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智能汽车前景可期
——访中国工程院院士李德毅
作者:王玲 摄影/张琨 发表时间:2014年09月17日

  

  2012年年底,在车流滚滚的京津城际高速公路上,中国工程院院士李德毅和他的团队研制的“猛狮3号”无人驾驶智能车,完成了首次智能驾驶试验。不久之后,性能更高的“猛狮4号”也将在智能汽车大赛上再展风采。尽管国内智能汽车的技术日臻完善,但李德毅认为,智能汽车的产业化道路仍任重道远。

  本刊记者:智能汽车的研究是眼下的一个“热词”,不管是研究机构,汽车企业,还是互联网企业都满怀热情投入其中,汽车走向智能化是必然趋势吗?您怎样看。

  李德毅:汽车工业发展到现在,从机械、动力、工艺等角度来讲已经很完美了,当然,现在也有人追求更好的汽车内饰、音响等附加功能,甚至愿意在汽车内开音乐会,延伸汽车的功能,但从本质上来说,汽车本身是一种代步工具,安全和可靠性是使用者对其最基本的要求,而这就是人工智能的切入点。

  MIT把智能汽车叫做轮式机器人,我认为很贴切,它能从根本上改变汽车的安全实现方式。在过去,汽车讲的是被动安全,也就是说在发生交通事故以后能够通过安全气囊等设施来保护车内人的生命财产,而智能汽车则可以把人从繁琐的驾驶活动中解放出来,智能化地完成估算车距、控制车速、转弯、超车等基本操作,实现主动安全。我们希望未来的轮式机器人还能有记忆、会讲话,可以通过语音,动作甚至眼神来控制智能汽车的驾驶。

  有一点需要强调,智能驾驶和无人驾驶是两个概念。如果人和机器人共处的话,汽车要听人的指挥,人可以干预汽车的驾驶,而不是过分强调无人驾驶,当然在一些特殊的领域及特定的场合无人驾驶也是很重要的。

  本刊记者:您的团队现在的研究进展怎样?

  李德毅:去年我们团队研制的“猛狮3号”完成了从北京台湖收费站到天津东丽收费站高速公路路段上“独行”114公里测试,在复杂的高速公路行车条件下,“猛狮3号”完全由电脑智能操作驾驶,最高时速可达105公里,全程33次超车,成为我国首次在官方认证下完成高速公路测试的无人驾驶智能汽车。“猛狮3号”也在第四届“中国智能汽车未来挑战赛”上取得桂冠。今年我们新一代的“猛狮4号”还要准备参加挑战赛。“猛狮4号”将展示比“猛狮3号”更好的性能,其中最小步长“stop and go”距离小于20厘米。

  “公路火车”也是我们正在研究的课题之一。大家都知道道路资源是有限的,而且越大的城市资源紧张程度越高。道路上每一辆车前面都需要有一段空当,叫做路权,当空当不存在的时候就发生了堵车。如果多辆车连接起来,形成一辆“公路火车”就可以“节省”路权,从而节省道路资源。和火车不一样的是,这些车之间并没有硬连接,只是通过雷达或者其他传感器交流、联系在一起。

  我们也考虑将“公路火车”用在领导人出行安保方面。如今领导人出行往往不再封锁道路,这就给安保工作增加了难度。利用“公路火车”可以把领导人的乘用车编入安保车队中,节省了路权,提高了效率。

  本刊记者:“公路火车”现在已经可以实际应用了吗?

  李德毅:目前还没有,还有一些问题在研究中,比如说领导车辆在车队中的位置、车辆之间的距离等等。你知道,驾驶员从反应到刹车到把车停住是需要时间的,公路火车车队里的车也需要有信号感应的时间,如何控制合适的距离很重要。

  我们现在还在做智能汽车的智商测试,其中一项是非常重要的可靠性测试。在运动场400米的无人跑道上,智能车只用一个摄像头专门看车道线,看它能够坚持跑多长时间,因为每天下午三四点的气温很高,如果车辆抗不过高温就不能实现可靠驾驶。

  还有一点就是智能汽车在拐弯的时候如果没有车道线的指引就会比较困难,在车辆自主控制的时候会发生“过调”或者“欠调”,表现出来的就是车在拐弯的时候就像醉酒的人一样左右摇摆,这是比较糟糕的一种情况。如何平稳地拐弯是一个很重要的问题。当然,在有车道线的情况下,我们研究的智能汽车就可以沿着两条车道线的中间走,横向误差不会超过20cm,应该算是不错的。

  在自动泊车上智能汽车更有优势,我们可以让4个轮子像螃蟹一样移动,实现横向移车,可以大大减少“菜鸟”停车时的安全事故。

  本刊记者:智能汽车的研究成果首先会在哪些领域得到应用呢?

