自动驾驶玩漂移,蛇皮走位何其骚!斯坦福最新研究:《头文字D》无人车版来了

自动驾驶玩漂移,蛇皮走位何其骚!斯坦福最新研究:《头文字D》无人车版来了

本文来自微信公众号: 量子位(QbitAI),作者:十三、鱼羊,题图来自:《头文字D》剧照 轮胎剧烈摩擦着地面,烟雾在车辆疾驰的路径上留下长尾。急速过弯的声响,让人回想起秋名山上因漂移而热血沸腾的那些夜晚。 当这辆车向镜头驶来,你以为它要失控侧滑出跑道,后一秒它却连续漂移,完美

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本文来自微信公众号: 量子位(QbitAI),作者:十三、鱼羊,题图来自:《头文字D》剧照

轮胎剧烈摩擦着地面,烟雾在车辆疾驰的路径上留下长尾。急速过弯的声响,让人回想起秋名山上因漂移而热血沸腾的那些夜晚。

当这辆车向镜头驶来,你以为它要失控侧滑出跑道,后一秒它却连续漂移,完美过弯。

身过之处,没碰倒一个锥桶。

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那一刻,你可能以为驾驶它的不是一个人。

没错,驱动这辆连外形都神似AE86的汽车蛇皮走位的并非人类。它是一辆斯坦福大学动力设计实验室训练的自动驾驶汽车,名叫MARTY。

漂移若闲庭信步。

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车的外观也像极了《头文字·D》里藤原拓海的那台。

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同样,坐在自动驾驶车里玩漂移的人,可能也很容易吐。

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这项研究的目的并不是为了炫技,而是为了提高自动驾驶在遇到危险情况下的应急能力。

连专业赛车手都对MARTY赞不绝口。2015 Formula Drift世界冠军Fredric Aasbo就指出,MARTY完成连续过弯等等高难度动作时,展现出的敏捷度和精确度,令人印象深刻。

网友则惊呼:

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这款自动驾驶的DeLorean带来了专业漂移赛车手可以做到的绝技!

也有网友表示:

控制理论进入机器学习领域后,有趣的事情正在发生。

超越极限,自动漂移

对人类赛车手来说,像《头文字D》里的比赛或者表演,是考验赛车手能力的一种方式。

而在大多数的自动驾驶车辆在设计的时候,只能处理较为简单的驾驶情况。

例如与其它车辆保持一定距离等。

斯坦福大学机械工程学教授 Chris Gerdes 表示:

我们正在努力让自动驾驶能够处理像“紧急制动”或者“冰面”这样的情况。

我们希望开发能够利用轮胎与路面之间所有摩擦力的自动驾驶汽车,使汽车免受伤害。

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训练自动驾驶汽车,让它学会漂移就是解决问题的好办法。

试想一下,车辆行进的方向和车头方向不一样,并且还得踩着离合配合着换挡杆,人类司机面对这种情况可能已是一脸懵逼。

一般汽车也会阻止车辆进入这种状态。

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然而漂移,却能让汽车通过非常狭窄的道路,并且不碰撞任何障碍物。

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MARTY项目负责人 Jonathan Goh 表示:

通过漂移,我们可以得到驱动物理学的两个极端例子。

如果我们能在最安全和最不安全的情况下,很好的控制自动驾驶车辆,那么控制其他状态下的自动驾驶车辆也会变得相对容易一些。

打造“自动·头文字D”

这项研究始于2013年。一开始,MARTY只是一辆普通的1981 DMC DeLorean。

论文作者之一、斯坦福大学汽车研究中心(CARS)主任Chirs Gerdes介绍说,Delorean本身转向动力不足,很难做到漂移。

但到了2018年5月,它完全面目一新:

700V / 300kW / 20kWh的Renovo.auto电动传动系统,带前后锂电池组。

定制的前后悬架和立柱,增强了弹簧刚度 / 阻尼协调性,增强了MARTY承受更强结构载荷的能力。

完整的防滚架,斗式座椅和六点式安全带,这改善了安全性能。

线控转向系统 + 升级的转向齿条和转向范围,大大改进转向问题。

大刹车 + 线控独立弯角刹车。

用于运动测量的集成双天线RTK GPS-IMU单元。实时汽车控制计算机,以及基于Linux的辅助计算网络。

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MARTY没有配备激光雷达。它依靠车顶的一对GPS来追踪汽车的位置,误差在1英寸范围内。

自动漂移的实现,靠的是lead-lag控制器框架。有了这一控制器,MARTY可以根据车辆速度矢量的旋转速率来跟踪路径,同时用偏航加速度来稳定侧滑。

而后,结合非线性模型反演和低轮速控制,就能获得实现漂移所需的状态导数。

并且,早在2015年6月,MARTY就完成了首次自主漂移。

不过,当时的实验设置要简单得多,只是围绕一个锥桶完成漂移操作,没有更多限制。

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斯坦福团队

MARTY的项目负责人,是斯坦福动力设计实验室在读博士Jonathan Goh。Goh本科毕业于普林斯顿大学,2012年进入斯坦福,开始自动驾驶汽车控制系统的研究。

他的导师,也是另一位论文作者,是斯坦福大学机械工程学教授、斯坦福大学汽车研究中心(CARS)主任,及斯坦福动力设计实验室主任Chirs Gerdes。

据说,不上课的时候,学生们经常能在赛车场上发现他——正与学生们亲自试乘最新技术加持的原型车。

而此番坐在Goh副驾驶座上的,是斯坦福动力设计实验室的另一位博士生,Tushar Goel。

参与MARTY项目的还有几位斯坦福大学的硕士生、本科生,他们是Philli Giliver,Shannon McClintock,Michael Carter,Joe Sunde,Arni Lehto和Wyles Vance。

传送门:

论文:https://asmedigitalcollection.asme.org/dynamicsystems/article-abstract/142/2/021004/1066044/Toward-Automated-Vehicle-Control-Beyond-the?redirectedFrom=fulltext

MARTY项目主页: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/

本文来自微信公众号: 量子位(QbitAI),作者:十三、鱼羊

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