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文 ▍韦波
如今,“无人驾驶技术”是一个人尽皆知的高逼格名词。当大家都在谈论这项新技术的时候,你高冷地站在一旁,咳嗽一声,用指甲敲敲桌子:“你们知道茴香豆的茴字有几种写法吗?”——错了错了,是“你们知道无人驾驶技术的发展史吗?”
如此顿时令人肃然起敬,逼格爆棚!为了成功地强行装逼,今天我们的装逼课堂就有请波哥为大家讲一讲无人驾驶技术的发展史,大家呱唧呱唧!
什么是无人驾驶技术?
在上课之前,我们首先要弄明白什么是“无人驾驶”。
早在1925年的时候,一家名为“Houdina”的无线电控制技术公司就在当时市售车的基础上弄出了一辆通过无线电进行遥控行驶的汽车。但是就根本意义而言,这辆车的遥控设备终端也必须由人来操作,这和几年前比亚迪速锐可通过车钥匙遥控行驶在本质上是一致的,因此不能被定义为“无人驾驶”。
“无人驾驶”技术的核心是编程化,即在整个驾驶过程中,系统必须脱离人类意识干预进行独立工作。所谓的智能自动驾驶,其实也属于“编程化”的范畴。
Who最早提出了无人驾驶技术?
答案是美国人。
有不少媒体说,著名的“机器人三定律”的提出者,是与儒勒·凡尔纳、赫伯特·乔治·威尔斯并称为“科幻小说三巨头”的艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov,1920~1992)。
在其所创作的短篇小说《神奇的汽车——萨莉》中,描写了一辆不堪人类虐待奋起反抗,且具备人工智能的无人驾驶汽车,在人类历史上首次提出了“无人驾驶”概念。
然而这个答案是错误的。
1940年,美国工业设计师诺曼·贝尔·格迪斯(Norman Bel Geddes,1893~1958)在一场名为“建设明天的世界”的博览会中,代表通用汽车公司设计了“未来世界”展台,为未来的美国设计出环绕交错、贯穿大陆的高速公路,并预言未来的美国人“将通过一条新型高速公路在24小时内横穿整个大陆,他们乘坐的是一种全靠按钮操作而不需要人驾驶的新式汽车。”
换句话说,格迪斯才是无人驾驶技术概念的最早提出者,而阿西莫夫的短篇小说《神奇的汽车——萨莉》,其完成时间在1940年之后。
Who第一次尝试开发无人驾驶技术?
上世纪50年代初期,美国无线电公司在实验室中研发一种全新概念技术,即利用铺设在地面上的电线进行车辆行驶方向引导以及车速控制,从而实现无人驾驶。1958年,该公司在一块试验场地上成功进行了无人驾驶实车验证。
此后,英国人也开始了进行这样的实验,只不过他们在路上铺设的不是电线,而是由永磁铁片组成引导线,其控制精度更加精准,设计车速也更快。
不管是道路上铺设的是电线还是磁铁片,其技术本质都是一样的,这种以道路电磁引导为技术开发方向的“无人驾驶”技术尽管完全不具备实际应用价值,但却是当时科学家基于当时技术条件下所能想到的“无人驾驶技术的最佳解决方案”。
阿兵哥开启无人驾驶技术的新纪元!