  李德毅:目前看来最可能在近期得到应用的领域,我觉得是在残疾人智能驾驶以及陪练机器人领域。具有语音识别功能的智能汽车可以帮助肢体残疾人士实现驾车梦想,另外如果陪练机器人能上岗的话,可以更加准确地考核评价学员的驾驶水平。你可以想象一下,全国有多少驾校,就会需要数倍的这样的机器人。还有一个产业化的方向是预防大型车的安全事故,实现零追尾,我们正在与国内校车的主要生产商宇通合作,在车上加装摄像头和雷达,以期达到当驾驶员犯困、打瞌睡时汽车也能实现安全行驶的目标,你就是想追尾也追不上。目前总结起来,产业化大概主要有这三个方向。

  智能汽车作为基金委的一个前沿应用项目,我们还想做一个飙车机器人,让无人驾驶汽车能在车流中穿梭而不发生事故,体现智能汽车的自主水平,这个机器人是科学研究用的。车的速度的提升是人的速度的提升,车的性能的提升是人的能力的提升,为了实现智能驾驶汽车的目标,要先做车联网,再做物联网。

  本刊记者:您认为智能汽车的产业化什么时候可以实现。

  李德毅:产业化是一个没完没了的过程。例如,现在首都机场2号航站楼到3号航站楼之间运行的就是无人驾驶车。高铁也可以做到无人驾驶,可以在高铁两边的路杆安装传感器来导航用。

  现在我们的智能车从北京到天津可以开得很好,但是如果遇到雨雪天气的话就有问题,因为雨雪会把车道线覆盖,智能驾驶功能就不太好使了。

  我就遇到过一个尴尬的事情,我们的智能汽车在前一天都准备就绪,第二天测试的时候下起了大雨,由于雨滴的影响,车载雷达就不太管用了,所以测试只好取消。这也促使了一个新的课题的诞生:视觉感知中雨滴、冰雹、颗粒物等噪声动目标的检测。通俗一些的说法就是通过滤波来排除雨雪,冰雹甚至PM2.5对激光雷达的影响,使雷达对雨雪冰雹不敏感。这并不是一件容易的事情,因为雨还有大雨、中雨、小雨之分,估计10年才能完成研究与应用。

  我想智能汽车的产业化过程应该是一个不断演进的过程,很难确切地说能今天实现还是明天实现。像无人驾驶飞机以前是用遥控飞行,现在则是自主飞行。这都是我们智能控制界的发展方向。

  而且最重要的是智能汽车说到底是为人服务的,如果不能听人的指挥,这个车就“死”掉了。任何时候都要想到人比汽车更重要,是和谐共存。我们的机器人要做到这一点。

  本刊记者:您认为智能汽车的产业化还存在哪些挑战?

  李德毅:眼前的这个时代已经到了群体智能的年代,不管是智能车也好,智慧家居、智慧城市也好,都是很多领域科技集成创新的结果,比如说智能汽车的智能部分就是传感器、雷达、智能控制系统等很多技术的集成,雷达的国产化说起来很美,但我们需要的车载雷达要能360度的在方圆200米内洞察一切,目前国内还没有能做到这些的激光雷达产品,大家都还在买美国的激光雷达。还有汽车电子的控制总线CAN国内也还不能很好地掌握核心技术。智能汽车在技术上的问题还有很多、很多。

  还有就是市场和法规方面的问题。现在大的汽车厂商也不是很愿意生产智能汽车,你比如说现在的倒车雷达,并不能准确地控制倒车停车,为什么不用在线精确控制呢?因为假如汽车倒车时使用在线精确控制造成撞击的话,汽车厂商就得赔偿损失,汽车厂商当然不愿意。因此离线控制的好处就在于它只是提醒,而刹车的动作是由驾驶员来完成的,责任自然也就该由驾驶员来承担。

  智能汽车的产业化从社会、法律、人性的角度来说,也还需要很长的时间,和远程医疗一样存在一些相似的问题,如何界定责任是必须从法律上规定清楚的,否则没办法继续走下去。我们现在正在思考相关的立法问题,但这需要耐心。

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