西南首辆无人车成都造 无人驾驶离我们还有多远

04.01.2016  16:06

无人驾驶车的研发者蒋涛。

当有人突然出现在无人车的前面,距离很近时,汽车会自动停下。

开栏语

实践出新知,动手揭真相。在这个信息爆炸的时代,信息有意无意地将我们裹挟,有用的、没用的都进入生活。然而,天然的好奇心促使我们对一些信息发出疑问,“真的假的?”“为什么呢?”“能行吗?”今后,这些或有趣或无厘头的疑问就交由“华西实验室”解答。在这个实验室,我们会用严谨的态度,对待您的疑问;用科学的方法,努力接近真相。

2015年12月29日上午,成都信息工程大学内,一辆SUV汽车缓缓驶过金工楼。见迎面有来车,这辆车慢慢靠右,等待错车,紧接着又停了下来。

然而,来车的驾驶员也将车停了下来,一阵错愕。因为,他已经看到,这辆 SUV 的驾驶室内,空无一人!

这辆SUV由成都信息工程大学蒋涛教授研发,是西南地区自主研发的第一台无人车。目前,这辆无人车跟着人走,它不会被人带沟里;遇到障碍,它会成功绕开或者紧急制动;设定终点,它能寻找最佳路线抵达。

如此智能,无人驾驶究竟离我们还有多远?蒋涛告诉记者,目前无人驾驶限于技术的成熟度和法律禁区,还只能用于一些特殊领域。但如主动安全、智能泊车等无人驾驶的部分技术,已经走进了人们的生活之中。

实验

遛车实验

无人车会被带沟里吗?

锁定带路人 汽车自己打盘子跟着转向

无人驾驶汽车、自动选择最优路径、能够主动避障……这一切,是怎么做到的?

2015年12月29日上午10点过,蒋涛和学生们再次把他的改装的SUV开出金工楼。这次,他们首先要实验的是无人驾驶跟踪技术。即:锁定一位领路者,然后跟着领路者的线路行驶。一方面,这个实验是考察这辆无人车的跟踪能力。更为重要的是,实验者通过各种突发情况的设定,看无人车能不能自主进行判断。简单地说,看无人车会不会被领路人带沟里。

实验开始,大二学生李森林坐在驾驶位置,检查刹车、油门、方向盘的状态是否正常,然后在电脑上输入指令,把驾驶的控制权交给计算机。研二学生郭奕璀则操控起置于车尾的计算机。

“激光雷达正常”、“组合导航系统正常”、“中央控制器正常”……“可以启动!”郭奕璀让领路者站在车身正前方五六米处,“左右动一下!ok,锁定成功!挂挡……松手刹!”李森林跳出驾驶室,关上车门。这时候,现场已经响起掌声。因为,无人车已经跟着领路者缓缓移动,速度在7码左右,领路人转向,无人车的方向盘也跟着飞转。在旁人看来,这一幕就像是领路人领着他的宠物在校园内遛弯一样。

“校园中人流量大,为了安全起见,我们关闭了油门控制系统,只让它怠速行驶。”蒋涛说。

行驶了近百米后,无人车迎来了挑战。领路者突然改变线路,朝道路右侧的绿化带走去。无人车先是朝右打了一下方向盘,就在快要撞到路沿时,却紧急停了下来。“我们就是想在实验阶段把问题都暴露出来,把它往沟里带,但它通过了这次考验。”蒋涛说。

巡航实验

突遇障碍物咋处理?

