產(chǎn)品中心 應(yīng)用方案 技術(shù)文摘質(zhì)量保證產(chǎn)品選型 下載中心業(yè)內(nèi)動態(tài) 選型幫助 品牌介紹 產(chǎn)品一覽 聯(lián)系我們
- 開車不用手,眼睛就是方向盤
- 來源:現(xiàn)代快報 發(fā)表于 2010/6/28
■用眼睛開車,一旦雙眼疲勞,風(fēng)險是否增加?
■開車途中突遇障礙物,“眼睛司機(jī)”會如何處理?
■沒有方向盤的汽車,距離現(xiàn)實生活還有多遠(yuǎn)?
在科幻電影《變形金剛》中,來自塞伯頓星球的機(jī)器人闖入地球!澳憧梢越形覀儭嚾恕。”《變形金剛》中代表正義的“博派”機(jī)器人首領(lǐng)擎天柱說。另一部科幻電影《X戰(zhàn)警》中,“獨(dú)眼龍”從眼中放出一道紅光燒毀面前的障礙物。如今,在現(xiàn)實中,人類真的將電影中看起來匪夷所思的場景,變成了現(xiàn)實。現(xiàn)在,只需要使用雙眼,人類就可以駕駛一輛汽車了!那么眼睛是如何控制一輛汽車的呢?
□本版主筆 快報記者 安瑩
司機(jī)閉上眼睛就可以自動剎車
在電影《阿凡達(dá)》里,納威人的溝通方式令人印象深刻,他們在向外界傳遞信息時,只需要將自己發(fā)梢上的觸須纏上對方的相應(yīng)“接口”,彼此的心靈就能瞬間打通。在潘多拉星球上,這種感應(yīng)能發(fā)生在人和動物、植物之間,F(xiàn)實中,柏林自由大學(xué)的科研團(tuán)隊則是在眼睛和汽車之間建立“接口”的。
最近有一項由德國開發(fā)名為“眼睛司機(jī)”(eyeDriver)的自動駕車技術(shù),使用“眼睛司機(jī)”軟體,可以通過復(fù)雜的電子裝備,包括感測器、電腦和傳動機(jī)構(gòu)。司機(jī)眼睛的運(yùn)動被轉(zhuǎn)化為可以控制方向盤的信號,這樣你就可以通過眼睛駕車。該軟體是由柏林自由大學(xué)的電腦科學(xué)家與Senso Motoric(SMI)公司共同開發(fā)的。如果司機(jī)眼睛閉上,會自動剎車。該人工智慧車名為“柏林之魂”號。
記者了解到,整個汽車的駕駛室猶如一個微型計算機(jī)實驗室,各種裸露在外的附加設(shè)備、筆記本電腦以及控制器主機(jī),使得車內(nèi)的空間顯得有些狹窄。只見駕駛?cè)藛T頭戴一頂樣式古怪的頭盔,頭盔上有一片鏡片,還有像七星瓢蟲一樣的觸角,整個人看起來更像是一名自行車運(yùn)動員。
可別小看了這頂頭盔,用眼睛駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)就在這里。研究人員介紹,選擇自行車頭盔,并非是隨意之舉,而是看重了頭盔的輕便,因為戴在頭上不會感覺到壓抑,又可以在頭盔上做文章,安裝一些便捷的設(shè)備。
神奇頭盔把眼睛變成了方向盤
據(jù)了解,有了這個“靈巧”的頭盔助陣,眼睛不光是心靈的窗戶,還是汽車的方向盤。
這款頭盔上裝有兩個不大的攝像頭和一個紅外發(fā)光二極體,以及一個配備特殊軟體的筆記本電腦。兩個攝像頭其中一個指向前方,成為“現(xiàn)場攝像頭”,用來監(jiān)測道路狀況;另外一個對準(zhǔn)駕駛員的眼鏡,成為“眼球運(yùn)動攝像頭”,專門用來跟蹤司機(jī)的眼球運(yùn)動。
其實“眼球運(yùn)動攝像頭”并非首創(chuàng)。早在19世紀(jì)“眼動儀”就已經(jīng)面世,那時有人通過考察人的眼球運(yùn)動來研究人的心理活動,通過分析記錄到的眼動數(shù)據(jù),來探討眼動與人的心理活動的關(guān)系。眼動儀的問世,為心理學(xué)家利用眼動技術(shù)探索人在各種不同條件下的視覺信息加工機(jī)制,觀察其與心理活動直接或間接奇妙而有趣的關(guān)系,提供了新的有效工具。眼動技術(shù)先后經(jīng)歷了觀察法、后像法、機(jī)械記錄法、光學(xué)記錄法、影像記錄法等多種方法的演變。