無(wú)人駕駛汽車能否讓城市通暢(組圖)

　　這些模型或許就是明天的選擇。資料圖片

　　無(wú)人駕駛的智能出租車自動(dòng)鎖定乘客呼叫位置，只需說(shuō)出目的地，它就能從城市交通網(wǎng)絡(luò)中獲取信息，避開擁堵路段、自動(dòng)選擇最佳路線；假如幾個(gè)人愿意“拼車”，智能出租車能安排合理的行駛路線；假如有人喜歡自己操縱，只需一個(gè)按鈕，智能出租車瞬間轉(zhuǎn)換成人工駕駛的“私家車”……優(yōu)化交通、減少事故、緩解擁堵和節(jié)能減排，這就是由無(wú)人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)共同構(gòu)成的智能交通系統(tǒng)，它將給我們帶來(lái)全新的城市智能交通生活。

　　無(wú)人駕駛汽車興起

　　真實(shí)版的無(wú)人駕駛智能汽車已經(jīng)上路，并且可能在不久后進(jìn)行推廣。

　　從2004年開始，美國(guó)和歐洲各國(guó)就以舉辦無(wú)人駕駛汽車比賽的方式，推動(dòng)該技術(shù)的發(fā)展。近來(lái)，德國(guó)自由大學(xué)的MIG無(wú)人駕駛汽車、意大利帕爾馬大學(xué)的無(wú)人駕駛汽車和美國(guó)谷歌公司的無(wú)人駕駛汽車，都紛紛開始上路測(cè)試。谷歌的無(wú)人駕駛汽車更是引起了人們極大的關(guān)注，它獲得了美國(guó)內(nèi)華達(dá)州機(jī)動(dòng)車輛管理局發(fā)出的首張?jiān)S可證允許檢測(cè)無(wú)人駕駛汽車在擁擠的街道和高速公路等不同交通狀況中的應(yīng)對(duì)情況。

　　谷歌無(wú)人駕駛汽車的進(jìn)展既證明了相關(guān)研究的可行性，也提供了將研究實(shí)用化的新思路。無(wú)人駕駛汽車以谷歌街景提供的地理環(huán)境和電子地圖為導(dǎo)航，以道路拓?fù)鋽?shù)據(jù)路網(wǎng)為約束條件，結(jié)合地圖存儲(chǔ)的、預(yù)知的道路標(biāo)志標(biāo)線、路口交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志和動(dòng)態(tài)交通信息等，對(duì)感知與識(shí)別的目標(biāo)進(jìn)行預(yù)瞄處理，降低識(shí)別難度并提高處理速度。通過(guò)車載相機(jī)和激光雷達(dá)等傳感器檢測(cè)道路的路面幾何特征，融合多傳感器信息進(jìn)行驗(yàn)證，在保證實(shí)時(shí)性的同時(shí)提高道路可行駛范圍檢測(cè)的可靠性，提高了交通安全和復(fù)雜交通環(huán)境下的行駛能力。

　　在國(guó)內(nèi)，無(wú)人駕駛汽車研究也如火如荼：以國(guó)家自然科學(xué)基金委“視聽覺信息的認(rèn)知計(jì)算”重大研究計(jì)劃為依托，在2009年至2011年間已舉辦了三屆“中國(guó)智能車未來(lái)挑戰(zhàn)賽”，國(guó)內(nèi)頂尖研究機(jī)構(gòu)均派車參賽。2011年在鄂爾多斯召開的比賽中，國(guó)內(nèi)無(wú)人駕駛汽車也從封閉道路走向真實(shí)道路為了實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)無(wú)人駕駛汽車的綜合評(píng)測(cè)，這些車輛需要通過(guò)約10公里長(zhǎng)、設(shè)有交通信號(hào)識(shí)別、障礙物避讓、匯入車流和U型轉(zhuǎn)彎等測(cè)試內(nèi)容的真實(shí)城區(qū)道路。

　　無(wú)人駕駛，如何駕駛？

　　汽車是交通的載體，未來(lái)的城市智能交通系統(tǒng)中，智能汽車必然是核心元素，它會(huì)給未來(lái)的城市生活帶來(lái)巨大變化。

　　智能汽車，具備了環(huán)境感知、定位與導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、智能決策和車輛控制等基本功能。它可以通過(guò)“眼睛”視覺傳感器獲得車道線、交通信號(hào)、行駛區(qū)域內(nèi)的動(dòng)靜態(tài)障礙物、典型路口描述等環(huán)境信息，再結(jié)合定位與導(dǎo)航模塊提供的位置信息，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊進(jìn)行車輛局部路徑和全局路徑的規(guī)劃。在感知環(huán)境基礎(chǔ)上，它的“大腦”決策模塊結(jié)合車輛狀態(tài)和行駛?cè)蝿?wù)進(jìn)行推理和決策，最后通過(guò)車輛控制模塊輸出決策結(jié)果。至此，智能汽車就可以順著這條安全、便捷的路線自主行駛。

