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無人車十余年后有望上路 技術(shù)和成本瓶頸待突破

http://bfqmb.cn 2011-02-15 15:03 來源:

  開車有時(shí)很無趣。在擁堵的高峰時(shí)段,人們希望從頻繁的剎車、起步中解脫出來,找到最快捷的路徑回家;在疲累的長途駕駛中,人們希望可以放心打盹,醒來已經(jīng)安全到達(dá)。

  “讓汽車自己開”讓人向往,但無人車還是被認(rèn)為離市場太遠(yuǎn)。不過,2010年10月,研發(fā)財(cái)力雄厚的網(wǎng)絡(luò)巨頭谷歌透露,該公司的自動駕駛樣車已經(jīng)不聲不響行駛了14萬英里。此舉令人感到疑惑,但該公司以往在Android、Youtube和DoubleClick方面投資的成功經(jīng)歷表明,該公司有能力將非搜索業(yè)務(wù)打造成新的重大營收來源。這讓無人駕駛技術(shù)的未來備受關(guān)注。

  無人車跑得還不錯(cuò)

  其實(shí)從上世紀(jì)80年代起,國外就開始研究無人駕駛技術(shù)。例如,美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研發(fā)的Navlab系列原型車覆蓋了小型客車、火車、多用途車、大型客車等多種車型。1995年,Navlab-5原型車橫穿美國,總行程4587公里,其中自主駕駛占98.2%,最長連續(xù)自主駕駛距離為111公里,全程平均速度為每小時(shí)102公里。又如,德國慕尼黑國防大學(xué)與奔馳公司合作的無人車也進(jìn)行了1600公里的長距離實(shí)驗(yàn),其中95%是自動駕駛,執(zhí)行了400多次換道操作。

  2007年,美國國防預(yù)先研究計(jì)劃局(DAPAR)舉行了名為Grand Challenge的比賽,這是無人駕駛技術(shù)發(fā)展史中里程碑式的事件。在完全模仿城市道路的環(huán)境里,11支代表隊(duì)脫穎而出,參與了最后的決賽。主辦方在賽場內(nèi)安排了30輛有人駕駛的汽車模仿實(shí)際路況。賽程全長96公里,限時(shí)6小時(shí)。最后,斯坦福大學(xué)第一個(gè)沖過終點(diǎn),緊隨其后的是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)。但比賽的評獎并非單純依照行駛時(shí)間,而是綜合考慮安全性和穩(wěn)定性,最后卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和斯坦福大學(xué)分列第一和第二。共有6支隊(duì)伍走完了全程,結(jié)果非常令人鼓舞。

  據(jù)報(bào)道,谷歌的無人車研制計(jì)劃就是吸收了斯坦福大學(xué)和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科研人員。

  2010年7月,意大利帕爾瑪大學(xué)研制的無人車穿越兩大洲,行程1.3萬公里,于10月底抵達(dá)上海參加世博會。不過,這次實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是兩輛車搭配,第一輛車由人駕駛,通過GPS導(dǎo)航系統(tǒng),向第二輛車報(bào)告定位。

  在我國,國防科技大學(xué)、南京理工大學(xué)、浙江大學(xué)和清華大學(xué)等多家單位也很早開始跟蹤和研究無人駕駛技術(shù)。其中,清華大學(xué)研制的智能車THMR-V,車道線自動跟蹤時(shí)平均速度每小時(shí)100公里,最高速度達(dá)到每小時(shí)150公里。一汽和國防科技大學(xué)以紅旗轎車為原型合作研發(fā),在正常交通情況下,高速公路上行駛的紅旗轎車自主駕駛最高穩(wěn)定速度為每小時(shí)130公里,最高峰值自主駕駛速度為每小時(shí)170公里,具有超車功能。而且控制部件實(shí)現(xiàn)了小型化,和原車系統(tǒng)融為一體,保持了車廂原有風(fēng)格。

  2008年,國家自然科學(xué)基金委設(shè)立了與智能汽車技術(shù)有關(guān)的重大研究計(jì)劃“視聽覺信息的認(rèn)知計(jì)算”。在2009年和2010年,基金委發(fā)起、主辦了兩屆中國“智能車未來挑戰(zhàn)”比賽。每屆比賽都有十余家單位派人、派車參加,競爭激烈。

  技術(shù)和成本瓶頸待突破

  不過,盡管目前已經(jīng)有不少無人車跑出了不錯(cuò)的成績,但在對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性、運(yùn)行的可靠性以及成本控制等方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,而這些恰恰是無人車在正式推向市場時(shí)必須面對的重要問題。在這些問題沒有根本解決之前,廠商和顧客都無法打消相關(guān)顧慮。

