無人駕駛的智能出租車自動(dòng)鎖定乘客呼叫位置，只需說出目的地，它就能從城市交通網(wǎng)絡(luò)中獲取信息，避開擁堵路段、自動(dòng)選擇最佳路線；假如幾個(gè)人愿意“拼車”，智能出租車能安排合理的行駛路線；假如有人喜歡自己操縱，只需一個(gè)按鈕，智能出租車瞬間轉(zhuǎn)換成人工駕駛的“私家車”……優(yōu)化交通、減少事故、緩解擁堵和節(jié)能減排，這就是由無人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)共同構(gòu)成的智能交通系統(tǒng)，它將給我們帶來全新的城市智能交通生活。
真實(shí)版的無人駕駛智能汽車已經(jīng)上路，并且可能在不久后進(jìn)行推廣。
從2004年開始，美國和歐洲各國就以舉辦無人駕駛汽車比賽的方式，推動(dòng)該技術(shù)的發(fā)展。近來，德國自由大學(xué)的MIG無人駕駛汽車、意大利帕爾馬大學(xué)的無人駕駛汽車和美國谷歌公司的無人駕駛汽車，都紛紛開始上路測試。谷歌的無人駕駛汽車更是引起了人們極大的關(guān)注，它獲得了美國內(nèi)華達(dá)州機(jī)動(dòng)車輛管理局發(fā)出的首張?jiān)S可證允許檢測無人駕駛汽車在擁擠的街道和高速公路等不同交通狀況中的應(yīng)對(duì)情況。
谷歌無人駕駛汽車的進(jìn)展既證明了相關(guān)研究的可行性，也提供了將研究實(shí)用化的新思路。無人駕駛汽車以谷歌街景提供的地理環(huán)境和電子地圖為導(dǎo)航，以道路拓?fù)鋽?shù)據(jù)路網(wǎng)為約束條件，結(jié)合地圖存儲(chǔ)的、預(yù)知的道路標(biāo)志標(biāo)線、路口交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志和動(dòng)態(tài)交通信息等，對(duì)感知與識(shí)別的目標(biāo)進(jìn)行預(yù)瞄處理，降低識(shí)別難度并提高處理速度。通過車載相機(jī)和激光雷達(dá)等傳感器檢測道路的路面幾何特征，融合多傳感器信息進(jìn)行驗(yàn)證，在保證實(shí)時(shí)性的同時(shí)提高道路可行駛范圍檢測的可靠性，提高了交通安全和復(fù)雜交通環(huán)境下的行駛能力。
在國內(nèi)，無人駕駛汽車研究也如火如荼：以國家自然科學(xué)基金委“視聽覺信息的認(rèn)知計(jì)算”重大研究計(jì)劃為依托，在2009年至2011年間已舉辦了三屆“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”，國內(nèi)頂尖研究機(jī)構(gòu)均派車參賽。2011年在鄂爾多斯召開的比賽中，國內(nèi)無人駕駛汽車也從封閉道路走向真實(shí)道路為了實(shí)現(xiàn)對(duì)我國無人駕駛汽車的綜合評(píng)測，這些車輛需要通過約10公里長、設(shè)有交通信號(hào)識(shí)別、障礙物避讓、匯入車流和U型轉(zhuǎn)彎等測試內(nèi)容的真實(shí)城區(qū)道路。
汽車是交通的載體，未來的城市智能交通系統(tǒng)中，智能汽車必然是核心元素，它會(huì)給未來的城市生活帶來巨大變化。
智能汽車，具備了環(huán)境感知、定位與導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、智能決策和車輛控制等基本功能。它可以通過“眼睛”視覺傳感器獲得車道線、交通信號(hào)、行駛區(qū)域內(nèi)的動(dòng)靜態(tài)障礙物、典型路口描述等環(huán)境信息，再結(jié)合定位與導(dǎo)航模塊提供的位置信息，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊進(jìn)行車輛局部路徑和全局路徑的規(guī)劃。在感知環(huán)境基礎(chǔ)上，它的“大腦”決策模塊結(jié)合車輛狀態(tài)和行駛?cè)蝿?wù)進(jìn)行推理和決策，最后通過車輛控制模塊輸出決策結(jié)果。至此，智能汽車就可以順著這條安全、便捷的路線自主行駛。
