雷鋒網(wǎng)按：本文作者系北郵人機(jī)交互與認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室劉偉/張玉坤。

| 無人駕駛的歷史

• 1920年代——起源：“無人”駕駛

早在1925年，無線電設(shè)備公司Houdina Radio Control設(shè)計(jì)了一輛“無人”駕駛汽車American Wonder，這輛車由一輛1926 Chandler（美國汽車品牌，現(xiàn)已消失）改裝而來，它的后座上安裝了一個(gè)無線電接收設(shè)備，通過接收后車發(fā)出的無線電信號，經(jīng)過信號譯碼，再通過一個(gè)小電動(dòng)馬達(dá)來操作車的方向盤、制動(dòng)器、加速器等，進(jìn)而控制車的運(yùn)動(dòng)。研發(fā)成功后這個(gè)American Wonder還在紐約市進(jìn)行了展示，并穿越擁擠的交通，從百老匯開到了第五大道。

無人駕駛汽車（Driverless car）也叫自動(dòng)駕駛汽車 (Automatic car），它是在沒有人工參與的情況下具備感知環(huán)境和進(jìn)行導(dǎo)航的汽車。其核心在于其“自主性”、“智能化”。顯然American Wonder的“無人駕駛”是打了雙引號的無人駕駛，其“無人”僅為“車上無人”，但是還需要人來控制，嚴(yán)格意義上來說它應(yīng)該叫做“遙控駕駛”。雖然如此，這輛車還是在當(dāng)時(shí)引起了很多人的興趣，后來還分別于1926年在密爾沃基和1932年在弗雷德里克斯堡（Fredericksburg)做了展示。

• 1930年代——世界博覽會上的暢想

1939年紐約世界博覽會，由通用汽車公司贊助建造了一個(gè)名為“Futurama”（未來世界展覽）的展覽，設(shè)計(jì)師 Norman Bel Geddes向當(dāng)時(shí)的人們展示了他對未來汽車及交通的想法——未來汽車采用無線電控制，使用電力驅(qū)動(dòng)，由嵌在道路中的電磁場提供能量來源。

1940年Bel Geddes在他的新書“Magic Motorways”中進(jìn)一步闡述了他的觀點(diǎn)——人類應(yīng)該從駕駛中脫離出來。他設(shè)計(jì)了一種高速公路及運(yùn)輸系統(tǒng)，在高速公路上采用自動(dòng)駕駛，駛出高速公路后才由人手動(dòng)駕駛。并且，他預(yù)測這種設(shè)想會在1960年代實(shí)現(xiàn)。可惜Bel Geddes先生在1958年就去世了，沒能看到他的愿望在60年代并未實(shí)現(xiàn)，即使從60年代又過去半個(gè)多世紀(jì)過去后仍未實(shí)現(xiàn)。

• 1950年代——“自動(dòng)高速公路”

時(shí)間回到50年代，研究人員開始按照上述設(shè)想進(jìn)行試驗(yàn)，1953年RCA（Radio Corporation of America 美國無線電公司）實(shí)驗(yàn)室成功的研制了一輛微型汽車，它由按一定模式鋪設(shè)在地板里的電線進(jìn)行導(dǎo)航和控制。

幾年后的1958年，通過與內(nèi)布拉斯加州及通用汽車公司合作，RCA實(shí)驗(yàn)室又成功在該州林肯市外的高速公路上進(jìn)行了400英尺的真實(shí)路況、全尺寸汽車試驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)的成功讓當(dāng)時(shí)的人們很看好這種方法的前景，并且引起了許多公司的注意。例如中部電力與照明公司（Central Power and Light Company）就曾在很多報(bào)紙上刊登廣告介紹介紹無人駕駛，先來看下當(dāng)時(shí)的廣告：有一天你和你的愛車會疾馳在一條電子超級高速公路上，它的速度和方向由嵌入公路里的電子設(shè)備自動(dòng)控制。高速公路將會變得非常安全：沒有擁堵、沒有碰撞、沒有疲勞......當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)這一切在1975年就會發(fā)生。

50年代和60年代，通用汽車公司還陸續(xù)推出了幾款試驗(yàn)車——Firebirds系列，它的廣告是這樣的：電子導(dǎo)航系統(tǒng)可以在駕駛員休息的時(shí)候讓汽車飛速通過自動(dòng)高速公路。

• 1960、70年代——新希望的出現(xiàn)

進(jìn)入60年代，很多企業(yè)、機(jī)構(gòu)也開始研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車，大部分都沿用了之前的技術(shù)，通過埋設(shè)在道路中的電子設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)航。俄亥俄州立大學(xué)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Dr. Cosgriff 預(yù)言，這套系統(tǒng)將可以在15年內(nèi)推向公共道路。英國運(yùn)輸與道路研究實(shí)驗(yàn)室使用改裝的Citroen DS采用相同的方法，以130Km/h的速度在各種天氣狀況下進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果汽車的速度和方向都沒有發(fā)生偏離。同時(shí)根據(jù)分析，采用這個(gè)系統(tǒng)后，道路的負(fù)載能力將提高50%，而交通事故將減少40%。不過在70年代中期，由于研究資金撤出，試驗(yàn)被迫中斷。雖然在道路中埋設(shè)電子設(shè)備來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的方法在50年代開始進(jìn)行了眾多次試驗(yàn)，但是由于其需要對道路進(jìn)行改造，添加外部設(shè)備的成本和改造難度都比較大。70年代以后這種方法逐漸消失。