  首先,無人車上路最重要的是可靠性和安全性,尤其是方向、油門、剎車等控制系統(tǒng)和攝像機(jī)、激光雷達(dá)等檢測部件。眾所周知,汽車的工作溫度要求是十分苛刻的,從零下數(shù)十度到零上數(shù)十度,而常用的傳感器如攝像機(jī)、工控機(jī)等的工作溫度一般也就在零度到50度之間,遠(yuǎn)不能滿足可靠性要求,急需采用新技術(shù)、新方法和新材料。

  無人車輛的研制應(yīng)盡早與汽車行業(yè)協(xié)作或結(jié)合,以汽車的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝,以提高新增的無人車設(shè)備、裝置的可靠性。

  另外,無人車使用的各種傳感器、計(jì)算機(jī)在性能、技術(shù)方面比10年前有了長足進(jìn)步,價(jià)格也大幅降低,尤其計(jì)算機(jī)的降價(jià)更是明顯和突出。盡管如此,當(dāng)前無人車設(shè)備或裝置的價(jià)格仍居高不下,民眾難以承受。購買1臺紅外攝像機(jī)或激光雷達(dá)約需數(shù)萬元到數(shù)十萬元,而購買1輛低檔汽車也只需幾萬元。

  特別是對于我國而言,現(xiàn)在無人車使用的攝像機(jī)、雷達(dá)等產(chǎn)品幾乎全部依靠進(jìn)口。國家應(yīng)該加大投入,加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,加強(qiáng)原材料研究,建立較齊全的無人車用的傳感器生產(chǎn)基地。

  就當(dāng)前技術(shù)水平來看,逐漸將無人車研制過程中形成的科技成果轉(zhuǎn)化為對現(xiàn)有汽車的部分改進(jìn),應(yīng)該是一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)耐緩健J聦?shí)上,手動擋到自動擋的轉(zhuǎn)變、倒車?yán)走_(dá)、基于車載攝像機(jī)的道路檢測等汽車輔助駕駛技術(shù)都相繼在商用汽車上獲得了成功應(yīng)用。輔助駕駛系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,有利于無人車零部件提高產(chǎn)量、降低成本。而且隨著這些技術(shù)的逐漸應(yīng)用,無人駕駛將在潛移默化中成為現(xiàn)實(shí),人們會覺得無人駕駛汽車是一件正常的事情。

  如果樂觀地估計(jì),可能在十余年之后,我們可以看到無人車真正上路。

  法律倫理:建立標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵

  除了技術(shù)原因,無人車的法律倫理問題同樣提出了新的挑戰(zhàn)。無人車本質(zhì)上屬于智能機(jī)器人的范疇,應(yīng)當(dāng)遵守著名的“機(jī)器人三原則”:

  第一,機(jī)器人不應(yīng)傷害人類,而且不能忽視機(jī)器人傷害人類;

  第二,機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令,與第一條違背的命令除外; 第三,機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己,與第二條相抵觸者除外。

  盡管從目前來看,考慮這些因素有點(diǎn)為時(shí)過早,畢竟,無人車遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到能與人類爭奪控制權(quán)的階段,但在這項(xiàng)技術(shù)逐步成熟并商業(yè)化和市場化的過程中,如果缺乏對法律責(zé)任的明晰界定,這對無人車推向市場是一個(gè)重大制約。

  至于法律責(zé)任如何界定,目前仍然是一個(gè)爭論不休的問題。但遵照任何產(chǎn)品走向市場的規(guī)律,一個(gè)基本前提就是:無人車要走向市場,必須建立相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),符合標(biāo)準(zhǔn)的無人車才能上路。

  當(dāng)前,世界各國都在加緊研制無人車,這對標(biāo)準(zhǔn)的形成非常有利;我國目前也在迎頭跟上,這對我國在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中建立地位也非常有利。但是,與國外不同,國內(nèi)研制無人車的科研機(jī)構(gòu)總體上與汽車制造企業(yè)聯(lián)系不足,或者說汽車制造企業(yè)對無人駕駛的興趣不大,這一問題值得重視。因?yàn)闊o人車標(biāo)準(zhǔn)的制定離不開汽車制造企業(yè),而如果技術(shù)一旦成熟,無人車也關(guān)系到汽車制造企業(yè)的生死存亡。

  此外,由于在行駛過程中無人駕駛狀態(tài)與有人駕駛狀態(tài)往往交替進(jìn)行,因而一旦出現(xiàn)事故,其責(zé)任界定將非常困難。這可能需要在無人車輛中安裝功能強(qiáng)大的黑匣子,以便事故后通過數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行責(zé)任界定。如果是車內(nèi)人員操作失誤,其責(zé)任必然歸于該操作員;但如果確是在無人駕駛過程中出現(xiàn)的事故,那責(zé)任只能由無人駕駛車輛的生產(chǎn)廠商承擔(dān)。

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