理论教育 智能车辆:解决交通堵塞和环境污染的关键

智能车辆:解决交通堵塞和环境污染的关键

时间:2023-10-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:各国智能交通系统的研究规划中,智能车辆系统均是一个重要的子系统。智能车辆的研究和发展必将促进人类社会的进步和发展。技术上的缺陷导致交通堵塞、环境污染、交通安全性差,智能车辆可以大大缓解这些问题。在军事上,由于战场情况复杂多变,自动化程度越来越高,世界各国都竞相开展军用智能车辆技术的研究。从此,在全世界掀开了全面研究智能车辆的序幕。

智能车辆:解决交通堵塞和环境污染的关键

关于“智能”,Robert Finkelstein博士在其报告“4D/RCS:An Autonomous Intelligent Control System for Robots and Complex Systems of Systems”中指出:

·An intelligent system is a system with the ability to act appropriately(or make an appropriate choice or decision)in an uncertain environment.

其中包含了两个重点,一个是不确定环境,一个是做出适当的选择或决定。

·An appropriate action(or choice)is that which maximizes the probability of successfully achieving the mission goals(or the purpose of the system).

2013年NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration,美国高速公路安全局)发布了自动驾驶的分级标准,包括特定功能自动化、部分自动化、有条件自动化和完全自动化4个级别。2014年美国汽车工程师学会(Society of Automotive Engineers,SAE)制定的自动驾驶汽车分级标准,将自动化分为驾驶辅助、部分自动化、有条件自动化、高度自动化以及完全自动化5个级别。由于SAE标准的说明更加详细、描述更加严谨,更加符合未来发展趋势,在2016年NHTSA发布的《联邦自动驾驶汽车政策》中采用了SAE标准。(www.daowen.com)

SAE等级5要求的驾驶环境与人类驾驶员驾驶环境、驾驶工况是一样的,也就是全天候、全工况的。按照上面两个重点来判断,只有具备SAE等级5的车辆才能认为是“真正”智能的。

通常所说的智能车辆实际上是一个广义的概念,人们常说的自动驾驶(automated driving)、无人驾驶(self-driving)与自主驾驶(autonomous driving)都可以看作智能车辆的范畴。DARPA Grand Challenge相关文献中提到的术语还包括“unmanned ground vehicles”“autonomous robotic ground vehicle”“the robot vehicle”等。此外,还有常见的辅助驾驶(driving assistance systems)、主动安全(active safety)等。这些概念在研究的早期都被纳入智能车辆的范畴。

智能车辆(Intelligent Vehicles,IV)是集传感技术、自动控制、人工智能、视觉计算、程序设计、组合导航、信息融合等众多技术于一体的智能化系统,它是充分考虑车路合一、协调规划的车辆系统。在民用领域,它是智能交通系统的一个重要组成部分。各国智能交通系统的研究规划中,智能车辆系统均是一个重要的子系统。对于自主式智能车辆,不仅应具有加速、减速、前进、后退以及转向等常规车辆功能,而且还应具有定位、任务自主分配、路径规划、路径跟踪、环境感知、自主决策等类似于人类智能行为的人工智能。智能车辆的研究和发展必将促进人类社会的进步和发展。当今的车辆发展并不完善,安全性、智能化、人机交互等方面远远不能满足人类的需要和社会发展的需求。技术上的缺陷导致交通堵塞、环境污染、交通安全性差,智能车辆可以大大缓解这些问题。IEEE智能交通系统协会(Intelligent Transportation Systems Society,ITSS)每年举办一次智能车辆国际研讨会(the Intelligent Vehicles Symposium)。以IV 2018为例,来自世界各地的数千名学者围绕智能汽车的感知、识别、辅助系统、虚拟测试、智能交通系统、人机交互等多个相关主题展开为期三天的学术探讨,广大业内外人士更清晰地了解了智能汽车领域未来发展趋势,知悉行业最新动态,把握市场发展脉络,促进产业快速发展。同期举办的智能汽车产业展汇集了数百家智能汽车及零部件企业,分享最新产业成果,展望未来产业动向,将智能汽车领域最尖端技术研究与科研成果转化有机结合,为技术理论研究方向提供产业化引导与启发。

在军事上,由于战场情况复杂多变,自动化程度越来越高,世界各国都竞相开展军用智能车辆技术的研究。美国国家研究委员会(National Research Council,NRC)预言:“20世纪的核心武器是坦克,21世纪的核心武器是在人的监督下计算机控制的无人作战系统。”为此,从20世纪80年代开始,美国国防高级研究计划局(DARPA)专门立项,制定了地面无人作战平台的战略计划,目标是研制可以在崎岖地形上沿规划的路线自主导航及躲避障碍,并在必要时重新规划路线的智能车辆。从此,在全世界掀开了全面研究智能车辆的序幕。

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