清华智能车技术研究

。
幅 度 降低 了 道 路 图 像 处 理 和 车 道 线 识 别 的 计 算 量 个 车 道 检 测 过 程 的速 度
，
提 高 了整
作者 简 介
何 克 忠 ： 清 华 大 学计 算 机 科 学 与技 术 系 教 授
，
技 术 有 关 的研 发 课 题 6 项
保证 了 车道 检 测和 道 路环 境理 解 的
2
．
安全
、
可 靠 方 面 也 有 很 大 的优 点
加速
加 强 无 人 车 研 制单 位 与 汽 车 制 造 行 业 的 结 合
，
在 车体 控 制 模 板 设 计 中的 可 靠性 措 施
，
无 人 车 辆 的 研 制应 尽 早 与 汽 车 行 业 协 作 或 结 合
如车
为 了 提 高智 能 车 的 可 靠性
。
先 后 设 计 和研 制成功 室 内
实时性
，
而 且 能够 有 效 避 免路 面 上 其 它车 道 标 志 的 干 扰
，
实
在智
智能 移 动 机 器 人
TH M R l l
— —
TH M R - l 、
验结果 表 明
在 车道 线跟 踪 阶 段 全 部 计 算过 程 的 周 期 缩 短 到
，
能 技 术 与 系 统 国 家重 点 实 验
。
TH M R
、
省部
。
智能级 是 根 据起 始 点位置 行全 局 路径规划
，
、
目 标 点 位 置 和 电子 地 图 进
。
级科技进步
等奖 3 项
、
二
等奖 2 项
，
获 得 国 家专利 2 项
规划出
，
一
条 最 佳 的路 径
当全 局 路 径 发 生
。
清华 智能 车
TH M R V
—
能够 实现 结构化环 境 下 的车道 线
无
排
展
主 驾驶
，
V 拣 ◇ 国 防科 技 大 学 的 C ITA V Tw‘ 型 无 人 驾 驶 车
篆 嚣 关
、
。
利 女
，
线 的 自动 跟 踪
到每小 时
，
平 均 时速 为每小 时 10 0 公 里
。
，
规划路径 进行局 部路径规 划 级 发 出 车体 动 作 命 令
，
并据 此 进 行 轨迹 规 划
、
，
向执 行
15 0 公 里
如 方 向盘 转 角
。
转 向 ； 油 门的车速 命
鉴 定 专 家 委 员 会 认 为 该 智 能 车 在 车 道 线 自动 跟 踪 技 术
、
TH M R l lA 和
室
一
不 足 2 0 毫秒
完 全 可 以 满 足 高 速 移 动机 器 人 自 主 行 驶 的 实
室从 事 智 能机 器 人 技 术
、
自
外 智 能 移 动 机 器 人 TH M R
… 和 TH M R V
—
时性 需 求
。
动 控 制 和 计 算机 应 用 方 面 的
研究
。
，
并于 2000
TH M R
课
清 华 大 学 成 功 研 制 智能 车
TH M R V
—
，
驶 出 了全 球 极 速
一
，
题 组 先后 承 担 了与 无 人 车
并被评 选 为 2 0 0 3 年 公 众最 关注 的 中 国 十 件 科 技 大 事 之
。
技术有关的
“
“
七 五
”
至
十
一
五
”
国 家科 技 重 点
“ ”
、
攻 克 技 术 关键
。
，
M OS
器件
A ：
梅 隆大 学的
的工 作 电流 2 u
8U A
TT L 器
件是
9
m
b 5
一
，
19 9 5
年 6 月全 程平均
。
C M O S 器 件 的 抗 辐射 能 力 强
速
为每 牟 小时
—
10 2 7 2 公 里
采 用信号 隔 离技术
干 扰信号
灭 性 事故
。
，
：
光 电隔 离 既 可 以 有 效 隔 离 和 抑 制
，
变故
，
无 法行 进 时
智 能 级 将 进 行 全 局 路 径 的重 规 划
。
两种
自动 跟 踪
避障
、
，
准 结 构 化 环 境 下 的道 路 跟 踪
复 杂 环 境 下 的道 路
。
规 划 的 结 果 发 送 给 协 调级
道 路 停 障 以 及 视 觉 临场 感 遥 控 驾 驶 等 功 能
