詳細(xì)內(nèi)容如下:自動(dòng)駕駛玩漂移,蛇皮走位何其騷!斯坦福最新研究:《頭文字》無人車版來了



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來源:量子位(ID:QbitAI)
輪胎劇烈摩擦著地面,煙霧在車輛疾馳的路徑上留下長尾。急速過彎的聲響,讓人回想起秋名山上因漂移而熱血沸騰的那些夜晚。
當(dāng)這輛車向鏡頭駛來,你以為它要失控側(cè)滑出跑道,后一秒它卻連續(xù)漂移,完美過彎。
身過之處,沒碰倒一個(gè)錐桶。

那一刻,你可能以為駕駛它的不是一個(gè)人。
沒錯(cuò),驅(qū)動(dòng)這輛連外形都神似AE86的汽車蛇皮走位的并非人類。它是一輛斯坦福大學(xué)動(dòng)力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練的自動(dòng)駕駛汽車,名叫MARTY。
漂移若閑庭信步。

車的外觀也像極了《頭文字·D》里藤原拓海的那臺(tái)。

同樣,坐在自動(dòng)駕駛車?yán)锿嫫频娜耍赡芤埠?strong>容易吐。

這項(xiàng)研究的目的并不是為了炫技,而是為了提高自動(dòng)駕駛在遇到危險(xiǎn)情況下的應(yīng)急能力。
連專業(yè)賽車手都對(duì)MARTY贊不絕口。2015 Formula Drift世界冠軍Fredric Aasbo就指出,MARTY完成連續(xù)過彎等等高難度動(dòng)作時(shí),展現(xiàn)出的敏捷度和精確度,令人印象深刻。
網(wǎng)友則驚呼:

“這款自動(dòng)駕駛的DeLorean帶來了專業(yè)漂移賽車手可以做到的絕技!”
也有網(wǎng)友表示:
“控制理論進(jìn)入機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域后,有趣的事情正在發(fā)生。”
超越極限,自動(dòng)漂移
對(duì)人類賽車手來說,像《頭文字D》里的比賽或者表演,是考驗(yàn)賽車手能力的一種方式。
而在大多數(shù)的自動(dòng)駕駛車輛在設(shè)計(jì)的時(shí)候,只能處理較為簡單的駕駛情況。
例如與其它車輛保持一定距離等。
斯坦福大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授 Chris Gerdes 表示:
“我們正在努力讓自動(dòng)駕駛能夠處理像“緊急制動(dòng)”或者“冰面”這樣的情況。
我們希望開發(fā)能夠利用輪胎與路面之間所有摩擦力的自動(dòng)駕駛汽車,使汽車免受傷害。”

訓(xùn)練自動(dòng)駕駛汽車,讓它學(xué)會(huì)漂移就是解決問題的好辦法。
試想一下,車輛行進(jìn)的方向和車頭方向不一樣,并且還得踩著離合配合著換擋桿,人類司機(jī)面對(duì)這種情況可能已是一臉懵逼。
一般汽車也會(huì)阻止車輛進(jìn)入這種狀態(tài)。
然而漂移,卻能讓汽車通過非常狹窄的道路,并且不碰撞任何障礙物。

MARTY項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Jonathan Goh 表示:
“通過漂移,我們可以得到驅(qū)動(dòng)物理學(xué)的兩個(gè)極端例子。
如果我們能在最安全和最不安全的情況下,很好的控制自動(dòng)駕駛車輛,那么控制其他狀態(tài)下的自動(dòng)駕駛車輛也會(huì)變得相對(duì)容易一些。”
打造“自動(dòng)·頭文字D”
這項(xiàng)研究始于2013年。一開始,MARTY只是一輛普通的1981 DMC DeLorean。
論文作者之一、斯坦福大學(xué)汽車研究中心(CARS)主任Chirs Gerdes介紹說,Delorean本身轉(zhuǎn)向動(dòng)力不足,很難做到漂移。
但到了2018年5月,它完全面目一新:
700V / 300kW / 20kWh的Renovo.auto電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng),帶前后鋰電池組。
定制的前后懸架和立柱,增強(qiáng)了彈簧剛度 / 阻尼協(xié)調(diào)性,增強(qiáng)了MARTY承受更強(qiáng)結(jié)構(gòu)載荷的能力。
完整的防滾架,斗式座椅和六點(diǎn)式安全帶,這改善了安全性能。
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) + 升級(jí)的轉(zhuǎn)向齒條和轉(zhuǎn)向范圍,大大改進(jìn)轉(zhuǎn)向問題。
大剎車 + 線控獨(dú)立彎角剎車。
用于運(yùn)動(dòng)測(cè)量的集成雙天線RTK GPS-IMU單元。實(shí)時(shí)汽車控制計(jì)算機(jī),以及基于Linux的輔助計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。

MARTY沒有配備激光雷達(dá)。它依靠車頂?shù)囊粚?duì)GPS來追蹤汽車的位置,誤差在1英寸范圍內(nèi)。
自動(dòng)漂移的實(shí)現(xiàn),靠的是lead-lag控制器框架。有了這一控制器,MARTY可以根據(jù)車輛速度矢量的旋轉(zhuǎn)速率來跟蹤路徑,同時(shí)用偏航加速度來穩(wěn)定側(cè)滑。
而后,結(jié)合非線性模型反演和低輪速控制,就能獲得實(shí)現(xiàn)漂移所需的狀態(tài)導(dǎo)數(shù)。
并且,早在2015年6月,MARTY就完成了首次自主漂移。
不過,當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置要簡單得多,只是圍繞一個(gè)錐桶完成漂移操作,沒有更多限制。

斯坦福團(tuán)隊(duì)
MARTY的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,是斯坦福動(dòng)力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室在讀博士Jonathan Goh。

Goh本科畢業(yè)于普林斯頓大學(xué),2012年進(jìn)入斯坦福,開始自動(dòng)駕駛汽車控制系統(tǒng)的研究。
他的導(dǎo)師,也是另一位論文作者,是斯坦福大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授、斯坦福大學(xué)汽車研究中心(CARS)主任,及斯坦福動(dòng)力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室主任Chirs Gerdes。

據(jù)說,不上課的時(shí)候,學(xué)生們經(jīng)常能在賽車場(chǎng)上發(fā)現(xiàn)他——正與學(xué)生們親自試乘最新技術(shù)加持的原型車。
而此番坐在Goh副駕駛座上的,是斯坦福動(dòng)力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的另一位博士生,Tushar Goel。

參與MARTY項(xiàng)目的還有幾位斯坦福大學(xué)的碩士生、本科生,他們是Philli Giliver,Shannon McClintock,Michael Carter,Joe Sunde,Arni Lehto和Wyles Vance。
傳送門
論文:
https://asmedigitalcollection.asme.org/dynamicsystems/article-abstract/142/2/021004/1066044/Toward-Automated-Vehicle-Control-Beyond-the?redirectedFrom=fulltext
MARTY項(xiàng)目主頁:
http://jongoh.webfactional.com/projects/beyondthelimits/marty
斯坦福博客:
https://news.stanford.edu/2019/12/20/autonomous-delorean-drives-sideways-move-forward/

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