徹底確保故障時(shí)的安全

4米車距演示時(shí)，使用了三輛大型卡車和一輛小型卡車。大型卡車具備前方障礙物識(shí)別功能、道路標(biāo)志線識(shí)別功能及車間通信功能（圖4）。所有功能均為兩套系統(tǒng)。具體而言，前方障礙物識(shí)別功能采用毫米波雷達(dá)和紅外線激光雷達(dá)，道路標(biāo)志線識(shí)別功能采用攝像頭和紅外線激光雷達(dá)，車間通信功能采用5.8GHz頻帶無線通信模塊和紅外線光通信模塊。

圖4 可保持4米車距的大型卡車 為了保持4米車距，配備了多個(gè)傳感器。為了識(shí)別前方障礙物，配備了毫米波雷達(dá)和紅外線激光雷達(dá)，為了識(shí)別道路標(biāo)志線，在車輛側(cè)面配備了CCD攝像頭和紅外線激光雷達(dá)。車間通信采用5.8GHz頻帶無線模塊和紅外線光通信模塊。

盡管并未在此次的成果展示會(huì)上演示，但小型卡車的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)市區(qū)自動(dòng)駕駛。因此，配備了可提高前方識(shí)別精度的立體攝像頭（可見光攝像頭和遠(yuǎn)紅外線攝像頭兩種）、用于提高本車位置精度的準(zhǔn)天頂衛(wèi)星用GPS及RTK-GPS（圖5）。

圖5 可保持4米車距的小型卡車 此次演示中做為第四輛隊(duì)列行駛車輛的小型卡車。除了隊(duì)列行駛之外，還以實(shí)現(xiàn)市區(qū)自動(dòng)駕駛為目標(biāo)，配備了兩種立體攝像頭、準(zhǔn)天頂衛(wèi)星用GPS、RTK-GPS。

用來控制自動(dòng)行駛和隊(duì)列行駛的裝置“FS-ECU”也為了確保安全性，配備了兩套系統(tǒng)（圖6）。不僅安裝了兩塊控制用基板，而且控制基板的CPU內(nèi)核也配備了兩個(gè)，增加了CPU內(nèi)核之間可相互監(jiān)控計(jì)算結(jié)果的故障安全功能。比較電路采用FPGA。

圖6 徹底確保故障安全 試制的系統(tǒng)徹底確保了故障安全（a）。傳感器及用于控制的ECU也采用了兩套系統(tǒng)。開發(fā)出了配備兩塊控制基板的“FS-ECU”，基板的CPU實(shí)現(xiàn)了雙重化。CPU利用比較電路實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控（c）。

FC-ECU的控制方法參考了構(gòu)建高可靠性系統(tǒng)的鐵路車輛控制裝置的思路。鐵路車輛能夠根據(jù)來自自動(dòng)列車控制裝置（ATC）等的控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整車輛速度等，此次便利用了這種原理。因此，F(xiàn)S-ECU由從事鐵路車輛控制裝置業(yè)務(wù)的日本大同信號(hào)公司負(fù)責(zé)開發(fā)。FS-ECU及傳感器的長(zhǎng)期可靠性評(píng)估由東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所負(fù)責(zé)。東京大學(xué)、大同信號(hào)、電裝公司、弘前大學(xué)共同在宇部興產(chǎn)設(shè)在山口縣的約30公里的汽車專用道上實(shí)施了實(shí)地試驗(yàn)。另外，電裝負(fù)責(zé)開發(fā)使用紅外線激光雷達(dá)的道路標(biāo)志線識(shí)別功能，弘前大學(xué)負(fù)責(zé)開發(fā)采用攝像頭的道路標(biāo)志線識(shí)別功能。

實(shí)際行駛時(shí)，除了上述各種傳感器提供的信息之外，還使用了地圖數(shù)據(jù)。領(lǐng)頭車輛根據(jù)地圖數(shù)據(jù)、前方識(shí)別及道路標(biāo)志線識(shí)別結(jié)果自動(dòng)行駛。后方車輛則在利用傳感器識(shí)別前方車輛的同時(shí)，通過車間通信，以20ms的通信周期獲取領(lǐng)頭車輛的速度等信息。

盡管4米車距演示時(shí)無法登車隨行，但在車距擴(kuò)大至10米的隊(duì)列行駛時(shí)記者可以隨行。10米車距演示的內(nèi)容是，使用三輛大型卡車，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的同時(shí)，讓領(lǐng)頭車輛檢測(cè)前方的低速車輛并追蹤其速度。實(shí)施了從80公里時(shí)速降至60公里的追蹤，以及從80公里降至30公里的追蹤兩種演示（圖7）。而且，還進(jìn)行了發(fā)現(xiàn)障礙物后通過緊急制動(dòng)來避免碰撞的演示，以及領(lǐng)頭車輛不采用自動(dòng)駕駛，當(dāng)駕駛員操作車輛橫跨道路標(biāo)志線駕駛時(shí)，后方車輛追隨前方車輛的追蹤控制演示。

圖7 保持10米車距進(jìn)行隊(duì)列行駛 在此次演示中，3輛卡車以80公里時(shí)速、10米車距進(jìn)行隊(duì)列行駛時(shí)，可以登車隨行。進(jìn)行了自動(dòng)追蹤低速車的演示。