眼動技術(shù)就是通過對眼動軌跡的記錄從中提取諸如注視點(diǎn)、注視時間和次數(shù)、眼跳距離、瞳孔大小等數(shù)據(jù),從而研究個體的內(nèi)在認(rèn)知過程。自20世紀(jì)60年代以來,隨著攝像技術(shù)、紅外技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是計算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用,推動了高精度眼動儀的研發(fā),極大地促進(jìn)了眼動研究在國際心理學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的應(yīng)用。眼動心理學(xué)的研究已經(jīng)成為當(dāng)代心理學(xué)研究的一種有用范型。
現(xiàn)代眼動儀一般由4個部分組成,即光學(xué)系統(tǒng)、瞳孔中心坐標(biāo)提取系統(tǒng)、視景與瞳孔坐標(biāo)疊加系統(tǒng)和圖像與數(shù)據(jù)的記錄分析系統(tǒng)。在軍事方面,“眼動儀”大大吸引了空軍的興趣。在空間狹窄的戰(zhàn)斗機(jī)上,視覺跟蹤系統(tǒng)研發(fā)成功后,便可以與頭盔瞄準(zhǔn)器配合使用,能有效地擴(kuò)大瞄準(zhǔn)器的跟蹤范圍。但是這些應(yīng)用只是著眼于某一部件,而在“眼睛司機(jī)”中,眼睛的直接控制對象變成了整個汽車,這對安全有著更加嚴(yán)格的要求。
要想讓方向盤“長在”眼睛里,那么首先就要定位瞳孔位置,也就是說讓整個系統(tǒng)知道自己所要跟隨的瞳孔到底在哪?又是如何運(yùn)動的?這時候,紅外發(fā)光二極體就發(fā)揮了作用,紅外線攝像頭掃描眼睛,對眼睛攝像機(jī)起輔助作用。在司機(jī)眼睛前有一個透明的紅外光反射鏡,它允許眼睛攝像機(jī)有一個合理的視角,同時不限制佩戴者的視野。通過對筆記本電腦軟體HED4的簡短校準(zhǔn),這套設(shè)備不僅能夠捕捉到眼睛攝像機(jī)中的瞳孔位置,同時也可以計算出司機(jī)看到的景物。鏡頭捕捉到的畫面會輸入eyeDriver匯整,并用它來控制方向盤,借此達(dá)到用視覺遙控駕駛。
司機(jī)看美女時,汽車可自動駕駛
試驗過程中,“柏林之魂”跟在一名行人或另一輛車后穿過一個廢棄的停機(jī)坪,以顯示車輛靈活性。車輛行進(jìn)時,駕駛員利用視線控制車輛,車中方向盤照常轉(zhuǎn)動,仿佛有一雙“無形之手”在操控。倒車對“柏林之魂”亦不是難事,駕駛員只需看看后視鏡即可“命令”車輛后退。
“柏林之魂”的最高時速約為50公里!跋乱徊绞亲屗源蠹s100公里的時速行進(jìn)”,研究人員說,“當(dāng)然,最大的挑戰(zhàn)是在有行人和許多障礙物的城市行駛”。有過駕車經(jīng)驗的人,想必都會提出一個相同的問題:人的眼睛在用手駕駛汽車的過程中也是不會閑著的,眼睛要無時無刻地觀察路況,如果今后的汽車只能用眼睛操控,那么眼睛的任務(wù)就會成倍地增加,眼睛能承受得了,會不會不堪重負(fù)?也有人對“眼睛司機(jī)”技術(shù)的安全性和實用性提出質(zhì)疑:如果駕駛員看了幾秒路邊的美女怎么辦?如果駕駛員在駕駛過程中打電話或發(fā)短信又會如何?對此,研究人員解釋說,“柏林之魂”配有全球定位系統(tǒng)、大量相機(jī)、激光器和掃描儀,可在駕駛員“分心”時自動駕駛。這車可以做任何事。它能自動駕駛,也能由人眼控制。
按照科研人員的說法,運(yùn)行自動駕駛模式后,車輛可根據(jù)掃描儀和相機(jī)所獲數(shù)據(jù)自行駕駛,但在遇到十字路口時需要獲得駕駛員的指令。研究人員說,汽車會在交叉路口停下,“詢問”駕駛員走哪條路。駕駛員只需花幾秒鐘的時間看看想去的方向,汽車即可恢復(fù)行駛。
