丰田研究所取得新突破 显著提高自动驾驶汽车安全

据外媒报道，丰田研究所（Toyota Research Institute，TRI）宣布在自动驾驶领域取得新突破——推出全新软件，可显著提高未来出行安全。

（图片来源：丰田研究所）

正如视频中所展示的，TRI研究人员对车辆进行编程，可使车辆首次在封闭轨道上自动绕过障碍物。通过结合在车辆动力学和控制设计方面的专业知识，TRI的非线性模型预测控制（NMPC）方法可将车辆的操作范围扩展到其性能的极限。此次研究旨在通过识别障碍物及黑冰等危险路况，利用受控的自动驾驶漂移来避免事故。

TRI以人为中心的驾驶研究（Human Centric Driving Research）高级经理Avinash Balachandran表示：“TRI的目标是使用增强和放大人类的先进技术，但并不是取代人类。通过该项目，我们可扩大汽车可控区域，从而使普通司机具备专业赛车手的本能反应，能够处理最具挑战性的紧急情况，进而使人们在路上更加安全。”

全球每年约有135万人因车祸丧生，美国每年约有40,000人。虽然大多数碰撞发生在普通情况下，但在某些极端情况下，驾驶员可能需要进行机动，使车辆十分接近，有时甚至超出正常的操控极限。

一年前，TRI和斯坦福大学的动态设计实验室（Dynamic Design Lab）计划设计全新主动安全系统，以帮助避免碰撞并防止伤害和死亡。汽车性能专家GReddy和漂移传奇人物Ken Gushi合作，通过培养与专业驾驶员相当的技能，这项技术可以增强普通驾驶员应对危险和极端情况的能力，帮助人们在道路上保持安全。

TRI研究科学家Jonathan Goh表示：“当面对潮湿或湿滑的道路时，专业司机可能会选择让汽车‘漂移’转弯，但我们大多数人都不是专业司机。因此，TRI进行编程，以能够在封闭道路上识别并自动绕开障碍物。”

通过该软件，TRI研究人员可以更全面地了解车辆性能，每20秒计算一次全新轨迹，从而使得汽车在赛道上行驶时更好地实现平衡。未来，丰田将不断研究新兴安全技术方法，以增强车辆安全技术。

该控制方案是将来自漂移特定方法的车辆动力学和控制设计见解与NMPC的通用框架相结合，可将车辆的操作范围扩展到轮胎饱和点之外。因此车辆可超越传统开环稳定性的概念，即使在路面湿滑区域，也可凭借闭环驾驶控制实现可控。

近日，TRI取得进展，通过试验测试了一种NMPC控制器，可以从动态、非平衡漂移平稳过渡到抓地力驾驶，同时还可考虑到包括道路边界在内的多个目标。

TRI在专为自动驾驶研究定制的Toyota Supra测试了该方法。该车辆搭载计算机控制的转向、油门、离合器排量、顺序传输和单独的车轮制动。车辆状态信息以250Hz的速率从双天线RTK-GNSS辅助INS系统获得，且NMPC控制器在x86计算机上运行。

关键词： 丰田研究所TRI 自动驾驶汽车 非线性模型预测控制（NMPC）