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| 本文作者： 人机与认知实验室 | 2016-05-17 11:45 | 专题：Google、百度、Uber......无人驾驶市场争夺战 |
雷锋网按：本文作者系北邮人机交互与认知实验室刘伟/张玉坤。
| 无人驾驶的历史
1920年代——起源：“无人”驾驶
早在1925年，无线电设备公司Houdina Radio Control设计了一辆“无人”驾驶汽车American Wonder，这辆车由一辆1926 Chandler（美国汽车品牌，现已消失）改装而来，它的后座上安装了一个无线电接收设备，通过接收后车发出的无线电信号，经过信号译码，再通过一个小电动马达来操作车的方向盘、制动器、加速器等，进而控制车的运动。研发成功后这个American Wonder还在纽约市进行了展示，并穿越拥挤的交通，从百老汇开到了第五大道。
无人驾驶汽车（Driverless car）也叫自动驾驶汽车 (Automatic car），它是在没有人工参与的情况下具备感知环境和进行导航的汽车。其核心在于其“自主性”、“智能化”。显然American Wonder的“无人驾驶”是打了双引号的无人驾驶，其“无人”仅为“车上无人”，但是还需要人来控制，严格意义上来说它应该叫做“遥控驾驶”。虽然如此，这辆车还是在当时引起了很多人的兴趣，后来还分别于1926年在密尔沃基和1932年在弗雷德里克斯堡（Fredericksburg)做了展示。
1930年代——世界博览会上的畅想
1939年纽约世界博览会，由通用汽车公司赞助建造了一个名为“Futurama”（未来世界展览）的展览，设计师 Norman Bel Geddes向当时的人们展示了他对未来汽车及交通的想法——未来汽车采用无线电控制，使用电力驱动，由嵌在道路中的电磁场提供能量来源。
1940年Bel Geddes在他的新书“Magic Motorways”中进一步阐述了他的观点——人类应该从驾驶中脱离出来。他设计了一种高速公路及运输系统，在高速公路上采用自动驾驶，驶出高速公路后才由人手动驾驶。并且，他预测这种设想会在1960年代实现。可惜Bel Geddes先生在1958年就去世了，没能看到他的愿望在60年代并未实现，即使从60年代又过去半个多世纪过去后仍未实现。
1950年代——“自动高速公路”
时间回到50年代，研究人员开始按照上述设想进行试验，1953年RCA（Radio Corporation of America 美国无线电公司）实验室成功的研制了一辆微型汽车，它由按一定模式铺设在地板里的电线进行导航和控制。
几年后的1958年，通过与内布拉斯加州及通用汽车公司合作，RCA实验室又成功在该州林肯市外的高速公路上进行了400英尺的真实路况、全尺寸汽车试验。
实验的成功让当时的人们很看好这种方法的前景，并且引起了许多公司的注意。例如中部电力与照明公司（Central Power and Light Company）就曾在很多报纸上刊登广告介绍介绍无人驾驶，先来看下当时的广告：有一天你和你的爱车会疾驰在一条电子超级高速公路上，它的速度和方向由嵌入公路里的电子设备自动控制。高速公路将会变得非常安全：没有拥堵、没有碰撞、没有疲劳......当时预计这一切在1975年就会发生。
50年代和60年代，通用汽车公司还陆续推出了几款试验车——Firebirds系列，它的广告是这样的：电子导航系统可以在驾驶员休息的时候让汽车飞速通过自动高速公路。
1960、70年代——新希望的出现
进入60年代，很多企业、机构也开始研发自动驾驶汽车，大部分都沿用了之前的技术，通过埋设在道路中的电子设备进行导航。俄亥俄州立大学的项目负责人Dr. Cosgriff 预言，这套系统将可以在15年内推向公共道路。英国运输与道路研究实验室使用改装的Citroen DS采用相同的方法，以130Km/h的速度在各种天气状况下进行了试验，结果汽车的速度和方向都没有发生偏离。同时根据分析，采用这个系统后，道路的负载能力将提高50%，而交通事故将减少40%。不过在70年代中期，由于研究资金撤出，试验被迫中断。虽然在道路中埋设电子设备来实现自动驾驶的方法在50年代开始进行了众多次试验，但是由于其需要对道路进行改造，添加外部设备的成本和改造难度都比较大。70年代以后这种方法逐渐消失。