设定目的地 汽车走最佳路线抵达终点

“遛车”实验结束后,蒋涛等人又做起了巡航实验。即:实验者为无人车设定好终点,由无人车自行计算路线到达终点。蒋涛的两名学生分别检查了激光雷达、组合导航系统及中央控制器。不同的是,郭奕璀又为无人车设定了终点。整个路线图形似一个长方型,长约500米,途经4个弯道。

实验开始后,无人车按照自己计算出的路线朝着终点行驶,李森林、郭奕璀两人则一左一右跟着无人车慢跑。如途中出现任何意外,两人均可以随时准备紧急制动。为了检测车的避障功能,郭奕璀突然跳到无人车的右前方。让人惊奇的是,在经过他的时候,无人车没有减速,而是自动将方向盘往左一打,再向右回方向盘,迅速地绕过他继续前行。如果障碍物出现在车身正前方,左右都绕不过去,无人车又会怎样处理呢?郭奕璀再次进行测试,他直直地站在路中央,校园的路并不宽,左侧还停了一排车,右边是高了一个台阶的人行道,是怎么都绕不过去的。当无人车在距离他还有一两米的距离时,采取了紧急制动。

再次启动后,无人车顺利绕过4个直角弯道,抵达终点。在实验过程中,记者发现,每次到弯道时,无人车都会略有迟疑。“它是在寻找最佳驾驶路线,一般来说,它会选择最近的路线。”蒋涛说。

解密

“无人车的原理跟人一样,眼睛把看到的信息传递给大脑,大脑做出相应判断,给手脚发指令,手脚做出相应动作。”蒋涛说。

“眼睛”

激光雷达190度采集信息

这辆车有5只“眼睛”,长在车顶。两个大一点的是“激光雷达”,3个小一点的摄像头是“立体视觉系统”。视觉广度为190度,可以精确探测到视觉里80米以内的所有物体。5只“眼睛”采集到的信息会形成三维图像出现在副驾的电脑屏幕上,而对于距离的判断,则要通过无人车测算出视觉范围内的物体与车身的距离,然后根据距离作出路径规划和决策。

“大脑”

运用火星探测器“寻路算法”

无人车的“大脑”,装在后车厢,是个长约45cm,宽约40cm的大铁箱子,重一二十公斤。这个铁箱子通过各种线路跟“眼睛”相连。这个铁箱子看作是这辆车最核心的“中央控制器”,负责环境感知、路径规划、自主导航。“在研发过程中,这个中央控制器是最复杂的。”蒋涛说,在经历无数次实验后,最终用到类似火星探测器的“寻路算法”,从而解决了机器人探路的问题。

“手脚”

智能控制油门刹车力度和方向

在“大脑”旁边,是一个稍微小一点的铁箱子,被称为“底层控制系统”。按照蒋涛的说法,这相当于人的手和脚,直接连接车的方向盘、油门和刹车。经过运算后,中央控制器会发出踩油门的力度、刹车力度或者方向的转动角度等指令,然后这些指令会实时通过连接线路传输到这个底层控制系统。

对话

最高时速80公里,“无人泊车”好方便

华西都市报:研发到现在这一步,您花了多长时间?

蒋涛:最早探索是在八年前,然后去德国锡根大学攻读博士学位。2007年和2010年,我们团队两次参加欧洲陆地机器人大赛,其中2007年获得冠军,这极大地增强了我的信心。这一辆是在2015年国庆时期才真正完成的,其间经历了上千次实验。

华西都市报:您研发的无人车成熟度如何?哪些地方还需提高?

蒋涛:算是比较成熟了,在特定的环境中,时速跑60公里到80公里都问题不大。但下一步还需在重建高精度地图、让机器感知更为精确和智能,以及安全性能上下功夫。

华西都市报:您研发的无人驾驶车辆,可用在哪些领域?

蒋涛:目前来看,还主要是作为人类的辅助,运用在消防、变电站巡检、应急救援和国防安全等一些特殊的领域。

华西都市报:真正实现无人驾驶,距离我们还有多远?

蒋涛:事实上,无人驾驶技术已经局部运用到了汽车工业上,如主动安全和智能泊车等。但真正做到无人驾驶,还有很漫长的路要走,技术成熟度是一个方面,无人驾驶在伦理和法律法规上也需要考量。华西都市报记者吴柳锋 张菲菲摄影 张磊