從1970年代中期開始，伊力諾依大學(xué)對智能駕駛邏輯算法展開研究。同期，1977年，日本筑波工程研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了第一個(gè)基于攝像頭來檢測前方環(huán)境的無人駕駛汽車。這輛車內(nèi)配備了兩個(gè)攝像頭，可以不用在路里面再埋入一些外部設(shè)備了。這是所知最早的開始使用視覺設(shè)備進(jìn)行無人駕駛的嘗試，由此翻開了無人駕駛新的一頁。

• 1980年代——在激勵(lì)下起步

進(jìn)入80年代，基于視覺的的無人車導(dǎo)航開始流行。

80年代初，慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學(xué)（Bundeswehr University Munich）的Ernst Dickmanns帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)以一輛奔馳汽車為基礎(chǔ)，研制了一輛采用視覺導(dǎo)航的自動(dòng)駕駛汽車，這輛車在交通順暢的情況下達(dá)到了63Km/h的速度。隨后EUREKA公布了普羅米修斯計(jì)劃，投入7.5億歐元用于自動(dòng)駕駛汽車的研發(fā)，在EUREKA項(xiàng)目的資助下，成功的開發(fā)出了多輛自動(dòng)駕駛汽車原型。同一時(shí)期，美國DARPA建立了ALV計(jì)劃，與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)合作，利用激光雷達(dá)、計(jì)算機(jī)視覺第一次實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自主控制下的自動(dòng)駕駛，并在無人車上首次使用了便攜式計(jì)算設(shè)備，速度達(dá)到了31Km/h。

1987年HRL實(shí)驗(yàn)室展示了第一款在越野環(huán)境下基于傳感器的自主導(dǎo)航的ALV，在亂石、山坡、溝壑等地形成功以3.1Km/h的速度行駛了超過600多米。

1989年，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)率先使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來引導(dǎo)控制自動(dòng)駕駛汽車，由此發(fā)展形成了現(xiàn)代控制策略的基礎(chǔ)。

• 1990、2000年代——加速發(fā)展

1995年卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Navlab計(jì)劃，通過在車上加裝多臺便攜式計(jì)算設(shè)備、攝像頭、GPS設(shè)備，來增強(qiáng)車輛的自動(dòng)駕駛能力，在穿越國家的行程中，行駛了超過5000公里，據(jù)稱98.2%的都是“無手”自主控制，實(shí)際上這輛車只是半自動(dòng)駕駛，因?yàn)樗皇鞘褂蒙窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)來控制車的方向，油門和剎車仍是人控制的?？▋?nèi)基?梅隆大學(xué)的研究成果對于現(xiàn)在的無人駕駛技術(shù)提供了非常高的借鑒意義。

從2004年開始DARPA舉辦了3次無人車挑戰(zhàn)賽，考驗(yàn)無人駕駛在惡劣和復(fù)雜環(huán)境下的能力，同時(shí)對獲獎(jiǎng)?wù)咛峁┚揞~獎(jiǎng)勵(lì)。前兩次比賽都是在沙漠中進(jìn)行，比賽規(guī)則要求參賽的機(jī)器人只能依靠GPS來引導(dǎo)行駛，并依靠傳感器或攝像頭來繞開天然障礙物，從而通過230公里長的純天然沙漠地帶。

第一屆沒有隊(duì)伍完成任務(wù)，第二屆比賽斯坦福大學(xué)取得了冠軍，那輛車配備了攝像頭、激光測距儀、雷達(dá)遠(yuǎn)程測距、GPS還配有英特爾奔騰M處理器。第三屆比賽改為在城市中進(jìn)行，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、斯坦福大學(xué)、佐治亞理工大學(xué)奪得前三名，不過第三屆比賽結(jié)束之后，該項(xiàng)賽事沒有再次舉行。但是比賽中最先采用的一些設(shè)備與技術(shù)后來也被推廣，有些也成為必備配置，如激光測距儀，雷達(dá)測距等。

| 現(xiàn)在與未來

從00年代中期以來，無人駕駛技術(shù)開始了飛躍式的發(fā)展?，F(xiàn)在無人車做的最知名的估計(jì)要數(shù)谷歌了，而谷歌的無人駕駛技術(shù)，正是源于斯坦福大學(xué)，其無人車項(xiàng)目負(fù)責(zé)人就是從斯坦福大學(xué)出來的，在無人駕駛上企業(yè)正逐步從高校研究所中接過接力棒。

除了一些大學(xué)研究機(jī)構(gòu)外，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、傳統(tǒng)的汽車廠商紛紛進(jìn)入無人車行業(yè)。隨著計(jì)算、算法及傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在的無人車已經(jīng)越來越智能，有的在技術(shù)上已經(jīng)基本可以做到完全脫離人來駕駛，雖然還沒有正式開始商用，但是隨著無人駕駛發(fā)展起來的一些技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)入實(shí)用階段，如自動(dòng)泊車、自動(dòng)巡航、自動(dòng)車道保持等等，這些都使駕駛更加輕松，同時(shí)也更加安全。

現(xiàn)在無人駕駛汽車的障礙除了技術(shù)方面的之外，私以為可能更多的是法律上的限制，和人們心理上對自動(dòng)駕駛的擔(dān)心與恐懼，不過相信隨著技術(shù)的進(jìn)一步提高和完善，以及隨著人們接受能力的提高，這些問題都將解決。這次可能不會等太久，Bel Geddes們“人類應(yīng)該從駕駛中脫離出來”的愿望真的就要實(shí)現(xiàn)了，雖然不是按照他們想的那種方式。

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