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美国陆军和美国交通部共同测试评估自动驾驶编队技术

时间:2017-10-11 09:45:38

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在美国陆军阿伯丁试验场开展的自动驾驶汽车编队行驶测试

 

美国联邦公路管理局(FHWA)下属特纳费尔班克公路研究中心(Turner-Fairbank Highway Research Center,TFHRC)

美国交通部下属沃尔佩国家交通系统中心(Volpe National Transportation Systems Center)和美国陆军阿伯丁测试中心(U.S.Army Aberdeen Test Center)

在位于马里兰州的美国陆军阿伯丁试验场(Aberdeen Proving Ground)开展了一项研究

名为测试和评估基于协同自适应巡航控制的汽车编队行驶概念验证雏形”(Test and Evaluation of Vehicle Platooning Proof-of-Concept Based on Cooperative Adaptive Cruise Control)

5辆具有自动化纵向控制功能凯迪拉克汽车组成了研究人员所称的编队概念验证雏形

 

联邦公路管理局(FHWA)一年多前,即开展了探索性高级研究项目“重型卡车协同性自适应巡航控制评估、测试和利益相关方参与近期部署”。

 

美国国防部正在利用商业运输领域开发的DSRC技术探索军方车辆的编队行驶功能。

 

美国陆军坦克车辆开发中心与密歇根州交通部合作,在公共道路上测试评估DSRC在V2V和V2I通信中的应用。

 

 美国陆军阿伯丁试验场(Aberdeen Proving Ground) 

美国陆军阿伯丁试验场(Aberdeen Proving Ground)坐落在马里兰州哈福德郡的切萨皮克湾沿岸,是美军进行装备测试的国家试验场,为美国陆军提供了研发、测试和评估装备的多处设施。今年1月,阿伯丁试验场被美国交通部指定为自动驾驶测试的十大试验场之一。阿伯丁试验场面积广阔,车道总长超过40英里,是开展自动驾驶编队行驶测试的理想场所。

 

 运行方式 

为使5辆凯迪拉克汽车形成编队,上述机构的研究人员为试验车辆配备了特殊的车载计算机,并将计算机与车对车(V2V)通信设备相连接。该通信设备利用专用短途通信技术(Dedicated Short-Range Communication,DSRC),使车辆能彼此之间接收和传输数据。

 

利用V2V技术,车辆能够非常快速地彼此沟通和分享信息,比如是否需要加速或减速以保持理想的行车间距。“通过在车辆之间建立连接,我们能够对车辆交通实施集体管理,而不再是管理单独车辆,”沃尔佩中心先进汽车技术主管Wassim Najm博士表示,“随着交通管理的提升,交通运输状况将得到改善。”

 

通过在车辆之间建立连接,我们能够对车辆交通实施集体管理,而不再是管理单独车辆。随着交通管理的提升,交通运输状况将得到改善”——沃尔佩中心先进汽车技术主管 Wassim Najm博士

 

Najm的团队负责为车辆编队行驶概念验证的测试和评估进行技术分析工作。“我们为具有车对车通信功能的车辆制定了测试步骤,”Najm表示,“对于完善车辆编队行驶技术所需的运行参数和测试步骤,我们现在有了更清楚的认识。”

 

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试验车辆配备了特殊的车载计算机

并将计算机与车对车(V2V)通信设备相连接

 

这项研究的独特之处在于主要侧重于自动驾驶系统协同配合方面,如果车辆能与基础设施以及彼此之间进行通信,我们就能利用这项功能来更高效地协调道路交通,从而节约大量的燃油和交通时间。”——TFHRC协同自动化研究项目(Cooperative Automation Research Program)技术经理 Taylor Lochrane博士

 

在此前进行的项目中,FHWA与合作伙伴共同开发了车辆编队行驶的算法,Lochrane的团队利用这种算法对计算机进行了编程。

 

车载计算机不仅要控制刹车和加速,还要接收前方车辆的雷达数据,这些数据将用于帮助自适应巡航控制系统实现自适应巡航控制功能。测试车辆能够掌握前方车辆的位置和车速,并根据这些信息来控制刹车和油门,从而控制跟随车辆的位置。Lochrane博士表示,“跟随车辆紧跟前方车辆,并接收编队中其他车辆的信息,这就是它们彼此之间的沟通方式——计算机能够计算车辆的当前及预计行驶轨迹,从而在行驶过程中保持相对位置。”

 

 后续研究 

“测试和评估基于协同自适应巡航控制的汽车编队行驶概念验证雏形”项目的初步研究旨在制定测试步骤,以及对编队行驶概念验证雏形进行评估。在实地测试中,研究团队发现了该雏形的一些缺陷和异常,这将有助于研究人员设计未来的测试和改进概念验证雏形。

 

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TFHRC、沃尔佩中心和美国陆军阿伯丁测试中心将继续对协同性自动驾驶系统展开研究。对协同性自适应巡航控制技术(CACC)进行算法校准将是后续研究重要的工作之一。研究人员收集测试过程中的数据,监控车辆间的间距,确定跟随车辆难以及时进行加速或减速的过小间距,从而确保与领头车辆保持适当间距。研究处于大量测试、反思、更新代码,再次测试、反思、更新代码的循环流程。

 

研究团队积极分享测试数据和研究成果,让所有对协同性自适应巡航控制技术感兴趣的个人和组织都能获取这些内容。研究团队不仅从技术可行性的角度展开研究,也在与汽车厂商进行合作、共享研发成果,他们希望能与汽车产业共同打造自动驾驶编队的雏形,使之具备在公路上变道和并道等功能。

 

图片来源:美国联邦公路管理局(FHWA)

 

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