可曾想像過，風和日麗的周末，一家三口駕車出游，媽媽和寶寶后排座位上嬉笑打鬧，爸爸端著相機照個不停……咦，誰來開車呢？別擔心，無人駕駛系統(tǒng)正操控小車，在車水馬龍的路上穿梭自如，變道、轉(zhuǎn)彎、停車，連倒車入庫都能一步到位。
暢想并非遙不可及。1個月前，由同濟大學專家陳慧主導的“無人駕駛智能電動汽車研究”課題通過驗收，樣車“春暉探索3號”已基本實現(xiàn)以上功能。為讓 “聰明”汽車早日走進千家萬戶，“五一”假期這幾天，陳教授依舊在河南、上海兩地奔波，希望與生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)手攻關(guān)，將其中部分功能逐步與現(xiàn)有汽車產(chǎn)品結(jié)合。
“跟蹤”研究中點亮創(chuàng)新火花
“在無人駕駛汽車領(lǐng)域，我們做的是跟蹤性研究”，陳慧教授始終強調(diào)“跟蹤”二字。國外汽車廠商早在上世紀60年代以來就開始探索這一課題，即使在國內(nèi)，國防科技大學也已研發(fā)出可用于高速公路和復(fù)雜路面的自動駕駛汽車；上海交通大學的自動駕駛電車項目，目前取得了階段性成果，車輛依靠預(yù)定道路上預(yù)埋的磁釘進行磁導航，行駛路線特定，遇到障礙物時能實現(xiàn)被動的減速或停止，可滿足短途載客駁運的需求。
無人駕駛汽車研究還有空間嗎？陳慧團隊找到了“縫隙”：除了高速路行駛和短途駁運以外，都市路面在汽車應(yīng)用需求中可算占“大頭”，更多人可受益于汽車電子控制技術(shù)。此外，此前大量研究主要基于傳統(tǒng)燃油燃氣發(fā)動機，電子控制命令要先“轉(zhuǎn)換”為機械動能，才能作用于發(fā)動機，若直接將無人駕駛的電子控制系統(tǒng)與如今最先進的電動汽車相結(jié)合，去掉中間環(huán)節(jié)，將會擦出怎樣的火花？2006年底，研究目標就此確定。
4只“眼睛”和1顆“腦袋”
困難隨之而來。由于在電動汽車無人駕駛領(lǐng)域沒有成熟技術(shù)可借鑒，一開始課題組連用怎樣的控制電路都難以確定。偏偏汽車都市行駛要求又特別高：如果要做到無人駕駛，必須能在中低速間自如轉(zhuǎn)換，能適應(yīng)多變復(fù)雜的道路情況，對人流、非機動車流的感應(yīng)也需更加精準及時。
課題組反復(fù)測算、調(diào)試，最終確定了由4只“眼睛”和1顆“腦袋”組合而成的全新系統(tǒng)。第一只“眼睛”是車前方豎起的一根天線，這是一個GPS衛(wèi)星定位儀，用來確定車子的目的地和行駛路線；第二只“眼睛”是毫米波雷達，能明確感知身邊移動物體的相對速度；第三只“眼睛”是激光雷達，探測的是身邊障礙物的距離；第四只“眼睛”是車輛前方模擬視覺的探頭，能幫助車輛“看清”紅綠燈、道路線，甚至限行限速標志等。車輛行駛過程中，這些“眼睛”得到的信息不斷高速匯總到中央決策系統(tǒng)，規(guī)劃車輛接下來的運行動作。
此外，汽車底盤上還裝有光電感應(yīng)式傳感器，能檢測車輛的行駛軌跡與既定軌跡的偏離情況，另還加上了機電一體化的底盤電子集成控制和雷達探測技術(shù)。這樣，開車不再是“油門、剎車和方向盤的組合”，而是簡化成了“確定路線＋按啟動按鈕”——藍白相間的樣車“春暉探索3號”，一次充電可續(xù)駛101公里，最高時速達50公里。
探索中體驗科學之美
“無人駕駛汽車是將先進的傳感技術(shù)、信息技術(shù)、電子控制技術(shù)應(yīng)用在汽車上，使汽車能自動按設(shè)定的模式行駛，不僅提高了乘車的安全性、舒適性，也有助于節(jié)能環(huán)保。”專家坦言，在研發(fā)系統(tǒng)時，將更多良好的節(jié)能駕駛習慣融入汽車的“聰明心”，是課題組的努力方向。如，通過雷達可以盡早判斷前方行駛車輛是否可能停下，及時確定自身減速，減少急剎車帶來的能源消耗。
無人駕駛汽車技術(shù)意義重大，但就目前而言，其研發(fā)仍面臨瓶頸。陳慧教授指出，“首先，這是一款電子產(chǎn)品，需要進行可靠性檢驗。其次便是成本問題，無人控制系統(tǒng)要在普通交通工具上進行普及，還有很長路要走。比如‘春暉探索3號’上，僅僅一套電子控制系統(tǒng)就需100萬元。”
探索無止境。無人駕駛系統(tǒng)整體應(yīng)用確實尚需時日，但若能將其中部分先進功能拆解出來，在現(xiàn)有汽車產(chǎn)品中輔助駕駛，已經(jīng)可以大幅提高安全性。課題組正與廠家洽談，將“車道偏離預(yù)警”系統(tǒng)應(yīng)用于產(chǎn)品，一鍵式“側(cè)方停車”功能也在緊張研發(fā)中。陳慧教授笑言，“最艱難時候探索未知，往往更能體會到科學之美。”
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