美聯(lián)社報道,為展示車輛可自動行駛,研究人員演示了一個刺激的節(jié)目,駕駛員坐在副駕駛的位置上,汽車以直線方式前進(jìn),突然一個研究人員一下子跳到正以時速大約16公里行駛的“柏林之魂”前。頭盔上的攝像頭即刻捕捉到障礙物,汽車立即停止。
研究人員介紹,如果駕駛員不愿用眼睛控制車輛,還可以利用蘋果手機(jī)遙控駕車!白詣玉{車系統(tǒng)今后可能會相當(dāng)大地改變我們的機(jī)動性”,研究人員說。不過,“柏林之魂”在集眾多新技術(shù)于一身的同時,徹底停下來的一種方式依舊“老土”。研究人員在車輛后方設(shè)計了兩個大號緊急按鈕,人們可在車輛外部關(guān)閉所有控制系統(tǒng)。
“眼睛司機(jī)”反應(yīng)速度比手快
由眼睛來控制方向盤的技術(shù)雖然還在實驗室里,但也給人們未來的汽車生活帶來無限遐想。
上海汽車商用車技術(shù)中心南汽研究所主任工程師張丙軍表示,要想眼睛能真正上路,還有很長的路要走。雖然眼睛可以實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)向,但是人不是機(jī)器,在真正的實施中會帶來各種各樣意想不到的問題,比如在新街口大堵車的時候,比如在汽車排成長龍,需要“插隊”的時候,在前方遇到緊急情況眼睛幾秒鐘能反應(yīng)過來,又如何控制險情?因此,就目前來說,眼睛到底能操控到何種程度還是個問號。不過,在不久的幾年,汽車將是傳感器的天下,把汽車內(nèi)雷達(dá)、工況、激光掃描儀等設(shè)施全部連成一張網(wǎng),可以極大地增加行車的安全性。
除此之外,駕駛員不會像機(jī)器一樣精密,不可能無時無刻地集中精力,而且駕車時經(jīng)常會遇到突如其來的行人或者障礙物。張丙軍說,眼睛在這樣長期處于高度集中、緊張的狀態(tài)下,疲憊程度可想而知。疲勞駕駛的問題也是需要在未來解決的。
對于“眼睛司機(jī)”的可行性,張丙軍說,眼睛可以作為輔助的駕駛方式,將雙手解放出來。另外在行車的過程中,出現(xiàn)意外情況,眼睛反應(yīng)時間比手更快,能爭取到更多的時間進(jìn)行應(yīng)急處理,這是用雙手駕駛汽車所無法比擬的。
“未來,一旦眼睛開車完善,可以大幅度減少交通事故的發(fā)生,以及提高交通效率,因為眼睛在駕駛汽車方面比手更加安全、可靠、便利、輕松!
未來汽車暢想:解放雙手,交通零事故
汽車以超過100公里的時速在高速公路上疾馳,駕駛員卻在方向盤前打盹,你能想象這樣一幅場景嗎?你是否有勇氣將身家性命交給這輛全部由電腦控制的汽車。張丙軍說:“無論是眼睛駕駛汽車還是用iPhone遙控,未來汽車的終極目標(biāo)都是全自動汽車!2015年,半自動汽車將出現(xiàn)在高速公路上;2020年,我們很有可能迎來一個全自動汽車時代,駕駛員可以完全放開手中的方向盤。這是自動汽車的時間表。目前,如何將相當(dāng)于10臺臺式計算機(jī)的處理能力集成于普通汽車一直是科學(xué)家面臨的一大難題。
簡單地說,未來汽車在自動駕駛模式下,能夠通過對實時交通信息的分析,自動選擇路況最佳的行駛路線,從而大大緩解交通堵塞。除此之外,通過使用車載傳感器和攝像系統(tǒng),還可以感知周圍環(huán)境,做出迅速調(diào)整,從而實現(xiàn)“零交通事故”。例如,如果行人突然出現(xiàn),可以自動減速至安全速度或停車。
張丙軍說,在未來,通過傳感器的連接可以實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng),可以實現(xiàn)對駕駛者雙手的解放,如果這個時候你有緊急文件要處理,或者有部迫切要看的電影大片,那么請放開雙手,埋頭到你喜歡的事物中去,車與車、車與道路、車與人之間將進(jìn)行“阿凡達(dá)”式溝通,在你抬眼的時候,車子已經(jīng)來到了目的地。毫無疑問,這對于肢體有殘疾的人士將是最大的福音。