更進(jìn)一步，智能汽車會(huì)按照交通法規(guī)自主行駛，自動(dòng)識(shí)別交通標(biāo)志、標(biāo)線和信號(hào)燈，并根據(jù)前方交通狀況自動(dòng)選擇跟車、換道或超車。在交叉路口和關(guān)鍵路段，路側(cè)安裝的視頻傳感器檢測交通事件并獲得交通流量信息，通過交通信號(hào)控制器實(shí)現(xiàn)交叉路口信號(hào)優(yōu)化，并與智能車輛實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同。在智能交通系統(tǒng)中，路口之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，交通管理和服務(wù)中心通過服務(wù)實(shí)現(xiàn)更高層的交通管控，人—車—路—中心達(dá)到協(xié)同，提高交通安全、緩解交通擁堵和節(jié)能減排的城市交通協(xié)調(diào)優(yōu)化得以實(shí)現(xiàn)。
在這方面，中科院自動(dòng)化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目前已經(jīng)取得了交通平行管控、人工交通系統(tǒng)、交通信號(hào)控制、汽車電子及智能車輛測評(píng)平臺(tái)等多項(xiàng)研究成果。
盡管無人駕駛的智能汽車紛紛上路檢測，但要真正實(shí)現(xiàn)智能城市交通，無人駕駛汽車如何與有人駕駛車輛共處而不會(huì)引發(fā)交通事故，還是個(gè)難題。這個(gè)難題得到解決，無人駕駛汽車才能真正融入未來交通生活。
“交通問題不僅是技術(shù)問題，還是社會(huì)和管理問題。”
為了解決這個(gè)復(fù)雜的問題，中科院自動(dòng)化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員結(jié)合研究員王飛躍提出的人工系統(tǒng)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)和平行執(zhí)行的ACP理論，通過研發(fā)人工交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上模擬每個(gè)智能交通參與者，從而模擬整個(gè)城市交通生活；通過人工交通系統(tǒng)開展大規(guī)模計(jì)算實(shí)驗(yàn)，從而學(xué)習(xí)、改進(jìn)和驗(yàn)證各種交通管控模型。
此外，他們還構(gòu)建了一個(gè)智能車輛測評(píng)平臺(tái)，一個(gè)車與車、車與交通環(huán)境互聯(lián)的室內(nèi)縮微交通環(huán)境，作為實(shí)際交通之外的平行系統(tǒng)，研究車輛智能駕駛、多車交互、對(duì)實(shí)際交通進(jìn)行微觀模擬實(shí)驗(yàn)與模型驗(yàn)證，以此為基礎(chǔ)開展更大規(guī)模的交通平行系統(tǒng)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)。
最終，通過人工交通和實(shí)際交通的平行執(zhí)行，通過車路協(xié)同和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高了交通系統(tǒng)的智能化水平；通過車聯(lián)網(wǎng)功能來優(yōu)化交通流、提高交通效率、減少交通事故并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。這一方法借助于人工交通與實(shí)際交通系統(tǒng)的平行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了“車內(nèi)簡單，車外復(fù)雜”，實(shí)現(xiàn)智能車輛在復(fù)雜交通場景下的自主行駛，將智能車輛與智能交通系統(tǒng)聯(lián)成整體。
在十年前，人們還無法想象互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)能給生活帶來什么影響，今天，人們也無法預(yù)測智能車輛將給城市交通帶來多大的便利和智能服務(wù)。不過，一些智能交通研究成果將會(huì)逐步應(yīng)用。例如，智能出租車技術(shù)將會(huì)提高車輛使用效率、極大減少路上的車輛，從而緩解交通擁堵。未來的智能汽車還會(huì)在形成交通擁堵之前就獲得緩解擁堵的行車路線，并在擁堵路段獲得行駛指導(dǎo)，減少事故，優(yōu)化交通。
也許，這些很快都將能在云計(jì)算支持的智能交通系統(tǒng)輔助下完成。
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