無人駕駛與智能控制技術(shù)的軍用與民用

早在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之前(1920年代晚些時(shí)候)，蘇聯(lián)紅軍就著手將遙控技術(shù)應(yīng)用在坦克裝甲車輛上。蘇聯(lián)紅軍元帥圖哈切夫斯基堅(jiān)持認(rèn)為：未來的戰(zhàn)爭(zhēng)將是摩托化戰(zhàn)爭(zhēng)，甚至還有出現(xiàn)機(jī)械人交戰(zhàn)的可能性。1927年蘇聯(lián)軍事電子技術(shù)學(xué)院開始對(duì)T-18輕型坦克進(jìn)行遙控技術(shù)的預(yù)研(理論層面)，同時(shí)蘇聯(lián)中央有線通訊實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行遙控技術(shù)的改裝(技術(shù)層面)。

至1940年代蘇芬戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后，蘇軍已經(jīng)改裝或生產(chǎn)出T-18、T-26、TT-TY、BT-7系列搭載了“絕密技術(shù)-VI”系統(tǒng)的遙控坦克，并參延伸出掃雷、防化、偵查等改型與實(shí)戰(zhàn)理論。在1940年爆發(fā)的蘇芬戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，T-26系列遙控(操控)坦克已經(jīng)成建制參戰(zhàn)。

同樣在二戰(zhàn)之前，德軍已經(jīng)研發(fā)出用于反坦克、反地雷的遙控裝甲車。在諾曼底抗登陸作戰(zhàn)中，德軍也啟用數(shù)百臺(tái)遙控坦克，用于對(duì)付盟軍登陸的坦克。在塞瓦斯托波爾，在庫爾斯克，在意大利戰(zhàn)場(chǎng)，在諾曼底，都有其參戰(zhàn)的紀(jì)錄。

與蘇軍的“絕密技術(shù)-VI”遙控模式幾乎相同的德軍反坦克遙控裝甲車的策略，都是基于有人控制的無線電傳輸技術(shù)。受制于時(shí)代限制，這些技術(shù)裝備的遙控距離不會(huì)超過7公里(傳輸距離可達(dá)到19公里，受制于視覺操控距離)，因此在實(shí)際戰(zhàn)斗中操控者或抵近攻擊目標(biāo)，或駕駛操控坦克(被遙控目標(biāo)稱之為遙控坦克)后方伴隨控制。

因?yàn)榧夹g(shù)限制，德軍、蘇軍、美軍以及日軍的遙控裝備并沒有獲得矚目的戰(zhàn)績(jī)。從二戰(zhàn)結(jié)束至1960年代，無人駕駛以及智能控制技術(shù)一直仍在各國軍方所關(guān)注，但由此展開的技術(shù)研發(fā)范疇已經(jīng)擴(kuò)展至美蘇宇宙爭(zhēng)霸領(lǐng)域。無論美國的阿波羅登月計(jì)劃，還是蘇聯(lián)加加林環(huán)繞地球的壯舉，都離不開遠(yuǎn)程自動(dòng)控制甚至智能操控技術(shù)。甚至全電推進(jìn)的月球車的發(fā)展，一直被眾多媒體與愛好者追捧。

從1960年代至2010年代，各大車廠經(jīng)過太多技術(shù)提升與多種能源應(yīng)用的變革。唯獨(dú)無人駕駛與智能控制技術(shù)的民用車應(yīng)用，直到2015年晚些時(shí)候特在特斯拉MODEL S型電動(dòng)汽車得到有條件的實(shí)現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)升級(jí)到7.0版本的特斯拉MODEL S型，在加裝了前后置攝像頭與監(jiān)測(cè)雷達(dá)后，實(shí)現(xiàn)了在高速公路上的無人駕駛以及自動(dòng)泊車功能的商業(yè)化應(yīng)用。

實(shí)際上從2013年之后，中國各大車廠也開始了有限度的無人駕駛與智能控制的研發(fā)工作。從2012年早些時(shí)候，長(zhǎng)安汽車(與長(zhǎng)安工業(yè)同隸屬于中國兵器工業(yè)集團(tuán))與清華大學(xué)，對(duì)無人駕駛與智能控制技術(shù)的民用化應(yīng)用進(jìn)行合作。

以長(zhǎng)安悅翔(傳統(tǒng)動(dòng)力)汽車為基礎(chǔ)進(jìn)行修改，搭載視頻監(jiān)控?cái)z像頭、3種精度級(jí)別的毫米波雷達(dá)、GPS定位系統(tǒng)與高精度地圖，進(jìn)行包括高速、市區(qū)多種路況的無人駕駛測(cè)試。并根據(jù)不同控制策略，進(jìn)行有限度的實(shí)際道路測(cè)試。

上圖是無人駕駛版長(zhǎng)安悅翔車頂外置的GPS定位天線以及傳感器特寫。

2015年10月份上市的長(zhǎng)安CS75四驅(qū)版，裝備了車道偏離預(yù)警系統(tǒng)和盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這也是自主品牌車廠首次推出的具備初級(jí)智能駕駛系統(tǒng)商品車。通過加裝毫米波雷達(dá)、修改ABS、EMS、EPB系統(tǒng)以及車身控制模塊，實(shí)現(xiàn)了最初級(jí)智能駕駛功能。

