2003年3月13日下午两点多钟,北京北郊某高速公路上,一辆枣红色的三星牌七座厢式车正在平稳而高速地飞驰着。“80公里,100公里,120公里,……,140公里!”一位年长的学者在激动的读报着时速表的读数。
这辆最高时速达140多公里的汽车,从外形上看有点奇怪:车的顶部高高的竖立着一根圆柱状金属杆、两根细长的天线和一个圆盘状的接收器,车顶前端有一个摄像头,像一只警觉的眼睛时刻注视着前下方的路面。
看到这部车,一般人也许认为它就是一辆用于特殊调研的勘测车而已,即使车身上清晰的写着:清华智能车THMR-Ⅴ,也不能引起人更多的想象。但是如果我要告诉你,这是一部可实现部分无人驾驶的汽车,你会作何感想呢?也许你无法想象,只有在科幻片中才能看到的由机器人驾驶的汽车,竟然离我们的现实生活有着如此近的距离。尽管这个机器人不像影视剧里的机器人那样有着人的特征,却能够在一定程度上自主驾驭、初步具备了一些人的智能。
参观智能汽车的内部结构,你会发现,它更像是一个有着视觉和人工智能的“人”:简单地说,如果把车顶的摄像机看作它的眼睛,那么车厢内的多台测控计算机就是它的大脑;智能机器人通过“眼睛”看到的信息,被传送到“大脑”里进行分析,再由“大脑”发出指令,支配车体的动作。而安装在左右车轮上的光码盘,是可以时刻告诉它移动距离和车速的计数器;车顶上的磁罗盘和差分全球定位系统(DGPS)则是一张可以表明车体位置的电子地图。
THMR-Ⅴ是目前国内时速最高的智能汽车。即便在世界上,它也处于较为领先的地位。这辆车的项目研制负责人、清华大学博导何克忠教授向我们解释道:之所以把时速作为衡量智能汽车的主要指标,是由于在高速行驶的状态下,只有在瞬时完成对路面图像的信息处理,才能及时向车体发出控制命令,使汽车驾驶的智能化成为现实。也就是说,在车道线跟踪技术中,优化视觉信号的处理系统,关键在于算法。
很遗憾,由于时间的限制,我们只能亲历智能车识别、跟踪车道白线自主行驶———即白线跟踪技术。而更有趣的临场感遥控驾驶、遇到障碍物自动避让和自动停车等表演都没有能够看到。何教授告诉我们,智能车技术可以部分的应用于汽车辅助驾驶,危险或特殊场所的运输、监控、排障等民用或工业领域。
目前,课题小组正在与某部门和企业就这一技术的实际应用进行洽谈。
背景知识
智能车辆(IV,IntelligentVehicle),又称室外移动机器人(OMR,OutdoorMobileRobot),它实际上是一个具有高度智能行为的自动化系统,是计算机人工智能、机器人学、控制理论和电子技术等多学科交叉的产物,不仅有着诱人的应用领域和商业价值,而且对它的研究本身也是对智能化技术的挑战。它最早出现于20世纪80年代美国国防部高级研究计划署制订的“战略计算计划”任务书中。
国外典型的室外机器人系统有:美国国防部Demo计划系列、美国卡内基·梅隆大学的Navlab系列、德国慕尼黑国防大学VaMP实验车、德国的Caravelle系统和意大利帕尔马大学的ARGO实验车等等。国内已有的智能移动机器人有:数家大学联合研制的“地面机器人”TAB-1、TAB-2,中国国防大学的无人驾驶车CITAVT-Ⅰ、CITAVT-Ⅴ,以及清华大学的智能移动机器人THMR-Ⅲ。
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