中科院合肥研究院:打造自主品牌汽车智能化平台
智能汽车技术研究中心开发的智能汽车。
■高雅丽,本报见习记者
11月29日,发改委发布了《提升制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020)》(以下简称《行动计划》),指出“在以智能汽车、新材料、制造智能等为代表的重点领域”。“组织实施关键技术产业化专项规划”,这意味着智能汽车的研发和产业化正逐步受到重视。
中科院合肥研究院智能车辆技术研究中心常务副主任王在接受《中国科学日报》采访时表示:“该中心以‘汽车智能与主动安全’为学科方向,研究无人驾驶关键技术,重点突破道路环境感知、自主智能决策、高速高精度控制等关键技术,解决自主品牌车辆智能与安全等核心问题,建设国防建设军用无人地面平台和社会经济需求的自主车辆平台。”
专注打造R&D平台
2008年,中国科学院合肥材料科学研究所集中优势,建立了专用无人地面研究平台——智能车辆技术研究中心。
王说:“该中心成立后,经过多年的发展,现已建立了四个研究实验室,分别是车辆传感与控制、智能技术、系统设计与集成、机器人技术,以及两个实验室,分别是传感能力测试和无人驾驶车辆公共平台开发,形成了一支‘智能先锋’的无人研究团队。”
经过近十年的努力,智能汽车技术研究中心已经建立了一个由40多人组成的研究团队,包括首席科学家、学术领袖、研究人员、医生、硕士等。其研究方向涵盖电子信息、通信工程、检测技术、控制工程、模式识别、车辆工程等多个领域。
王告诉记者,在人才培养方面,中心通过项目主管、技术骨干等多种方式,为青少年提供参与和管理项目的机会,促进他们的锻炼和成长。
“该中心的工作作风务实高效,是一支高素质、高水平的研究团队,善于打硬仗。”王自豪地告诉记者。
利用智能汽车技术不断发展的“东风”,2015年,智能汽车技术研究中心成为中国科学院机器人与智能制造创新研究所(合肥分院)的主要组成部分。2017年,该中心成功被批准为“安徽智能驾驶关键技术与应用工程实验室”。
在团队成员的共同努力下,该中心积累了一系列汽车智能和主动安全产业化项目,承担了多个国家、中国科学院、省市和企业的项目。
王表示:“中心参与了国家自然科学基金重大研究项目‘基于人的驾驶知识的无人驾驶车辆智能决策系统研究’的重点项目和‘面向城市综合环境的无人驾驶车辆关键技术与平台’的集成项目。同时,通过对“智能先锋”无人机的研究,在环境感知与建模、智能决策与控制技术等关键技术领域积累了丰富的经验和成果。”
“智能先锋”突破关键技术
王告诉记者,该中心先后建成了三代无人驾驶平台,分别是开放式智能先锋一号、集成式智能先锋二号和越野式智能先锋三号,重点关注无人驾驶车辆的感知、决策、控制和集成。
他说:“就环境感知而言,为路面信息、识别信息、静态障碍物信息、定位信息等。在城市综合环境中,采用视觉、雷达和惯性导航的融合技术,实现典型交通要素的检测和识别,实现道路环境模型的完整表达,建立复杂环境中的道路模型,生成高质量的场景认知地图,提高环境识别的抗干扰能力和鲁棒性,提高无人车感知周围环境的有效性和稳定性。”
“智能先锋”无人机常年在合肥高新区进行试验和测试,以高新区道路环境中的正常交通环境为实际验证目标。“合肥高新区、周边村庄和机场高速公路是我们的主要试点。目前,“智能先锋”的自动驾驶里程超过4万公里王对说道。
在今年第九届“中国智能汽车未来挑战赛”现场,中国科学报记者也看到了“智能先锋”参赛。在真实全面的道路环境测试中,“智能先锋”穿越所有障碍,表现出色。
王说:“这辆车在比赛中是老手了。在“中国智能汽车未来挑战赛”中,智能先锋四次获得前三名,多次获得个人综合得分第一名。在军方发起的“跨越障碍”挑战赛中,他获得了塔河编队驾驶比赛的一等奖和二等奖
未来将集中于生产、教学和研究的一体化。
王表示:“中心在完成国家科研任务的同时,也积极响应中科院在新形势下的政策,面向国民经济主战场,高度重视产学研一体化发展,努力将科研成果转化为满足市场需求的技术和产品,将无人驾驶飞行器研发过程中的集成技术和单元技术与地方企业的发展需求相结合。”
智能汽车技术研究中心多次与企业开展合作项目,并与企业合作开发多种自动驾驶汽车。“广汽集团GA5无人驾驶汽车、内蒙古第一机械集团4×4无人驾驶汽车、江淮集团IEV6S无人驾驶汽车都有中心科研人员的参与。上述车辆已在合肥、广州、包头等地完成了大量测试,并成功通过企业验收。”王告诉记者。
目前,智能车辆技术研究中心已经建立了基于分层有限状态机的无人驾驶车辆基本驾驶行为模型和规则库,并开发了模拟驾驶员行为的自主决策技术。
王说:“在实际驾驶过程中,路况是多种多样的,非常复杂。现在我们已经掌握了车辆的高精度跟踪控制技术,提出了一种基于小脑模型神经网络和PID相结合的自适应路径跟踪控制方法,实现了驾驶行为规划中的快速响应功能,使智能车辆具有相当于人类驾驶员能力的高速高精度跟踪控制。”
《行动计划》明确指出,要依托国家重点实验室、工程研究中心、制造创新中心等研发机构,优化创新能力布局,构建智能汽车创新合作生态,促进科技成果转化。
王对中心的未来发展也有了新的规划。他表示:“未来中心仍将围绕智能驾驶技术及其应用方向开展研究和产学研合作,推进关键无人驾驶技术和产品的实际应用。注重与多家大型企业建立合作关系,推动自驾车型车辆的改造和性能化发展,推动自驾车型客车和特种车辆的示范和产业化应用。开展基于视觉的车道偏离预警、前方防撞、自主停车等主动安全驾驶技术产品,争取医院和地面的合作与支持;同时,发展符合国防建设需要的智能农业装备、自动引导车等工农业应用产品,发展关键零部件,打破技术垄断,发展无人地面平台。”
《中国科学日报》(第六版,2017年12月11日)