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地面无人作战平台研究:美国、英国、法国与新加坡情况

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:美国国防部专门立项开展了地面无人作战平台的战略计划,开始大规模智能陆地作战车辆的研究。NavLab11是目前该系列无人驾驶车最新的平台。2015年2月,英国首辆无人驾驶汽车Lutz Pathfinder正式投入使用,旨在帮助购物者、老年人、通勤人士等进行短途行驶。2015年10月,法国无人驾驶汽车Navya Arma在里昂诞生,该车采用嵌入式计算系统,支持完全独立无人驾驶操控。2019年,新加坡交通部宣传,政府正在扩大测试场面积,超过620英里[1]的公共道路供企业进行测试。

地面无人作战平台研究:美国、英国、法国与新加坡情况

20世纪80年代初期,美国国防部高级研究计划机构(DARPA)提出了战略计算计划(SCP),旨在采用高水平作战算法,以实现无人作战,减少战场伤亡。在计划中将无人地面车辆(Unmanned Ground Vehicle,UGV)作为重要的组成部分,其目的在于以智能驾驶车辆为平台,实现自主侦察战场的军事目标。美国国防部专门立项开展了地面无人作战平台的战略计划,开始大规模智能陆地作战车辆的研究。其中,DARPA支持的自主陆地车辆(Autonomous Land Vehicle,ALV)计划,在三场比赛中,已经完成了对恶劣环境路段和城市环境道路下的智能车辆驾驶测试。美国国家自动公路系统协会(NAHSC)提出了自动化高速公路系统计划(AHS)和智能车辆先导计划(IVI),旨在提高车辆运行安全性并减少交通拥堵状况。

早在1986年,加州大学伯克利分校、加利福尼亚州交通运输局和其他研究机构及企业联合启动“加州先进交通和高速公路伙伴计划”(Partners for Advanced Transit and Highways,PATH),美国加州的PATH计划是所有智能交通系统中唯一一个在自动化公路上进行全面和长期投入的研究计划,于2011年与加州创新交通中心合并成为新的PATH计划。加州大学伯克利分校成立的DeepDrive深度学习自动驾驶产业联盟(BDD),是应用于汽车领域的计算机视觉和机器学习前沿技术的产业联盟,该联盟包括了英伟达、高通、福特等二十几家全球自动驾驶领域最为顶尖的企业,目前研究项目已经涵盖感知、规划决策、深度学习等自动驾驶关键领域。

斯坦福大学(Stanford University,SU)的无人车Stanley采用GPS、多计算机信息处理等技术,实现了在包括河流、隧道沙漠等恶劣环境下的动态避障、路径规划、决策控制等智能驾驶行为。2015年,斯坦福大学在加州著名的雷山赛道公园(Thunderhill Raceway Park)完成了改良的奥迪TTS无人驾驶,速度超过有人驾驶。

卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University,CMU)也先后研制出了NavLab系列共计11种型号的智能车辆。NavLab11是目前该系列无人驾驶车最新的平台。其研制的无人驾驶车辆在动态复杂的城市道路中没有人工辅助的情况下可以完成换道、超车、通过交叉路口等复杂驾驶行为,实现了避障、自动泊车、会车等功能,体现出了对环境感知能力强的特点。这也标志着无人驾驶车辆初步具有了在复杂动态环境下的认知决策能力。

麻省理工学院计算机科学人工智能试验室的研究小组开发出一种新系统,使无人驾驶汽车能够实时阅读和预测驾驶环境,不再依赖高度详细的3D地图,能够自如地在没有明确路标的城市或公路环境下行驶,如丰田普锐斯就是由于配备该系统,因此成功地在马萨诸塞州多条乡村道路上行驶。(www.xing528.com)

欧洲政府及高校也日益重视智能驾驶车辆研究,1986年推出的欧洲高效安全道路交通系统计划(PROMETHEUS)主要通过研究先进的车辆控制与安全系统(AVCSS)提高车辆的智能驾驶水平。1987年到1995年,欧洲研究协调局(EUropean REsearch Coordination Agency)的普罗米修斯计划(Prometheus Project)共投入了7亿4900万欧元用于智能车的研究。之后,1989年的欧洲交通安全和道路系统计划(DRIVE)也着手推动智能车辆的发展。欧盟委员会资助的PREVENT从2004年开始到2008年共4年时间,通过开发示范主动安全技术与应用,从而促进道路安全。截至2013年,德国、波兰、瑞士、比利时等国连续举办了八届欧洲陆地机器人试验赛(European Land-Robot Trial,ELROB),旨在提高无人驾驶机器人在恶劣环境,自主导航、夜间、城区、非城区环境的行为决策。

20世纪80年代早期,德国慕尼黑联邦国防军大学(Universität der Bundeswehr München,UBM)与奔驰汽车公司联合开发了两款基于视觉导航技术的智能车辆VaMoRs和VAMP(VaMoRs-P),并进行长约1 600km的实车道路试验,验证智能车辆的车道保持、躲避障碍物和换道操作等功能。2014年3月,意大利帕尔马大学开发的智能车辆DEEVA,集成了相机激光雷达传感器设备,整体外观看着和普通汽车没有区别,但是可以实现360°感知周围环境信息,完成了复杂工况中的自主驾驶试验。2015年2月,英国首辆无人驾驶汽车Lutz Pathfinder正式投入使用,旨在帮助购物者、老年人、通勤人士等进行短途行驶。2015年10月,法国无人驾驶汽车Navya Arma在里昂诞生,该车采用嵌入式计算系统,支持完全独立无人驾驶操控。Autonum Cab致力于Level 4级(SAE)自动驾驶,该原型车没有方向盘、后视镜刹车装置等。此外,法国政府计划2020年至2022年实现在公共道路部署“高度自动化”汽车的目标。

20世纪90年代,日本交通部推出了先进安全车辆(ASV)计划,通过对先进通信技术的推广、研究,以激发自动驾驶车辆的发展进度,同时,日本研制出的“新一代城市长途交通系统”,可以使得公共汽车在城市环境下实现无人驾驶。日本能源·产业技术综合开发机构(NEDO)成为全国首先将商用货车应用到实际生产中的企业之一,以达到减少车辆能源损耗的目的。日本主要汽车厂商(本田日产、丰田等)制定了各自的无人车研发计划。2016年,新加坡初创公司NuTonomy开始测试无人驾驶计程车,用户可通过当地的叫车APPGrab进行预约体验,这是全球第一个面向大众开发的无人驾驶测试专案。2019年,新加坡交通部宣传,政府正在扩大测试场面积,超过620英里[1]的公共道路供企业进行测试。2022年,政府将于榜鹅、登加以及裕廊等创新区引入无人驾驶巴士服务。为促进无人驾驶技术安全快速发展,韩国政府计划绘制全国各大主要城市地图,为无人驾驶车辆测试打造智能交通系统,帮助改善无人驾驶技术测试的安全性。2018年,韩国电信运营商KT在仁川国际机场成功测试一辆自动驾驶巴士,该自动巴士时速能达到30km,行驶路段里程为2.2km。

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