美国无人的“竞争理念”

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无人驾驶汽车的发展历史

20世纪50年代至70年代，RCA研究所、通用汽车、俄亥俄州立大学、美国国家公路管理局、英国运输与道路研究所等机构相继开展了无人驾驶汽车的研究，但无人驾驶汽车的概念“自动驾驶”仍然存在。使用配备道路设施的车辆辅助驾驶的设计，并不能被视为能够随着路况变化而“自动驾驶”的无人驾驶汽车。无人驾驶汽车要达到判断路况的“自动驾驶”阶段，必须依靠计算机快速的逻辑判断。这直接为无人驾驶汽车的开发提供了很大的帮助。

一个常见的记录是，20世纪80年代，德国慕尼黑大学教授因斯特迪克曼斯驾驶一辆奔驰面包车在由图像识别系统和计算机控制的道路上以每小时63公里的速度行驶。无人驾驶汽车“自动驾驶”的由来。得益于此，1985年成立的尤里卡联盟立即提供了巨额研究经费，从1985年到1995年总计约749亿欧元。

谷歌对其自动驾驶汽车丰田普锐斯进行了改造，以便人类可以在所有测试期间坐在方向盘后面，并在需要时控制车辆。

同期，美国启动了由国防高级研究计划局牵头的“自主地面”计划，多所大学与和商业研究机构合作，开发集成激光雷达、计算机和计算机。自主地面。它采用图像识别和自动驾驶技术，沿固定车道以31公里/小时的速度行驶。使用休斯研究所于1987年首次开发的配备电子地图和传感器集成自动驾驶系统的“自主地面”完成了全国首个驾驶记录，其中一个路段的行驶速度为每小时31公里。比赛场地长609米，有陡坡、山谷、岩石障碍物和灌木丛地形。

20世纪90年代，由于个人电脑的普及和计算性能的快速提高，无人驾驶汽车的“自动驾驶”变得更加强大，并通过许多实验结果成功证明了长途驾驶能力。美国众议院于1991年通过了ISTEA交通授权法案，要求交通部在1997年之前验证无人驾驶车辆和高速公路系统的可用性。虽然最终因交通部过多的研究经费而停产，但引起了公众的极大兴趣。

1994年，著名无人驾驶汽车研发先驱InstDickmans教授与梅赛德斯-奔驰合作开发的VaMP和Vita-2原型车在周边高速公路典型拥堵路况下完成了半自动驾驶测试。巴黎行驶里程达到1000公里，部分路段时速达到130公里。1995年，迪克曼斯继续努力，在计算机扫描成像系统和高速计算机的帮助下，驾驶着一辆改装的S级奔驰轿车从德国慕尼黑来回到丹麦哥本哈根。德国的总行驶距离为1,590公里，该国最高时速为175公里每小时，平均每9公里需要人工干预，因此其中95英里是无人驾驶和自动驾驶的。整个行程在无人干预的情况下最远距离为158公里。同年，美国卡内基大学研究院计划在美国大陆完成5000公里的自动驾驶测试，期间982%的街道都是无人驾驶，因此被称为“免提过街”。“美国。”然而，这辆车实际上是半自动的，因为油门踏板和刹车都是手动控制的。

谷歌将六辆丰田普锐斯、一辆奥迪TT和三辆丰田雷克萨斯RX450h改装成自动驾驶汽车，内华达州机动车辆管理局于2012年5月8日向谷歌的自动驾驶汽车发放了合法牌照。

DARPA的“重大挑战”系列

进入21世纪，各种无人系统蓬勃发展并受到军方的关注，除了首次成为战场主流武器的无人机之外，地面系统也受到这一趋势的影响，逐渐发展起来。其中，美军的“未来作战系统”可以说是最雄心勃勃的计划。

此前，大多数自动驾驶汽车都是汽车行业或科技界的实验项目，主要集中在公共交通和轨道交通领域。专注于军事技术应用的DARPA自2004年起举办了一系列“大挑战”竞赛，极大地将无人驾驶车辆的使用范围拓展到越野和军事领域。在规划首届竞赛形式的同时，参赛者资格也大幅放宽，参赛队伍不限于个人、公司、学校或研究机构，且成员中必须有一名美国人。任何公民都可以参加。DARPA还提供100万美元金，激励参与者积极投资并致力于新技术的研发。“大挑战”最困难和最吸引人的特点是，一旦车辆启动，就不能有任何人为干预或操纵。除了优秀的导航和探测设备外，还拥有优秀的综合技术和设计。

第一届“大挑战”比赛于2004年3月13日在美国莫哈韦沙漠举行。该路线大致与15号州际公路平行，从加利福尼亚州巴斯托尼到内华达州普里姆，全长240公里。经过赛前筛选，共有15支队伍获得参赛资格，但成绩较差，由于都是首次参赛，经验不足，没有一支队伍能跑完全程。比赛开始前，两队车辆因技术题退出，其中一队车辆刚开始就翻车无法行驶，因此距离最远的车辆是作品《沙漠》。卡内基梅隆大学红队。“风暴”在经过小半径掉头后因故障停了下来，总共行驶了1,178公里，只完成了不到规定距离的5%。据此，主办方宣布，如果没有最终获胜者，将扣留100万美元的金，这意味着2005年第二届“大挑战”比赛的获胜金将增加到200万美元！