从1970年代中期开始，伊力诺依大学对智能驾驶逻辑算法展开研究。同期，1977年，日本筑波工程研究实验室开发出了第一个基于摄像头来检测前方环境的无人驾驶汽车。这辆车内配备了两个摄像头，可以不用在路里面再埋入一些外部设备了。这是所知最早的开始使用视觉设备进行无人驾驶的尝试，由此翻开了无人驾驶新的一页。
1980年代——在激励下起步
进入80年代，基于视觉的的无人车导航开始流行。
80年代初，慕尼黑联邦国防军大学（Bundeswehr University Munich）的Ernst Dickmanns带领他的团队以一辆奔驰汽车为基础，研制了一辆采用视觉导航的自动驾驶汽车，这辆车在交通顺畅的情况下达到了63Km/h的速度。随后EUREKA公布了普罗米修斯计划，投入7.5亿欧元用于自动驾驶汽车的研发，在EUREKA项目的资助下，成功的开发出了多辆自动驾驶汽车原型。同一时期，美国DARPA建立了ALV计划，与卡内基梅隆大学、斯坦福大学等机构合作，利用激光雷达、计算机视觉第一次实现了机器人自主控制下的自动驾驶，并在无人车上首次使用了便携式计算设备，速度达到了31Km/h。
1987年HRL实验室展示了第一款在越野环境下基于传感器的自主导航的ALV，在乱石、山坡、沟壑等地形成功以3.1Km/h的速度行驶了超过600多米。
1989年，卡内基梅隆大学率先使用神经网络来引导控制自动驾驶汽车，由此发展形成了现代控制策略的基础。
1990、2000年代——加速发展
1995年卡内基梅隆大学的Navlab计划，通过在车上加装多台便携式计算设备、摄像头、GPS设备，来增强车辆的自动驾驶能力，在穿越国家的行程中，行驶了超过5000公里，据称98.2%的都是“无手”自主控制，实际上这辆车只是半自动驾驶，因为它只是使用神经网络来控制车的方向，油门和刹车仍是人控制的。卡内基•梅隆大学的研究成果对于现在的无人驾驶技术提供了非常高的借鉴意义。
从2004年开始DARPA举办了3次无人车挑战赛，考验无人驾驶在恶劣和复杂环境下的能力，同时对获奖者提供巨额奖励。前两次比赛都是在沙漠中进行，比赛规则要求参赛的机器人只能依靠GPS来引导行驶，并依靠传感器或摄像头来绕开天然障碍物，从而通过230公里长的纯天然沙漠地带。
第一届没有队伍完成任务，第二届比赛斯坦福大学取得了冠军，那辆车配备了摄像头、激光测距仪、雷达远程测距、GPS还配有英特尔奔腾M处理器。第三届比赛改为在城市中进行，卡内基梅隆大学、斯坦福大学、佐治亚理工大学夺得前三名，不过第三届比赛结束之后，该项赛事没有再次举行。但是比赛中最先采用的一些设备与技术后来也被推广，有些也成为必备配置，如激光测距仪，雷达测距等。
从00年代中期以来，无人驾驶技术开始了飞跃式的发展。现在无人车做的最知名的估计要数谷歌了，而谷歌的无人驾驶技术，正是源于斯坦福大学，其无人车项目负责人就是从斯坦福大学出来的，在无人驾驶上企业正逐步从高校研究所中接过接力棒。
除了一些大学研究机构外，现在互联网企业、传统的汽车厂商纷纷进入无人车行业。随着计算、算法及传感器技术的不断进步，现在的无人车已经越来越智能，有的在技术上已经基本可以做到完全脱离人来驾驶，虽然还没有正式开始商用，但是随着无人驾驶发展起来的一些技术已经开始进入实用阶段，如自动泊车、自动巡航、自动车道保持等等，这些都使驾驶更加轻松，同时也更加安全。
现在无人驾驶汽车的障碍除了技术方面的之外，私以为可能更多的是法律上的限制，和人们心理上对自动驾驶的担心与恐惧，不过相信随着技术的进一步提高和完善，以及随着人们接受能力的提高，这些问题都将解决。这次可能不会等太久，Bel Geddes们“人类应该从驾驶中脱离出来”的愿望真的就要实现了，虽然不是按照他们想的那种方式。
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