自動駕駛汽車的歷史

2024-09-16汽車歷史63

奇怪的是,自動駕駛汽車可以追溯到中世紀,比汽車發明早了幾個世紀。這方面的證據來自列奧納多·德·芬奇 (Leonardo De Vinci) 的一幅素描,該素描本來是自走式手推車的粗略藍圖。使用上弦彈簧進行推進,相對於今天正在開發的高度先進的導航系統,他當時的想法相當簡單。

大約在 20 世紀初,從 1925 年 Houdina 無線電控制公司首次公開演示無人駕駛汽車開始,開始形成真正協同工作的無人駕駛汽車開發工作。這輛車是一輛無線電控制的 1926 年錢德勒,在百老匯和第五大道的一條路線上被引導穿過交通,另一輛車發出的信號緊隨其後。一年後,轉銷商 Achen Motor 也在密爾沃基的街道上展示了一款名為“Phantom Auto”的遙控汽車。

儘管 Phantom Auto 在整個 20 年代和 30 年代的各個城市巡演期間吸引了大量人群,但一輛似乎沒有司機的車輛行駛的純粹奇觀只不過是旁觀者的一種奇特娛樂形式。此外,這種設置並沒有讓生活變得更容易,因為它仍然需要有人從遠處控制車輛。我們需要的是一個大胆的願景,即自動駕駛汽車如何作為更高效、更現代化的交通方式的一部分更好地為城市服務。

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未來的高速公路

直到 1939 年世界博覽會,一位名叫 Norman Bel Geddes 的著名實業家才提出了這樣的願景。他的展覽“Futurama”不僅因其創新理念而引人注目,還因其對未來城市的真實描繪而引人注目。例如,它引入了高速公路作為連接城市和周邊社區的一種方式,並提出了一個自動化高速公路系統,其中汽車可以自動移動,使乘客能夠安全、方便地到達目的地。正如 Bel Geddes 在他的《神奇的高速公路》一書中所解釋的那樣:「這些 1960 年的汽車和它們行駛的高速公路將配備設備,這些設備將糾正人類作為駕駛員的過錯。

果然,RCA 與通用汽車公司和內布拉斯加州合作,實現了這個想法,並開始研究以 Bel Geddes 的原始概念為藍本的自動化高速公路技術。1958年,該團隊推出了一條 400 英尺長的自動化高速公路,該公路在人行道上內置了電子電路。這些電路用於測量不斷變化的路況,並幫助引導沿該路段行駛的車輛。它成功進行了測試,並於 1960 年在新澤西州普林斯頓展示了第二個原型。

那一年,RCA 及其合作夥伴對這項技術的進步感到鼓舞,他們宣佈了在未來 15 年內的某個時候將該技術商業化的計劃。作為參與該專案的一部分,通用汽車甚至開發並推廣了一系列為未來智慧道路定製的實驗車。經常宣傳的 Firebird II 和 Firebird III 都具有未來主義的設計和複雜的引導系統,該系統經過程式設計,可與高速公路的電子電路網路協同工作。

所以你可能會問「那怎麼樣了?嗯,簡短的回答是缺乏資金,這恰好經常是這種情況。事實證明,聯邦政府並沒有接受這種炒作,或者至少不相信 RCA 和 GM 要求每英里 100,000 美元的投資,以實現更巨集偉的大規模自動駕駛夢想。因此,該專案在那時基本上停滯不前。

有趣的是,大約在同一時間,英國交通和道路研究實驗室的官員開始試驗他們自己的無人駕駛汽車系統。RRL 的制導技術有點類似於短命的自動化高速公路系統,因為它既是汽車又是道路系統。在這種情況下,研究人員將一輛改裝有電子感測器的雪鐵龍 DS 與在道路下方運行的磁軌配對。

不幸的是,與美國同行一樣,該專案最終在政府選擇停止資助后被取消。儘管一系列成功的測試和前瞻性分析表明,隨著時間的推移,植入該系統將使道路容量增加 50%,事故減少 40%,並最終在本世紀末收回成本。

方向的改變

60 年代還見證了研究人員在快速啟動電子高速公路系統開發方面的其他著名嘗試,儘管現在越來越明顯的是,任何此類工作最終都會被證明成本太高。這意味著,要實現自動駕駛汽車的任何工作,至少需要稍微換檔,更強調找出使汽車更智慧的方法,而不是讓道路更智慧。

斯坦福大學的工程師是最早採用這種新方法的人之一。這一切都始於 1960 年,當時一位名叫詹姆斯·亞當斯 (James Adams) 的斯坦福大學工程研究生開始建造一個遙控月球車。他最初組裝了一輛配備攝像機的四輪手推車以改善導航,多年來,這個想法演變成一種更加智慧的汽車,能夠自行導航穿過一個裝滿椅子的房間。

