無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

　　無人駕駛的智能出租車自動鎖定乘客呼叫位置，只需說出目的地，它就能從城市交通網絡中獲取信息，避開擁堵路段、自動選擇最佳路線；假如幾個人愿意“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，只需一個按鈕，智能出租車瞬間轉換成人工駕駛的“私家車”……優化交通、減少事故、緩解擁堵和節能減排，這就是由無人駕駛汽車、車聯網和云計算技術共同構成的智能交通系統，它將給我們帶來全新的城市智能交通生活。

　　無人駕駛汽車興起

　　真實版的無人駕駛智能汽車已經上路，并且可能在不久后進行推廣。

　　從2004年開始，美國和歐洲各國就以舉辦無人駕駛汽車比賽的方式，推動該技術的發展。近來，德國自由大學的MIG無人駕駛汽車、意大利帕爾馬大學的無人駕駛汽車和美國谷歌公司的無人駕駛汽車，都紛紛開始上路測試。谷歌的無人駕駛汽車更是引起了人們極大的關注，它獲得了美國內華達州機動車輛管理局發出的首張許可證允許檢測無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對情況。

　　谷歌無人駕駛汽車的進展既證明了相關研究的可行性，也提供了將研究實用化的新思路。無人駕駛汽車以谷歌街景提供的地理環境和電子地圖為導航，以道路拓撲數據路網為約束條件，結合地圖存儲的、預知的道路標志標線、路口交通信號燈、交通標志和動態交通信息等，對感知與識別的目標進行預瞄處理，降低識別難度并提高處理速度。通過車載相機和激光雷達等傳感器檢測道路的路面幾何特征，融合多傳感器信息進行驗證，在保證實時性的同時提高道路可行駛范圍檢測的可靠性，提高了交通安全和復雜交通環境下的行駛能力。

　　在國內，無人駕駛汽車研究也如火如荼：以國家自然科學基金委“視聽覺信息的認知計算”重大研究計劃為依托，在2009年至2011年間已舉辦了三屆“中國智能車未來挑戰賽”，國內頂尖研究機構均派車參賽。2011年在鄂爾多斯召開的比賽中，國內無人駕駛汽車也從封閉道路走向真實道路為了實現對我國無人駕駛汽車的綜合評測，這些車輛需要通過約10公里長、設有交通信號識別、障礙物避讓、匯入車流和U型轉彎等測試內容的真實城區道路。

　　無人駕駛，如何駕駛？

　　汽車是交通的載體，未來的城市智能交通系統中，智能汽車必然是核心元素，它會給未來的城市生活帶來巨大變化。

　　智能汽車，具備了環境感知、定位與導航、運動規劃、智能決策和車輛控制等基本功能。它可以通過“眼睛”視覺傳感器獲得車道線、交通信號、行駛區域內的動靜態障礙物、典型路口描述等環境信息，再結合定位與導航模塊提供的位置信息，運動規劃模塊進行車輛局部路徑和全局路徑的規劃。在感知環境基礎上，它的“大腦”決策模塊結合車輛狀態和行駛任務進行推理和決策，最后通過車輛控制模塊輸出決策結果。至此，智能汽車就可以順著這條安全、便捷的路線自主行駛。

　　更進一步，智能汽車會按照交通法規自主行駛，自動識別交通標志、標線和信號燈，并根據前方交通狀況自動選擇跟車、換道或超車。在交叉路口和關鍵路段，路側安裝的視頻傳感器檢測交通事件并獲得交通流量信息，通過交通信號控制器實現交叉路口信號優化，并與智能車輛實現車路協同。在智能交通系統中，路口之間實現互聯，交通管理和服務中心通過服務實現更高層的交通管控，人車路中心達到協同，提高交通安全、緩解交通擁堵和節能減排的城市交通協調優化得以實現。

　　在這方面，中科院自動化所復雜系統管理與控制國家重點實驗室目前已經取得了交通平行管控、人工交通系統、交通信號控制、汽車電子及智能車輛測評平臺等多項研究成果。

　　智能交通是個復雜系統

　　盡管無人駕駛的智能汽車紛紛上路檢測，但要真正實現智能城市交通，無人駕駛汽車如何與有人駕駛車輛共處而不會引發交通事故，還是個難題。這個難題得到解決，無人駕駛汽車才能真正融入未來交通生活。

　　“交通問題不僅是技術問題，還是社會和管理問題。”

　　為了解決這個復雜的問題，中科院自動化所復雜系統管理與控制國家重點實驗室的研究人員結合研究員王飛躍提出的人工系統、計算實驗和平行執行的ACP理論，通過研發人工交通系統，實現在計算機上模擬每個智能交通參與者，從而模擬整個城市交通生活；通過人工交通系統開展大規模計算實驗，從而學習、改進和驗證各種交通管控模型。

　　此外，他們還構建了一個智能車輛測評平臺，一個車與車、車與交通環境互聯的室內縮微交通環境，作為實際交通之外的平行系統，研究車輛智能駕駛、多車交互、對實際交通進行微觀模擬實驗與模型驗證，以此為基礎開展更大規模的交通平行系統的計算實驗。

　　最終，通過人工交通和實際交通的平行執行，通過車路協同和車聯網技術，提高了交通系統的智能化水平；通過車聯網功能來優化交通流、提高交通效率、減少交通事故并實現節能減排。這一方法借助于人工交通與實際交通系統的平行執行，實現了“車內簡單，車外復雜”，實現智能車輛在復雜交通場景下的自主行駛，將智能車輛與智能交通系統聯成整體。

　　在十年前，人們還無法想象互聯網和智能手機能給生活帶來什么影響，今天，人們也無法預測智能車輛將給城市交通帶來多大的便利和智能服務。不過，一些智能交通研究成果將會逐步應用。例如，智能出租車技術將會提高車輛使用效率、極大減少路上的車輛，從而緩解交通擁堵。未來的智能汽車還會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，減少事故，優化交通。

　　也許，這些很快都將能在云計算支持的智能交通系統輔助下完成。

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