根据赛后研究，DARPA专家认为失败的主要原因是参赛车辆设计无法同时处理导航和避障。有些设计可以在GPS引导下准确地遵循计划路线，但当遇到障碍物时就会失败。我被困在路上，不知道该怎么办。有些车辆可以巧妙地避开障碍物，但无法遵循GPS导航，有的甚至会误将自己的影子判断为想象中的障碍物。结果，他们不敢采取任何行动。不过，主办方认为，即使没有队伍完成赛程，比赛仍然可以算成功，因为它引起了社会各界的关注，激发了相关领域的研究兴趣！

2004年“大挑战”中出现的沙漠风暴自动驾驶汽车表现出了最好的性能，但行驶距离仅为1178公里。卡内基梅隆大学于次年改进了同类型汽车，并在2005年“大挑战”中获得第二名。

抛开2004年的惨痛教训，2005年“大挑战”的参赛队伍数量大幅增加，大家都瞄准了200万美元的金。比赛首先经过初选，2005年8月23日宣布，195支队伍中共有43支队伍晋级决赛。评审方式以完成预赛路线的科目为依据，三个科目分别是1.完成预赛规定路线的时间、2.在无人干预的情况下通过的障碍物数量、每圈5个障碍物3、通过的门槛数量，每个圆圈有50个门。预赛共进行4轮，根据4轮总成绩确定最终成绩，并由主办方决定是否晋级决赛。

最终路线与2004年类似。这也是一条连接加州和内华达州的艰难公路，全长212公里，有3条隧道和100个右转。这条“小道”被认为是一条很难通过的路线，因为山风很大，而且两边都是陡坡。与2004年相比，人们普遍认为2004年的旅程上坡较多，掉头较少，但较陡峭，而2005年的道路较窄且较难。

穿越沙漠的决赛于10月8日早上6:30开始。比赛路线在出发前2小时以电脑文件的形式提供给各队，每72米有一个GPS坐标参考点。在复杂的地形和路线上，会更加密集。各队完成数据录入后，一旦比赛开始，将不能再触摸或触碰无人驾驶车辆，否则将被取消资格。每支队伍的出发时间都不同，组织者根据完成比赛所需的总时间而不是纯粹根据到达顺序来确定。

经过一天的比赛，2004年43支车队中只有一支没有超过118公里，其余的都超过了这个距离。信息非常丰富。完成比赛的五支队伍中，第一名是斯坦福大学设计的“斯坦利”，用时6小时53分8秒，平均时速308公里/小时，第二名是“沙漠””，由卡内基梅隆大学设计。“沙漠风暴”获胜。该大学用时6小时53分8秒，7小时4分50秒，第三名是卡内基梅隆大学设计的“H1ghlander”，7小时14分，第四名是位于路易斯安那州的格雷研究公司“Kat-”，当时受到卡特里娜飓风的损坏，“5”号行动耗时7小时30分16秒，第五名奥什科什的TerraMax重达13,608公斤，被困在“熊颈小道”上。由于时间已晚，比赛宣布第二天结束。同时，超过时限、10小时内未完成的，不予积分。

总结2005年的大挑战赛，可以说2004年的经验已结出硕果。此次竞赛不仅成功、富有成果，而且超出了DARPA的预期，实现了原计划于2007年完成的目标。据此，2006年5月1日，DARPA宣布将于2007年举办“大挑战”系列竞赛。毫无疑，这将是一场更加艰难、需要更高水平的比赛。

2007年“城市挑战”

第三届大挑战赛于2007年举行，通常被称为“城市挑战赛”，在南加州已关闭的乔治空军基地举行。比赛赛道是一条全长96公里的模拟城市环境的道路，所有参赛者必须在6小时内完成比赛，遵守相关交通法规，同时展示与其他车辆会面的能力。这显然很困难，因为它与道路交通融为一体。高于前两场比赛。另一个不同之处在于，2007年“城市挑战赛”的参赛者被分为A组和B组。尽管两支队伍的赛程相同，但A组的11名参赛者是由DARPA预先选定的，并提供了100万美元的支持。尽管这些团队大多是在各自领域表现出色的学术单位或公司，但DARPA并未详细说明参与者是如何选择的以及他们的资格标准。

由于山区风大且两侧坡度陡，“颈步道”被认为是庆州较难通过的瓶颈。

就2004年和2005年的比赛内容而言，最大的挑战在于本身的整合。这是因为，当无人驾驶车辆在整个比赛期间在野外行驶时，它本质上是由独立的个人操作的。在封闭的环境中，没有机会与其他车辆互动或接触，最多看起来就像是超越了其他车辆。相比之下，“城市挑战”模拟城市交通中的驾驶，因此无人驾驶车辆的人工智能设计不仅要“智能”，而且要足够快，才能在复杂的交通环境中平稳行驶并及时与其他车辆交互。”，避免碰撞并遵守交通规则。

Kat-5无人驾驶汽车穿越路易斯安那州的“熊颈小径”

在“城市挑战赛”中，参赛车队必须使用目前市场上销售的车辆或具有安全资质并可以上路行驶的车辆。DARPA在比赛开始前24小时提供数字路线数据。参赛车辆必须在24小时内完成路线，通过各种设置的检查站，并且只能依靠自己的车载传感器和GPS系统。由于GPS信号丢失，参赛车辆在行驶时不得与其他车辆、围栏或设施发生碰撞，最终参赛车辆必须能够顺利进入停车位并在必要时进行大转弯。另一方面，进行比赛的方式也相对复杂，DARPA于2007年8月9日宣布，经过一系列书面审查，报名的89支队伍中，有35支队伍符合条件，能够参加比赛从十月开始。26~31。初步时间表。

初赛将于10月26日至31日举行。