　　更進(jìn)一步，智能汽車會(huì)按照交通法規(guī)自主行駛，自動(dòng)識(shí)別交通標(biāo)志、標(biāo)線和信號(hào)燈，并根據(jù)前方交通狀況自動(dòng)選擇跟車、換道或超車。在交叉路口和關(guān)鍵路段，路側(cè)安裝的視頻傳感器檢測(cè)交通事件并獲得交通流量信息，通過(guò)交通信號(hào)控制器實(shí)現(xiàn)交叉路口信號(hào)優(yōu)化，并與智能車輛實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同。在智能交通系統(tǒng)中，路口之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，交通管理和服務(wù)中心通過(guò)服務(wù)實(shí)現(xiàn)更高層的交通管控，人車路中心達(dá)到協(xié)同，提高交通安全、緩解交通擁堵和節(jié)能減排的城市交通協(xié)調(diào)優(yōu)化得以實(shí)現(xiàn)。

　　在這方面，中科院自動(dòng)化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目前已經(jīng)取得了交通平行管控、人工交通系統(tǒng)、交通信號(hào)控制、汽車電子及智能車輛測(cè)評(píng)平臺(tái)等多項(xiàng)研究成果。

　　智能交通是個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)

　　盡管無(wú)人駕駛的智能汽車紛紛上路檢測(cè)，但要真正實(shí)現(xiàn)智能城市交通，無(wú)人駕駛汽車如何與有人駕駛車輛共處而不會(huì)引發(fā)交通事故，還是個(gè)難題。這個(gè)難題得到解決，無(wú)人駕駛汽車才能真正融入未來(lái)交通生活。

　　“交通問(wèn)題不僅是技術(shù)問(wèn)題，還是社會(huì)和管理問(wèn)題。”

　　為了解決這個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，中科院自動(dòng)化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員結(jié)合研究員王飛躍提出的人工系統(tǒng)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)和平行執(zhí)行的ACP理論，通過(guò)研發(fā)人工交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上模擬每個(gè)智能交通參與者，從而模擬整個(gè)城市交通生活；通過(guò)人工交通系統(tǒng)開展大規(guī)模計(jì)算實(shí)驗(yàn)，從而學(xué)習(xí)、改進(jìn)和驗(yàn)證各種交通管控模型。

　　此外，他們還構(gòu)建了一個(gè)智能車輛測(cè)評(píng)平臺(tái)，一個(gè)車與車、車與交通環(huán)境互聯(lián)的室內(nèi)縮微交通環(huán)境，作為實(shí)際交通之外的平行系統(tǒng)，研究車輛智能駕駛、多車交互、對(duì)實(shí)際交通進(jìn)行微觀模擬實(shí)驗(yàn)與模型驗(yàn)證，以此為基礎(chǔ)開展更大規(guī)模的交通平行系統(tǒng)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)。

　　最終，通過(guò)人工交通和實(shí)際交通的平行執(zhí)行，通過(guò)車路協(xié)同和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高了交通系統(tǒng)的智能化水平；通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)功能來(lái)優(yōu)化交通流、提高交通效率、減少交通事故并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。這一方法借助于人工交通與實(shí)際交通系統(tǒng)的平行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了“車內(nèi)簡(jiǎn)單，車外復(fù)雜”，實(shí)現(xiàn)智能車輛在復(fù)雜交通場(chǎng)景下的自主行駛，將智能車輛與智能交通系統(tǒng)聯(lián)成整體。

　　在十年前，人們還無(wú)法想象互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)能給生活帶來(lái)什么影響，今天，人們也無(wú)法預(yù)測(cè)智能車輛將給城市交通帶來(lái)多大的便利和智能服務(wù)。不過(guò)，一些智能交通研究成果將會(huì)逐步應(yīng)用。例如，智能出租車技術(shù)將會(huì)提高車輛使用效率、極大減少路上的車輛，從而緩解交通擁堵。未來(lái)的智能汽車還會(huì)在形成交通擁堵之前就獲得緩解擁堵的行車路線，并在擁堵路段獲得行駛指導(dǎo)，減少事故，優(yōu)化交通。

　　也許，這些很快都將能在云計(jì)算支持的智能交通系統(tǒng)輔助下完成。

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