，
在 车道 线
协 调 级 接 受 执 行 级 各 个传 感 器 传 来 的 位 置 信 息 和 车 体 的状 态 信 息
、
输 出和 开 关量 的输入
，
这些模板通
过 工 业 过 程 控 制 IP C 总 线 与 工 业 控 制 计 算 机 实
这种 分 层递 阶 的结构 实现 了功 能 的分 散
用 多 台计 算 机 实 现 各 自 不 同 的 功 能
，
，
无 人 车 上 路最 重 要 的难题 是 可 靠 性和 安 全 性
，
，
控 制车体 动作
并向
协 调 级 发 送 各 个 传 感 器 采 集 到 的 车体 状 态 信 息
和 车体 的 环 境 信 息
。
对 于 车 体 控 制 系 统 课 题 组 开 发 了 IP C 总 线
式模 板
T H JP C 7 4 6 2
— 一
和 TH l P C 7 6 0
—
一
1
实现 模拟
量 的输 入
。
H C P L2 6 3 1
等 对 于 模 拟 信 号 选 用 隔 离 放 大 器 如 IS 0
等
◇ 意 大 利 帕 尔 马 大 学 的 A R G O 实验 车 1 9 9 8
年 6 月 在 意 大 利 高 速 公 路 网 上 平 均 时速 为 9 0 公 里
，
最
让
1
．
．
全手 蚕 人黧 燃 提 高 三车 的 可 靠 性
Va M
o
◇ 德 国 慕 尼 黑 联 邦 国 防大 学 的
Rs P
也 可 以 防止 或避 免 因短 路 或搭 接 高压 造 成 的毁 对 于 数 字 信 号 可 以 采 用 光 电耦 合 器 如
。
(V A M P ) 1 9 9 5 年 公 布 的 最
。
TL P 5 2 1 12 4
、
高 速 度 为 1 3 0 公 里 ／小 时
尤其 包
，
避免了
一
台计 算 机 功
、
括 无 人 车 上 的控 制 装 置 如 方 向 摄像 机
2
．
、
油门
、
刹 车 等控 制 系 统
能过 多
、
过 于 集 中带 来 的 风 险
、
。
另外 从 实时性
。
快速性
，
、
激 光 雷 达 等检 测 部件 和 工 控 机 的 可 靠性 和 安 全 性
、
。
编 程 的 简便
检 测技 术 提 出 了 快 速
、
精确
灵 敏 的极 高要 求
，
。
由 国 家 邮政 研 究所
徐工 究
，
针对车道 线 的识 别技 术
课 题 组 进 行 了 大 量 的 实验 研
。
集团
、
o
m ro n
公司等国内
，
提 出 了 基 于 扩 充 转 移 网 络 的道 路 理 解技 术
这种方 法大
，
外企业支持的
与无人车
，
自动 跟 踪 研 究 中
TH M R
课题 组 提 出 了基 于 扩充转移 网络的
，
协 调 级 对 相 应 的信 息 进 行 融 合 建 立 车体 的状 态
，
道 路 理 解 技 术 和 基 于 混 合 模 糊 逻 辑 的控 制 方 法
实现 了 车 道
两 种 模 型 和 智 能级 送 来 的
以 加 快 我 国 无 人 驾驶 汽车
5V
+
，
TrL 器 件 是
5V
，
+
O 2 5 V ； C M O S 器 件 的输 入
．
技 术 的发 展
。
延伸 阅读 ： 国 内外智 能 车 研 究 简介
◇ 美 国 卡 内基
Na
v la
’
高 低 电 平 差 值 3 V (+ 2 5 ℃ )
C M O S 器 件 的输 出 高 低
，
对 于 车 体 控 制技 术 提 出 了 基 于 混 合 模 糊 逻 辑 的控 制 方
法
。
先 后 承 接和 完成 国 家
、
年与徐
工
集团协作
成 自
该 方 法 是 把 传 统 的 P ID 控 制 与 模 糊 逻 辑 控 制 的优 点 结
，
重 点项 目
国家
“
863
。
”
项
功地 开 发 了 动 摊 铺 机
安排
、
、
电路 板 的 精 心 设 计
。
、
系统 连 接线 的精心
系 列化 和 批 量 化
3
．
以提 高新增 的无 人 车设 备