自动驾驶汽车的梦想可以追溯到中世纪,比汽车发明早几个世纪。这方面的证据来自莱昂纳多·达·芬奇的草图,该草图旨在成为自行式推车的粗略蓝图。相对于今天正在开发的高度先进的导航系统,他当时的想法是使用缠绕弹簧进行推进,这相当简单。

从 1925 年 胡迪纳无线电控制公司 首次公开展示无人驾驶汽车开始,人们开始齐心协力开发真正可行的无人驾驶汽车, 1926 年钱德勒,被引导通过沿百老汇和第五大道的路线上的交通,另一辆车发出信号,紧随其后。一年后,经销商亚琛汽车还在密尔沃基街头展示了一款名为“幻影汽车”的遥控汽车。

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尽管幻影汽车在 20 年代和 30 年代,各个城市巡回演出期间吸引了大量人群,但一辆看似没有司机的车辆的奇观,对于旁观者来说只不过是一种奇怪的娱乐形式。此外,该设置并没有让生活变得更轻松,因为它仍然需要有人从远处控制车辆。我们需要一个大胆的愿景,即自动驾驶汽车如何更好地为城市服务,作为更高效、更现代化的交通方式的一部分。

未来的高速公路

直到 1939 年的世界博览会,一位名叫诺曼·贝尔·格德斯的著名实业家才提出了这样的设想。他的展览不仅因其创新的理念,而且因其对未来城市的现实描绘而著称。例如,它引入了高速公路作为连接城市和周边社区的一种方式,并提出了一个汽车自动行驶的自动化高速公路系统,让乘客能够安全、便捷地到达目的地。正如贝尔格德斯 在他的《魔术高速公路》一书中所解释的:“这些 1960 年的汽车,以及它们所行驶的高速公路,将配备能够纠正人类驾驶员错误的设备。”

果然,RCA 与通用汽车公司和内布拉斯加州合作,采用了这个想法,并开始研究仿照贝尔格德斯最初概念的自动化高速公路技术。1958 年,该团队推出了一条 400 英尺长的自动化高速公路,该高速公路配备了内置在人行道上的电子电路。这些电路用于测量不断变化的路况,并帮助引导车辆沿着该路段行驶。它成功地通过了测试,并于 1960 年在新泽西州普林斯顿展示了第二个原型。

那一年,RCA 及其合作伙伴对该技术的进步感到鼓舞,他们宣布计划在未来 15 年内的某个时间将该技术商业化。作为参与该项目的一部分,通用汽车甚至开发并推广了一系列,为这些未来的智能道路定制的实验车。经常宣传的 火鸟二和 火鸟三都具有未来主义设计和复杂的引导系统,该系统被编程,为高速公路的电子电路网络协同工作。

所以你可能会问“那是怎么回事?” 好吧,简短的回答是缺乏资金,这种情况经常发生。事实证明,美国政府并没有接受这种炒作,或者至少不相信 RCA 和通用汽车要求每英里 100,000 美元的投资,来实现更宏大的自动驾驶梦想。因此,该项目在那时基本上停滞不前。

有趣的是,大约在同一时间,英国交通和道路研究实验室的官员开始试验他们自己的无人驾驶汽车系统。RRL 的制导技术有点类似于自动高速公路系统,因为它既是汽车又是道路系统。在这种情况下,研究人员将改装了电子传感器的雪铁龙 DS 与在道路下方运行 的磁轨配对。

不幸的是,与美国同行一样,该项目最终在政府选择停止资助后被取消。尽管一系列成功的测试和前瞻性分析表明,随着时间的推移,植入该系统将增加 50% 的道路通行能力,减少 40% 的事故,并最终在本世纪末收回成本。

方向的改变

上世纪 60 年代,研究人员还看到了其他值得注意的尝试,即启动电子高速公路系统的开发,尽管现在越来越明显的是,任何此类项目最终都将被证明成本过高。这意味着向前发展的是,任何关于自动驾驶汽车的工作都需要至少稍微换档,更多的重点是找出使汽车更智能的方法,而不是让道路变得更智能。

斯坦福大学的工程师是最早采用这种更新方法的人之一。这一切都始于 1960 年,当时一位名叫詹姆斯亚当斯的斯坦福工程研究生,着手建造遥控月球车。他最初组装了一辆配备摄像机以改善导航的四轮手推车,多年来,这个想法演变成一种更加智能的车辆,能够自行导航通过一个充满椅子的房间。

