头文字D无人车版来了斯坦福最新研讨无人驾驶玩漂移走位风流

编者按：本文来自量子位（公众号ID：QbitAI），作者 十三、鱼羊。原题目《无人驾驶玩漂移，蛇皮走位何其骚！斯坦福最新研究：《头文字D》无人车版来了》

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。

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无人驾驶汽车，名叫MARTY。

漂移若闲庭信步。

车的外观也像极了《头文字·D》里藤原拓海的那台。

同样，坐在无人驾驶车里玩漂移的人，可能也很容易吐。

这项研究的目的并不是为了炫技，而是为了更好的提高无人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：

这款无人驾驶的DeLorean带来了专业漂移赛车手能做到的绝技！

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。

而在大多数的无人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：

我们正在努力让无人驾驶能够处理像“紧急制动”或者“冰面”这样的情况。

我们大家都希望开发能够利用轮胎与路面之间所有摩擦力的无人驾驶汽车，使汽车免受伤害。

训练无人驾驶汽车，让它学会漂移就是处理问题的好办法。

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，人类司机面对这样的一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。

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。

MARTY项目负责人 Jonathan Goh 表示:

通过漂移，我们大家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，很好的控制无人驾驶车辆，那么控制其他状态下的无人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。

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能够准确的通过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。

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。

△Jonathan Goh

Goh本科毕业于普林斯顿大学，2012年进入斯坦福，开始无人驾驶汽车控制管理系统的研究。

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。

△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。

△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/