2018年11月02日 | DARPA展示车轮变形技术及ORCA自动驾驶系统

2018-11-02

据外媒报道，美国卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）国家机器人工程中心（National Robotics Engineering Center）参与了美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）的地面X车辆技术（Ground X-Vehicle Technologies，GXV-T）项目，从事新款车轮及人机自动驾驶系统的研发。

车轮变形技术（Shape-Changing Wheel Technology）

该款可重构车轮-履带（reconfigurable wheel-track）既能发挥车轮的功效，又能充当三角形履带，使车辆能够在路面上高速行驶抑或是在穿越多种越野地带（diverse off-road terrains）。该款车轮可实现两种模式的互换，其切换时间不足2秒，且可以边行驶边切换。

在迄今为止的各类测试中，配置了可重构车轮-履带的军用车辆在车轮模式和履带模式下的车速分别为50英里/小时和近30英里/小时。该车轮从车轮模式向履带模式切换时，车速仍高达25英里/小时，而从履带模式向车轮模式切换时，车速近12英里/小时。

该款车轮-履带理念的核心在于调节接地面积（contact patch）——车轮-履带与地面接触区域的面积，这要视具体的路面类型及车轮载荷而定。若减少光滑面的接触面面积，或许能提升车速。提升接地面积或能实现牵引力最大化，提升车辆在松软土质地面上的行驶安全性。

该款可重构车轮-履带拥有橡胶胎纹，内置了导轮架（wheel frame），可负责轮胎的变形。在早期的产品版本中，研究人员配置了电机，利用其电能推动轮胎的变形。然而，研究人员不久后发现，或许能利用轮胎-履带本身的速度来推动车轮被动地变形，而非采用复杂的电机系统。

在最新的操作演示中，可将Y形支架拓展开，完成车轮的变形。同时，制动器的应用可阻止车轮旋转。基于上述原理，借助其车轮内的齿轮配置，当六个导轮架撑起时，系统轮廓呈圆形车轮；而当导轮架向内收缩后，车轮就会变成三角形的履带。

人机混合驾驶提升车速及车辆性能

在ORCA项目中，研究人员研发了一款系统，可帮助驾驶员选择最佳的行驶路径，穿过“不毛之地（undeveloped landscape）”，并提醒驾驶员进行转向、障碍物规避并告知前方有难行的地形。当驾驶员需要辅助时，可自动完成车辆的相关驾驶操作。

现场测试表示，这是人员与计算机并重的驾驶策略，据测量数据显示，人机配合可将车速及驾驶员的表现提升20-30%。

在越野行驶时，驾驶员可利用视频显示屏查看周边环境并完成驾驶操作。

该款在研发的自动驾驶系统可将人员行为与传感器及其他数据相结合，计算最优化的路径，然后提供有效的通信信息，不为驾驶员增加理解上的负担。此外，该系统可在显示屏上展示所需的视频信息，不会提供令驾驶员感到困扰。

ORCA系统并不会像传统导航系统那样，简单地发出操作指示，如：“在下个路口右转”之类的指令。因为该车辆在是在越野环境下行驶，完全依赖于屏幕信息及地理坐标。

据称，ORCA系统未来或将被用于民用车辆，为用户提供路径指引或借助抬头显示器，在风挡上合成道路标识。

DARPA 车轮变形 ORCA自动驾驶

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