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【科学新闻】聚焦西安交大无人驾驶智能车研究

2018-07-11 21:03编辑:310309.com人气:


【科学新闻】聚焦西安交大无人驾驶智能车研究

无人驾驶时代已经到来?

在西安交通大学校园的四大发明广场上,时常会看见一辆蓝白相间的小轿车行驶其中。变道、掉头......如果不仔细看,很难发现这辆车竟没有驾驶员!

这就是西安交大郑南宁院士团队自主研发的无人驾驶智能车“发现号”。它在2017年“中国智能车未来挑战赛”中,成为城区综合交通环境比赛及城区高架道路比赛的双料冠军。

无人车探索者

早在上世纪八十年代,欧美等国已率先开始了智能驾驶研究。其中,无需人类参与的“自主驾驶”更成为研究主题之一。

作为西安交大人工智能与机器人研究所学术带头人,郑南宁敏锐察觉到国外辅助安全驾驶与无人驾驶技术的发展趋势。自上个世纪90年代末起,郑南宁就开始布局无人车的相关研究。2001年末,郑南宁正式组建起无人驾驶智能汽车课题组。

【科学新闻】聚焦西安交大无人驾驶智能车研究

“发现号”在西安交大校园

十七年来,课题组深耕于人工智能与无人车研究领域,在模式识别与智能系统、机器视觉与图象处理等重要领域进行了长期、系统的创新性研究,并且在无人驾驶智能车的系统结构、道路环境感知、多传感数据融合技术以及交互智能驾驶综合测试与验证平台研究等方面不断取得新的进展。

2002年,无人驾驶车“思源1号”正式诞生。2005年,“思源1号”在校园道路环境测试成功后,为了获得实际的交通路况数据,课题组制定了“新丝绸之路挑战”计划,即让“思源1号”从西安出发一直行驶到敦煌。然而,“思源一号”无人车出了校门,几乎无法应对真实的交通场景,只在接近敦煌的公路上能够实现自主行驶。

“2005年的无人车‘新丝绸之路挑战’的经历给予我们深刻的启示,要想使无人车研究的实验室成果真正走向应用环境,我们还面临许多艰难的挑战。”郑南宁回顾当年情况时表示。

从模拟实验走向真实交通环境,从特定路段到复杂道路,从直线行走到转弯超车,从每小时10~15公里到70~80公里的速度……

“从2017年回看2005年的无人车,就像是‘丑小鸭’实现了蜕变。科学研究就是这样,要脚踏实地一步步走向更加完善的阶段。”说起无人车研究从“理想”逐渐转变为“现实”的过程,郑南宁感慨万分。

重新构建类人自主驾驶

美国汽车工程学会将自动驾驶分为三级:辅助安全驾驶、自动驾驶和自主驾驶。

从技术角度来看,无人车自主驾驶的技术链路分为三个步骤:对环境的感知与理解,就是使用车辆传感器获取眼前环境数据,再进行数据处理;驾驶的决策与规划,即在数据理解的基础上进一步部署规划车辆的行驶路线;最后是实现运动的控制,车辆方能进行自主驾驶。

自主驾驶的难点主要体现在数据处理后进行的路线规划。因为系统始终无法像人类一样感知车外的各种复杂状况,机器并不能完全模拟人的认知能力,这就提出了一个难题:如何才能让机器具备准确、快速的判断,并根据判断做出适当的“应对行为”。

自主驾驶不是简单的人工智能形式,更不是一种形式化问题的求解。它需要研究人员研制一种进化的、发展的自主驾驶学习系统,使自主驾驶系统像人类驾驶员一样熟能生巧。而实现“熟能生巧”和系统的结合,就是目前无人车研究团队全力突破的关键点。

从认知的角度出发,团队将研究的重点瞄向“人类大脑如何储存、加工交通环境信息”以及“驾驶行为的背后存在怎样的表征特性”等极具复杂性的内容。而后,将现实操作过程中系统感知的独立“事件”转换成有意义的模型。

紧接着,通过对信息进行预编码、短期记忆,最终形成长期记忆。事实上,过程的关键在于将短期记忆和交通规则整体形成长期记忆的知识库进行反复的“深度学习”。

为了验证不同的技术路线,西安交大人工智能与机器人研究所组建了在内部紧密合作的“夸父”“发现”和“先锋”三个无人车课题组,分别从环境感知、新型系统架构和拟人控制等关键技术进行协同攻关和突破。

一项伟大的科学研究从不是“随随便便、敲锣打鼓”就能获得成功,“我们团队从不会走捷径,碰到问题就是要一个一个地努力解决。”“夸父”无人车课题组负责人薛建儒教授告诉《科学新闻》。

量产五大挑战

无人车进入试验阶段以来,关于其何时量产的消息从没有间断过,学术界、企业界等都在热烈讨论着。

(来源:晟讯智能科技)

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