根據(jù)長(zhǎng)安汽車內(nèi)部對(duì)智能駕駛與無人控制研發(fā)計(jì)劃看：2013年至2025年共分為4個(gè)階段，從最初級(jí)的駕駛輔助(一階段)、半自動(dòng)駕駛(二階段)、高度自動(dòng)駕駛(三階段)，直至真正意義的無人駕駛(四階段)。

長(zhǎng)安CS75四驅(qū)版搭載的車道偏離警告系統(tǒng)(LDW)、線輔助系統(tǒng)(LCA)和引導(dǎo)式泊車系統(tǒng)，構(gòu)成了長(zhǎng)安規(guī)劃的一階段的輔助駕駛級(jí)別。而城市自動(dòng)緊急剎車(AEB-C)、高速自適應(yīng)巡航(ACC)、城間自動(dòng)緊急剎車(AEB-I)、全速自適應(yīng)巡航(ACC-SG)、自動(dòng)泊車輔助(APA)和行人自動(dòng)緊急剎車(AEB-P)系統(tǒng)正在進(jìn)行城市與高速工況下的實(shí)際路況測(cè)試。

2016年4月，搭載無人駕駛與智能控制系統(tǒng)的長(zhǎng)安睿騁，將從重慶以“無人駕駛”狀態(tài)經(jīng)多條高速公路前往北京，由南到北總行駛里程超過2000公里。筆者有幸在長(zhǎng)安汽車北京基地見到這臺(tái)搭載長(zhǎng)安汽車研發(fā)的無人駕駛系統(tǒng)實(shí)車。

從外觀上幾乎不能分辨出測(cè)試車與量產(chǎn)車的區(qū)別。

無人駕駛版睿騁動(dòng)力總成仍然使用量產(chǎn)車搭載的汽油機(jī)與自動(dòng)變速器。

無人駕駛版睿騁的前保險(xiǎn)杠下端的進(jìn)氣格柵被拆除，以便容納一套德國西克LMS系列寬幅三維激光雷達(dá)。這套系統(tǒng)采用以太網(wǎng)傳輸實(shí)時(shí)高清信號(hào)，可用于戶外惡劣的氣候，采用多次回波技術(shù)，可探測(cè)前方20-80米以及掃描190-270度車輛與行人，擁有IP67防護(hù)等級(jí)(與目前在售的電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)防護(hù)級(jí)別相當(dāng))，內(nèi)部集成加熱器應(yīng)對(duì)惡劣氣候的加熱系統(tǒng)。

無人駕駛版睿騁測(cè)試車較清華版悅翔的車頂，只“保留”了GPS定位天線與通信天線。

無人駕駛版睿的視頻監(jiān)控?cái)z像頭固定在前風(fēng)擋玻璃較內(nèi)側(cè)的較高位置(以便擁有更高、大的觀察試場(chǎng))。

真正的控制系統(tǒng)(硬件部分)被“臨時(shí)”安裝在后備箱內(nèi)，帶有明顯測(cè)試特征的控制系統(tǒng)幾乎都是長(zhǎng)安研究院自行制造與安裝。

在隨后的試乘過程中，長(zhǎng)安汽車研究總院總工程師黎予生(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)為筆者進(jìn)行講解。在第一次試駕過程中，黎總工坐在駕駛員席位“檢測(cè)”無人駕駛狀態(tài)。由于廠家規(guī)定，在試駕過程中必須要由負(fù)責(zé)人待命控制，以便應(yīng)對(duì)車輛出現(xiàn)失控等意外。

經(jīng)過一輪測(cè)試后，黎總工座在副駕駛席開始新一輪演示。

無人駕駛版睿智啟動(dòng)與制動(dòng)等動(dòng)作，全部靠一臺(tái)手持設(shè)備通過應(yīng)用軟件進(jìn)行控制。

在試乘過程中，睿馳的自動(dòng)駕駛最高車速突破40公里/小時(shí)，圍繞長(zhǎng)安汽車展覽中心(接近四方形路線)進(jìn)行了轉(zhuǎn)向、加速、減速、十字路口判斷紅綠燈、跟隨前車緩慢行駛并超越繞行、以及避讓行人(斑馬線)等動(dòng)作。

從車外角度觀察，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)整車姿態(tài)控制幾乎與有人駕駛狀態(tài)相當(dāng)。目前，這臺(tái)無人駕駛版睿馳匹配的是長(zhǎng)安自行采集的高清地圖?？梢詫?duì)前方車輛(270 度角)以及行人(移動(dòng)或靜止)檢測(cè)并判定自身動(dòng)作(加速、減速、停止)，甚至再返回出發(fā)點(diǎn)時(shí)自動(dòng)回輪(保持車正輪正)的姿態(tài)。