這種汽車依靠電池產(chǎn)生動(dòng)力，而且乘客可以通過觸摸屏來選擇他們的目的地？它們的時(shí)速可達(dá)40千米，而且會(huì)自動(dòng)沿著其狹長(zhǎng)的道路系統(tǒng)行使。一旦乘客選擇好了目的地，控制系統(tǒng)會(huì)記錄下要求，并向艙車發(fā)送一條信息。隨后艙車會(huì)遵循一條電子傳感路徑前進(jìn)。在旅程期間，如果需要的話，乘客可以按下一個(gè)按鈕和控制人員通話。研究人員設(shè)想，到達(dá)希斯羅機(jī)場(chǎng)的乘客下飛機(jī)后，拿好行李并來到無人駕駛汽車的泊位。乘客使用智能卡和汽車上的觸摸屏選擇好目的地。只需等待10秒鐘，無人駕駛汽車就會(huì)帶乘客啟程。一路上汽車自動(dòng)適時(shí)選擇剎車、變換速度，應(yīng)對(duì)交通頂峰和出現(xiàn)障礙物等情況。它會(huì)中途不停車把乘客送回家并停好車。乘客到家后，只需把車子停在那里自行離開就好了。這種無人駕駛汽車要么就停在那里，要么就會(huì)被控制中心調(diào)度到其他需要用車的地方?？刂浦行谋ＷC每一輛無人駕駛汽車沿著一條路線行駛，確保它們之間不會(huì)發(fā)生撞車。英國利茲大學(xué)運(yùn)輸研究所的保羅·菲爾曼擔(dān)憂這款汽車潛在的“非人性化〞的影響。但是，他也相信，新款無人駕駛汽車的出現(xiàn)可能標(biāo)志著公共交通新時(shí)代的到來。ULTra無人車法國版：巡航導(dǎo)彈技術(shù)法國INRIA公司花費(fèi)十年心血研制出“賽卡博〞(Cycab)無人駕駛汽車，外形看起來像未來的高爾夫球車。該無人駕駛汽車車使用類似于給巡航導(dǎo)彈制導(dǎo)的全球定位技術(shù)，通過觸摸屏設(shè)定路線，“賽卡博〞就能把你帶到想要去的地方了。只不過給“賽卡博〞帶路的全球定位系統(tǒng)要比普通的全球定位系統(tǒng)功能強(qiáng)大許多。普通GPS系統(tǒng)的精度只能到達(dá)幾米，而“賽卡博〞卻裝備了名為“實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)GPS〞的特殊GPS系統(tǒng)，其精良高達(dá)1厘米。這款無人駕駛汽車裝有充當(dāng)“眼睛〞的激光傳感器．能夠避開前進(jìn)道路上的障礙物，還裝有雙鏡頭的攝像頭，來按照路標(biāo)行駛，人們甚至可以通過控嗣駕駛汽車，每一輛無人駕駛汽車都能通過互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行通信，這意味著這種無人駕駛汽車之間能夠做到信息共享，這樣多輛無人駕駛汽車能夠組成車隊(duì)，以很小的間隔順序行駛。該車也能通過交通網(wǎng)絡(luò)獲取實(shí)對(duì)交通信息，防止交通阻塞的發(fā)生在行駛過程中，該車還會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，提醒過往行人注意。法國Cycab無人駕駛汽車德國版：像普通轎車在德國漢堡一家公司應(yīng)用先進(jìn)的激光傳感技術(shù)把無人駕駛汽車變成了現(xiàn)實(shí)：這輛無人駕駛智能汽車名為“shelley〞，由普通轎車改裝而成，可以在錯(cuò)綜復(fù)雜的城市公路系統(tǒng)中無人駕駛。這歸功于車內(nèi)安裝的無人駕駛設(shè)備，包括激光攝像機(jī)、全球定位儀和智能計(jì)算機(jī)。在行駛過程中，車內(nèi)安裝的全球定位儀將隨時(shí)獲取汽車所在準(zhǔn)確方位。隱藏在前燈和尾燈附近的激光攝像機(jī)隨時(shí)探測(cè)汽車周圍180米內(nèi)的道路狀況，并通過全球定位儀路面導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)建三維道路模型。此外，它還能識(shí)別各種交通標(biāo)志，保證汽車在遵守交通規(guī)那么的前提下平安行駛。安裝在汽車后備箱內(nèi)的計(jì)算機(jī)將匯總、分析兩組數(shù)據(jù)，并根據(jù)結(jié)果向汽車傳達(dá)相應(yīng)的行駛命令。激光掃描器能夠探測(cè)路標(biāo)并提醒是否有車離開車道。在激光掃描器的幫助下，無人汽車便可以實(shí)現(xiàn)自行駕駛：如果前方突然出現(xiàn)汽車，它會(huì)自動(dòng)剎車：如果路面暢通無阻，它會(huì)選擇加速；如果有行人進(jìn)入車道，它也能緊急剎車。此外，它也會(huì)自行繞過停靠的其他車輛。奧迪TT-S雙門轎跑改造的無人車Shelley谷歌版：無人駕駛汽車該工程是塞巴斯蒂安-特龍〔SebastianThrun[4]〕的智慧結(jié)晶，這位43歲的斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室的主任是谷歌工程師和谷歌街景地圖效勞的創(chuàng)造者之一。2005年，他領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)由斯坦福學(xué)生和教師組成的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了斯坦利機(jī)器人汽車，該車在由美國國防部高級(jí)研究方案局〔DARPA〕舉辦的第二屆“挑戰(zhàn)〞〔GrandChallenge〕大賽中奪冠，該車在沙漠中行駛超過132英里〔212.43公里〕，因此贏得了由五角大樓頒發(fā)的200萬美元獎(jiǎng)金。而且，這一支由15位工程師組成的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)投身于此工程。另外，谷歌聘請(qǐng)了至少12人，并且這些人均沒有不良駕駛記錄，這局部員工坐在主駕座上以觀察汽車行駛狀況，他們每小時(shí)的薪酬為15美元或者更多。谷歌在此工程中使用了六輛普銳斯和一輛奧迪TTS。目前谷歌無人駕駛汽車已經(jīng)行駛超過20萬英里。技術(shù)人員表示：谷歌無人駕駛汽車通過攝像機(jī)、雷達(dá)傳感器和激光測(cè)距儀來“看到〞其他車輛，并使用詳細(xì)的地圖〔我們通過手動(dòng)駕駛車輛收集而來〕來進(jìn)行導(dǎo)航。我們的手動(dòng)駕駛車輛收集來的信息是如此巨大，我們必須將這些信息進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，谷歌數(shù)據(jù)中心將這一切變成了可能，它的數(shù)據(jù)處理能力是如些強(qiáng)大。目前所面臨的難題是自動(dòng)駕駛汽車和人駕駛的汽車如何共處而不引起交通事故的問題。2023年4月1