1977 年,日本築波機械工程實驗室的一個團隊邁出了重要的第一步,開發了許多人認為是第一輛獨立的自動駕駛汽車。它不依賴外部道路技術,而是在機器視覺的幫助下進行引導,其中計算機使用來自內置攝像頭的圖像分析周圍環境。該原型車的速度接近每小時 20 英里,並被程式設計為跟隨白色街道標記。

80 年代,人們對人工智慧應用於交通的興趣日益濃厚,部分歸功於德國航空航太工程師恩斯特·迪克曼斯 (Ernst Dickmanns) 的開創性工作。在梅賽德斯-賓士的支援下,他最初的努力產生了能夠高速自動駕駛的概念驗證。這是通過為梅賽德斯麵包車配備攝像頭和感測器來實現的,這些攝像頭和感測器收集數據並將其輸入到負責調整方向盤、制動器和油門的計算機程式中。VAMORS 原型車於 1986 年成功測試,一年後在高速公路上公開亮相。

大玩家和更大的投資

這導致歐洲研究組織 EUREKA 啟動了 Prometheus 專案,這是無人駕駛汽車領域最雄心勃勃的努力。憑藉 749,000,000 歐元的投資,Dickmanns 和慕尼黑聯邦國防軍大學的研究人員在相機技術、軟體和計算機處理方面取得了多項關鍵進步,最終創造了兩款令人印象深刻的機器人車輛,即 VaMP 和 VITA-2。為了展示汽車的快速反應時間和精確的操縱,研究人員讓它們以高達每小時 130 公里的速度沿著巴黎附近 1,000 公里的高速公路在車流中行駛。

與此同時,美國的一些研究機構開始了對自動駕駛汽車技術的探索。1986年,卡內基梅隆機器人研究所的研究人員對許多不同的汽車進行了試驗,首先是代號為 NavLab 1 的雪佛蘭廂式貨車,該貨車使用視頻設備、GPS 接收器和超級計算機進行轉換。次年,休斯研究實驗室的工程師展示了一款能夠越野行駛的自動駕駛汽車。

1996年,帕爾馬大學的工程教授 Alberto Broggi 和他的團隊啟動了 ARGO 專案,以接續 Prometheus 專案的停工。這一次,目的是證明汽車可以通過最少的修改和低成本的零件變成全自動駕駛汽車。他們想出的原型是藍旗亞 Thema,它配備了兩個簡單的黑白攝像機和一個基於立體視覺演算法的導航系統,最終運行得非常好,因為它以每小時 1,200 英里的平均速度行駛了 56 多英里。

21 世紀初,80 年代開始參與自動駕駛汽車技術開發的美國軍方宣佈了 DARPA 大挑戰賽,這是一項長距離比賽,車輛征服 150 英里障礙賽的工程師團隊將獲得 100 萬美元的獎金。儘管沒有一輛車完成課程,但該活動被認為是成功的,因為它有助於刺激該領域的創新。該機構在隨後的幾年中還舉辦了幾次比賽,以鼓勵工程師進一步發展這項技術。

Google 加入競爭

2010年,互聯網巨頭谷歌宣佈,其一些員工在前一年秘密開發和測試自動駕駛汽車系統,希望找到一種將每年車禍數量減少一半的解決方案。該專案由斯坦福大學人工智慧實驗室主任塞巴斯蒂安·特倫 (Sebastian Thrun) 領導,並邀請了參與 DARPA 挑戰賽的汽車的工程師。目標是到 2020 年推出商用車。

該團隊從七輛原型車開始,六輛豐田普銳斯和一輛奧迪 TT,它們配備了一系列感測器、攝像頭、鐳射器、特殊雷達和 GPS 技術,使他們能夠做更多的事情,而不僅僅是繞行預定路線。該系統可以檢測數百碼外的物體,例如人和眾多潛在危險。到 2015 年,谷歌汽車已經行駛了 100 多萬英里而沒有造成事故,儘管它們捲入了 13 起碰撞事故。該車有過錯的第一起事故發生在 2016 年。

在目前正在進行的項目過程中,該公司還取得了其他幾項重大進展。他們遊說並通過了立法,使自動駕駛汽車在四個州和哥倫比亞特區合法上路,推出了計劃在 2020 年發佈的 100% 自動駕駛車型,並在一個名為 Waymo 的專案下不斷在全國範圍內開放測試網站。但也許更重要的是,所有這些進步都促使汽車行業的許多知名人士將資源投入到一個時機很可能已經到來的想法中。

其他已經開始開發和測試自動駕駛汽車技術的公司包括Uber、Microsoft、Tesla以及傳統汽車製造商豐田、大眾、寶馬、奧迪、通用汽車和本田。然而,當 2018 年 3 月一輛 Uber 測試車撞死一名行人時,推進該技術的進展受到了重大打擊。這是第一起不涉及其他車輛的致命事故。此後,Uber 暫停了自動駕駛汽車的測試。


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