抢占智能交通前沿技术制高点 智能车辆车路协同感知与控制技术

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2020年09月15日 10:45:11
来源:凤凰网综合

交通是连接城市的重要纽带,是现代工业社会的基础之一,对我们的生活有着重要的影响,随着人工智能、5G等新一代信息技术的快速发展,交通系统已成为一个复杂系统,当前城市出现的交通拥堵、事故高发、环境污染等问题,单从道路或车辆的角度考虑,已无法较好的解决。

北京航空航天大学余贵珍教授团队长期致力于智能车辆、车路协同等领域的研究,提出了基于浅度神经网络的障碍物实时高精度检测算法,研发了基于单目视觉的感知系统和基于相机、毫米波雷达和激光雷达多传感器融合感知系统,带领团队率先开展了基于5G的露天矿区无人驾驶运输解决方案的研究。

团队针对矿区运输作业重大需求和矿区环境复杂、车辆控制难等问题,提出封闭区域无人驾驶率先规模化应用的思路,并创立了同时孵化了北京踏歌智行科技有限公司,攻克了矿区环境感知融合技术、动态路径规划技术、V2X协同交互技术、平台智能调度技术和车辆纵横向精准控制技术及核心算法,推出了端-边-云架构的露天矿区无人运输整体系统解决方案,该方案已经在包头白云鄂博铁矿、霍林河露天煤矿、鄂尔多斯露天矿规模化应用,推动了中国矿卡无人驾驶及智慧矿山的发展。

针对城轨列车前向环境自主感知需求,与交控科技股份有限公司合作攻克了轨道交通中远距离目标难以感知,复杂环境下感知可靠性不高等难题,研制出了列车前向障碍物检测系统,并在多地多条地铁线路中开展了应用。

相关成果获中国智能交通协会科技二等奖和国家科技进步二等奖,为中国率先抢占智能交通前沿技术制高点,早日实现智能交通奠定了坚实的基础。

凤凰网:什么是智能交通?智能交通将给我们的生活带来哪些意想不到的惊喜与改变?

北京航空航天大学教授余贵珍:所谓智能交通,就是利用先进的数据通讯技术、信息技术、感知技术和控制技术,对传统交通管理系统进行改造,以建立起一种大范围、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统,如自动驾驶车辆、高速不停车收费、智能停车场等,都属于智能交通范畴。

目前智能交通已深入我们的生活,并提供了更为便利的服务。如大家所熟知地自动驾驶出租车,已经在部分城市开始运营服务了,此外,智能交通也在慢慢地改变一些大家不太熟知的领域,比如我们现在做的矿区自动驾驶也是智能交通的一部分,通过自动驾驶,未来的矿区运输将逐渐实现无人化。

凤凰网:智能车辆车路协同感知与控制技术作为智能交通领域的研究热点,解决了哪些频繁困扰交通领域的顽疾?

余贵珍:首先可解决车辆行驶安全不足的问题。现阶段自动驾驶车辆主要采用在车上搭载多种类型传感器,但由于车载传感器存在感知能力有限, 感知距离不足, 易受障碍物遮挡的问题, 不能实现对周围环境的全方位、超视距感知。然而由于路侧传感器安装在高处, 它有比车载传感器更开阔的视野, 感知距离也相对较大。将路侧感知的信息通过无线发送给周边车辆,结合多源冗余信息,可进一步提高车辆感知的精度和鲁棒性。

此外可解决智能车辆成本较高,推广难度大的问题。有了路侧传感器的加入, 部分感知和控制任务可交给路侧传感器,单车的感知和控制对传感器需求将有所减少,从而降低车辆的成本,有利于自动驾驶的落地和推广。

凤凰网: 智能车辆车路协同感知与控制技术的研究目前取得了哪些显著的成果?在哪些行业中得到了应用?

余贵珍:我们团队提出了路车多传感器主动融合的超视距感知技术。以路侧和车载两个维度的感知数据为依据,进行多源异构数据的动态重组和特征提取,实现超视距障碍物检测与行车风险辨识。

此外,我们团队提出了智能决策与协同控制技术。基于车端的自身感知信息进行主动行为决策与控制,同时联合路侧感知信息,进行路车分层弥补和冗余协同控制,从而实现了编组调度与队列协同控制等。

目前研发的车路协同感知与控制技术已在矿区等封闭区域无人驾驶运输系统中进行了实车应用,有效的提升了矿区运输作业效率及安全。

凤凰网: 针对路面及轨道车辆复杂环境感知和驾驶行为监测的难题,团队设计了基于浅度神经网络的障碍物实时高精度检测算法,目前团队研究成果已开展了产业化应用,这是团队多年来对技术精益求精的结果吗?

余贵珍:是的。我们团队长期以来一直专注于车辆的智能感知及控制技术研究,在进行轨道车辆的环境感知研究之前,我们团队已经积累了大量的理论基础及开发经验。在进行轨道车辆的环境感知研究过程中,我们结合轨道车辆的特性,对开发的算法进行反复打磨,并与合作伙伴一起在实际场景中进行反复测试,在实践中不断地发现问题,解决问题。

凤凰网: 针对矿区无人驾驶重大需求和矿区复杂环境车辆控制难点,团队提出了封闭区域无人驾驶率先规模化应用的思路,帮助矿区解决了哪些经营难点?

余贵珍:我们团队以大型无人矿卡作为切入点,研发出了矿山无人驾驶运输系统,有效的解决了矿区运输事故频发、招工难、运输效率低等痛点,现阶段我们的成果已经在多个煤矿进行了实车应用,得到了矿区经营者的高度认可。

凤凰网: 团队攻克了矿区环境感知融合技术、动态路径规划技术、V2X协同交互技术、平台智能调度技术和车辆纵横向精准控制技术及核心算法,推出了端-边-云架构的露天矿区无人运输整体系统解决方案,并在国内多个铁矿煤矿规模化应用,取得今日这样的成果除了凭借平时对技术的积累还依靠了什么?

余贵珍:技术是我们团队的基础,除了技术以外,我们还注重于了解挖掘行业的需求,我们的技术人员大部分都扎根于矿区进行测试和研发,在真实环境下才能更充分的了解这个行业,因此在开发的过程中才能思考的更全面,考虑的更细致。同时,我们也注重于合作,我们联合了合作伙伴,汇聚产业链上下游力量,通过合作的方式共同打造智慧矿山。

凤凰网:您在进行智能车辆车路协同感知与控制技术的研究期间,政府部门给予了您们什么样的支持和帮助?

余贵珍:在我们研究及开发的过程中,得到了北京市委、市政府及市科委的大力支持。前面所说的地铁列车的障碍物检测应用就是在北京市科委的组织下,在市基金-轨道交通联合基金项目支持下,我们与轨道交通信号解决方案公司交控科技深度合作的研究产物。

此外,近几年,我们获得了多项北京市科委的项目支持,一方面,项目的支撑给我们提供了必要的经费支持,给我们的科研团队提供了必要的设备保障;另一方面,北京市科委也给我们提供了一个比较好的交流及学习平台,在这个平台里我们也获取了不少专家们建议,这对我们团队的也是很有帮助的。

凤凰网:说一说您对全国科技创新中心今后的希冀和祝福吧!

余贵珍:希望北京能够进一步的发挥制度优势、领域优势以及人才优势,早日成为具有全球影响力的科技创新中心。

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