随着集成电路、计算机以及卫星定位技术的逐渐成熟,道路电磁引导式无人驾驶技术的研究也逐渐走到尽头。都说最先进的科技在阿兵哥手里,这句话一点不假,例如原子能技术最初就是以原子弹作为产品呈现。
由于美国大兵最怕死,DARPA美国国防部高级研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency)早在1984年就启动了ALV自主陆上车辆 (Autonomous Land Vehicle)计划,目的在于研究具有无人驾驶能力和人工智能的陆地军用机器人。
必须强调的是,美军GPS系统始于1973年,1984年正是第11颗GPS卫星上天,GPS系统正式开始服役的一年。该机器人采用激光雷达来识别道路,依靠GPS进行导航,并通过小型化的短波雷达来发现前方突然出现的障碍物并自动刹车——这其实就是现在ACC自适应巡航系统的核心技术。
ALV项目研究持续了5年,由于成果有限以及国会削减经费而被迫中止。
梅赛德斯-奔驰公司在1987年开始和西德(联邦德国)军方科研机构合作,开发无人驾驶车辆,其技术相对DARPA的ALV项目更为成熟,除了同样具备GPS导航和雷达探测技术之外,最大的进步就在于采用摄像头和计算机图像处理系统对道路进行识别——这也是当今车道保持系统的雏形。
此后无人驾驶技术的发展进入了一段瓶颈期,并一直持续到2003年伊拉克战争的爆发。尽管美军很快占领了伊拉克全境,但却在多如牛毛的路边炸弹或地雷的袭击中伤亡惨重,鉴于此,美国希望到2015年的时候,美军三分之一的陆上交通工具实现完全的“机器人化”。
在这个前提下,DARPA想到利用高校的科研力量来加速无人驾驶技术的发展,并于2004年首次组织了DARPA完全挑战赛(DARPA Grand Challenge),比赛规则要求参赛的机器人只能依靠GPS来引导行驶,并依靠传感器或摄像头来绕开天然障碍物,从而通过230公里长的纯天然沙漠地带。
美国诸多一流高校被丰厚奖金所吸引而报名参赛,然而遗憾的是,没有一辆无人驾驶汽车能完成比赛。尽管如此,该赛事依然可以被视为是现代无人驾驶技术发展的里程碑。
2005年,第二届DARPA完全挑战赛获得了成功,斯坦福大学改装的大众途锐无人驾驶汽车获得冠军,卡内基梅隆大学屈居第二。至此,无人驾驶技术开始了飞跃式的发展。在这里必须强调一下,现在谷歌的无人驾驶技术,正是源于斯坦福大学。
从2007年第三届比赛开始,该项赛事更名为DARPA城市挑战赛(DARPA Urban Challenge),无人驾驶技术开始从军方需求向民用领域发展。卡内基梅隆大学、斯坦福大学、佐治亚理工大学和斯坦福大学夺得前四名。不过第三届比赛结束之后,该项赛事却陷入停摆。
V2X技术将是无人驾驶技术的新方向
2007年的DARPA城市挑战赛上,纽约康奈尔大学和麻省理工学院的无人驾驶汽车在众目睽睽下发生了道路碰撞事故,这让科学家们开始考虑另外一个问题——那就是无人驾驶汽车的人工智能做到极致,也就相当于人脑的水平,然而在拥挤的写字楼或地铁中,人们在行走或奔跑时发生相互碰撞的的情况并不鲜见。
究其原因,就是“人心隔肚皮”,人类相互之间无法了解他人的意图,进而无法对他人的行为做出预测。这就说明,单纯的无人驾驶技术并不能绝对规避交通事故,如果无人驾驶技术失去安全意义,也就是然并卵了。
V2X技术因此应运而生。V2X其实就是“Vehicle to X”的缩写,这里的X意义广泛,可用于指代人、自行车、汽车。作为一项具有强烈社会属性的新技术,V2X技术的意义在于提升无人驾驶技术的安全性以及城市整体交通效率。
V2X使用车联网系统让汽车与汽车之间、汽车与行人之间、汽车与自行车之间形成有效沟通,例如,在视线受阻的弄堂口,最容易发生的事故隐患就是其它车辆、自行车或行人快速通过弄堂口,在这种情况下,无人驾驶汽车上安装的所有类型的监测传感器由于弄堂口建筑的阻碍,都无法探知危险隐患的存在。
如果行人或骑车人所携带的手机,以及所有车辆的车联网终端都具备V2X通信技术,就会相互告知自己的位置,这个时候V2X将会计算事故概率并指挥无人驾驶汽车减速甚至是刹停,从而避免事故发生。
此外在公路上,如果前方车辆急刹车,V2X系统也会立即收到前方车辆发出的急刹车信息,进而采取急刹车动作,避免追尾。高速公路上所有无人驾驶汽车如果有V2X技术作为辅助,就可在120km/h车速下,实现相互之间车距10米的跟车行驶,极大提升交通效率。
理论上V2X技术可以将人为交通事故的隐患降至0。
无人驾驶技术的法律障碍
目前,无人驾驶技术在欧盟国家以及美国一些州还存在法律障碍。欧盟交通法律规定,汽车必须由持有相应驾照的司机驾驶,任何人不得以任何理由接管驾驶权。很显然,无人驾驶技术属于非人类,而且就算被当作人看,也不可能“持有相应驾照”,更不可以接管驾驶权。
美国一些州也有类似的法律,所以,配备无人驾驶系统的戴姆勒Freightliner Inspiration卡车只能在没有该法律限制的内华达州上路。不过这个问题未来不难解决,因为法律是人定的。
好了,波哥关于无人驾驶技术发展历程的装逼课堂就到此为止了,期望同学们下课后多加温习,期望各位在未来当和亲友同事闲谈扯到这个话题的时候,装出一手好逼。
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