自动驾驶离我们有多远?


有人提出,无人驾驶飞机早已在几十年前出现,为什么自动驾驶汽车还没有出现呢?要讨论这个问题,首先要明确自动驾驶的范畴。笔者认为,自动驾驶实际上是复杂的人工智能工程,其目标是采用高科技方法和手段部分或全部使用机器代替人的驾驶操作。

首先,自动驾驶包含无人驾驶,但不等于无人驾驶。从这个意义上说,自动驾驶汽车已经存在了。现代汽车已经具备了许多局部辅助驾驶装置,如自动油门控制、自动速度控制、自动变速控制、测距雷达系统等等。就像照相机、电视机等其他一些商品的发展趋势一样,汽车将来也许也会套上“傻瓜”一词来标榜它的操作很简单。

其次,无人驾驶的实现并不代表自动驾驶到达了最高境界。事实上,无人驾驶汽车已经在外部因素相对简单的场合获得了广泛的使用。例如,野外作业的无人战车、遥控探险车,矿井下的无人采矿车……特别值得一提的是由TRC公司研制的,1990年就已经商品化的医院运送车“护士助手”。它用于运送医疗器材、药品、病历验单、报表、检验样品等等,能为病人送饭、打电话,能乘坐电梯上下楼,在一些医院中承担全部运送工作的20%至30%,称得上是医务人员的得力助手。尽管它的工作环境是复杂的,但移动速度比较慢,用超声波和触觉传感器可以实现障碍物避碰,身上还备有紧急停车按钮,人随时可以命令它停下来。它利用走廊的墙壁和安装在天花板上的反射带定位,实现自动导航。

无人汽车与无人飞机在控制技术方面的最重要区别在于外部环境不确定性的程度不同。无人驾驶飞机的运动空间是广阔的,由于飞机飞行是有航线的,天空中任意部分在任意时刻是否允许通航是完全确定的。因此,自动驾驶飞机所面对的外部环境相对简单。即使是军用飞机,只要装备雷达之类的设备,具备自动避让功能,就可以基本保障飞行安全。对比之下,自然路况下汽车的驾驶环境要复杂得多。汽车必须保持一定的速度,还要面临许多不可预测的事件。这对自动驾驶系统提出了很高的要求。

目前自动驾驶技术的发展水平已经能在相对简单的路况实现全自动驾驶。例如在高速公路上,所有的车辆都向同一个方向行驶,没有行人,没有急转弯路段,车道都有明显的标记,这样就为自动驾驶提供了较好的条件。高速公路自动驾驶的一个主要技术是车道跟踪。一种车道跟踪系统由摄像机和处理器测定车道标记,传感器测定驾驶员加在方向盘上的扭矩;电子控制装置接收这些测量信息,驱动电机通过变速箱调整输送到转向机构的扭矩。

尽管与自然路况下的完全自动驾驶尚有一段不小的距离,人们已经研究出包含上述在内的许多自动驾驶辅助系统并成功地加以使用(相关资料可参阅本网「技术漫谈」‘新型汽车与技术栏目’“模糊控制在汽车上的应用”一文)。随着科学技术的发展,我们相信不久的将来在市场上能够买到功能全面的自动驾驶汽车。不过,依笔者所见,汽车驾驶这种灵活而又复杂的操作,百分之百自动并不是最佳选择,在复杂的路段上还是宁愿相信自己。(2000.8.10)

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