1977 年,日本筑波机械工程实验室的一个团队,开发了被许多人认为是第一辆独立自动驾驶汽车。它不是依赖外部道路技术,而是在机器视觉的帮助下进行引导,其中计算机使用内置摄像头的图像分析周围环境。该原型车的速度接近每小时 20 英里,并被软件编程控制跟随白色街道标记。

上世纪 80 年代,人们对应用于交通的人工智能越来越感兴趣,这在一定程度上要归功于德国航空工程师恩斯特·迪克曼斯 的开创性工作。他最初的努力得到了梅赛德斯-奔驰的支持,最终实现了能够高速自动驾驶的概念验证。这是通过为一辆梅赛德斯面包车配备摄像头和传感器来实现的,这些摄像头和传感器收集数据并将其输入一个计算机程序,该程序的任务是调整方向盘、刹车和油门。VAMORS 原型机于 1986 年成功测试,一年后在高速公路上公开亮相。

这导致欧洲研究组织 尤里卡 启动了 普罗米修斯项目,这是无人驾驶汽车领域最雄心勃勃的尝试。凭借 749,000,000 欧元的投资,迪克曼斯和慕尼黑德国联邦国防大学的研究人员在摄像头技术、软件和计算机处理方面取得了多项关键进展,最终产生了两款令人印象深刻的机器人车辆,VaMP 和 VITA-2。为了展示这些汽车的快速反应时间和精确的机动性,研究人员让它们以每小时 130 公里的速度在巴黎附近 1000 公里的高速公路上行驶。

与此同时,美国的一些研究机构也开始了自己对自动驾驶汽车技术的探索。1986 年,卡内基梅隆机器人研究所的研究人员对许多不同的汽车进行了试验,首先是一辆代号为 NavLab 1 的雪佛兰平板货车,它使用视频设备、GPS接收器和超级计算机进行了改装。次年,休斯研究实验室的工程师展示了一款能够越野行驶的自动驾驶汽车。

1996 年,帕尔马大学的工程学教授 阿尔贝托·布罗吉和他的团队发起了 ARGO 项目,以在 普罗米修斯项目中断的地方接手。这一次的目的是展示一辆汽车可以变成一辆完全自动驾驶的汽车,只需最少的修改和低成本的零件。他们想出的原型是蓝旗亚 Thema,它配备了两个简单的黑白摄像机和一个基于立体视觉算法的导航系统,最终运行得非常好,因为它覆盖了 1,200 多英里的路线,平均时速56英里。

21 世纪初,在 80 年代开始涉足自动驾驶汽车技术开发的美国军方宣布了 DARPA 大挑战赛,这是一项长距离竞赛,工程师的车辆必须征服 150 英里的障碍物路线。尽管没有一辆车完成了课程,但该活动被认为是成功的,因为它有助于激发该领域的创新。随后几年,该机构还举办了几场比赛,以鼓励工程师进一步发展这项技术。

谷歌参加比赛

2010 年,互联网巨头谷歌宣布,其部分员工在前一年秘密开发和测试了一个自动驾驶汽车系统,希望找到一种解决方案,将每年的车祸数量减少一半。该项目由斯坦福大学人工智能实验室主任 塞巴斯蒂安·特伦领导,并带来了从事 DARPA 挑战赛汽车工作的车载工程师。目标是到在2020 年推出商用车。

该团队从七辆原型车、六辆丰田普锐斯和一辆奥迪 TT 开始,配备了一系列传感器、摄像头、激光、一种特殊的雷达和 GPS 技术,使他们能够做的不仅仅是环绕预定的路线。该系统可以检测到数百码以外的物体和许多潜在危险。到 2015 年,谷歌汽车已经行驶了超过 100 万英里而没有造成事故,尽管它们发生了 13 次碰撞。2016 年,汽车发生了第一起事故。

目前正在进行的项目中,该公司还取得了其他几项重大进展。他们游说并通过立法,使自动驾驶汽车在四个州和哥伦比亚特区合法上路,公布了计划在 2020 年发布的 100% 自动驾驶模型,并命名韦莫。但也许更重要的是,所有这些进展已经促使汽车行业的许多知名人士,将资源投入到一个时机可能已经到来的想法中。

其他已经开始开发和测试自动驾驶汽车技术的公司包括优步、微软、特斯拉以及传统汽车制造商丰田、大众、宝马、奥迪、通用汽车和本田。然而,当 2018 年 3 月 Uber 测试车辆撞死一名行人时,该技术的进步受到了重大打击。这是第一起不涉及其他车辆的致命事故。此后,优步暂停了自动驾驶汽车的测试。