The DARPA Urban Challenge pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Singh, Sanjiv 编

出品人:

页数:628

译者:

出版时间:2009-11-25

价格:USD 329.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783642039904

丛书系列:

图书标签:

• 无人驾驶
• 自动驾驶
• 机器人
• 人工智能
• DARPA
• 挑战赛
• 车辆
• 路径规划
• 感知
• 控制系统

《城市挑战：预见未来交通的幕后故事》 概述 “城市挑战”（Urban Challenge）这本图书，并非聚焦于某一本具体的、以“The DARPA Urban Challenge”为书名的作品。相反，它是一次关于“城市挑战”这一概念本身，以及由此催生的、深刻影响了我们对自动驾驶技术认知和发展轨迹的标志性赛事——2007年DARPA城市挑战赛的深度剖析。本书将带您穿越时空的迷雾，深入了解这项旨在推动自动驾驶汽车在复杂城市环境中安全运行的革命性竞赛的台前幕后。它不仅仅是一部技术史的记录，更是一部关于创新、协作、竞争与远见的史诗。 我们将一起探究，是什么样的宏伟愿景促使美国国防高级研究计划局（DARPA）启动这项充满挑战的赛事？这项赛事又为何选择“城市环境”作为终极考验场？从最初的设想，到赛道的搭建，再到参赛队伍的组建，每一个环节都充满了智慧与汗水。本书将为您呈现一个真实且鲜活的“城市挑战”世界，让您有机会亲身感受那些曾经活跃在赛场上的技术先驱们，是如何克服重重困难，一步步将科幻般的自动驾驶梦想照进现实的。 第一章：背景与愿景——为何是“城市挑战”？ 本章将追溯“城市挑战”的缘起。在21世纪初，自动驾驶技术虽然已在实验室和特定场景下有所突破，但在真实、动态且充满不确定性的城市环境中，其应用前景仍然模糊不清。DARPA，作为一家以推动颠覆性技术研究而闻名的高等研究机构，敏锐地捕捉到了这一技术鸿沟。他们意识到，要真正解放人类的驾驶员，让车辆在复杂环境中自主导航，必须打破现有技术的瓶颈。 DARPA并非首次涉足自动驾驶领域。在此之前，他们已成功举办了“大挑战”（Grand Challenge）系列赛事，初步验证了自动驾驶技术在沙漠等相对开放环境下的可行性。然而，沙漠的广袤与城市的密集、有序与混乱，是截然不同的挑战。城市环境包含了红绿灯、行人、自行车、施工区域、复杂的交通规则以及不可预测的突发事件。DARPA的远见在于，他们认识到，要实现真正意义上的自动驾驶，就必须将目光聚焦于最严酷、最具代表性的城市环境。 “城市挑战”的设立，不仅仅是为了推动技术发展，更是为了应对未来可能出现的战略需求。想象一下，在动荡的地区，将军事车辆的驾驶任务交给机器，能够极大地降低人员伤亡风险，提高行动的效率和安全性。此外，从长远来看，自动驾驶技术的成熟也将对民用交通产生革命性的影响，缓解交通拥堵，提高通行效率，减少交通事故。 本章将深入探讨DARPA设立“城市挑战”的战略考量，以及这项赛事在当时的技术背景下所具有的划时代意义。我们将了解，是什么样的“硬仗”，催生了这场旨在定义未来交通格局的赛事。 第二章：规则与赛道——严酷的考验设计 任何一项成功的赛事，其规则的公平性与赛道的严谨性至关重要。“城市挑战”的规则设计，堪称是为自动驾驶技术量身定制的一场“高考”。本章将详细解析这项赛事的具体规则，包括但不限于： 参赛车辆的要求： 车辆必须在真实城市环境中，自主完成一系列驾驶任务，而无需人类干预。这包括了从起点出发，按照预设的路线，在复杂的交通状况下，完成指定的任务点（例如，将货物送到指定地点），最终抵达终点。 导航与感知： 参赛车辆需要自主感知周围环境，识别道路、车道线、交通标志、信号灯、其他车辆、行人、障碍物等。同时，还需要进行精确定位和路径规划。 交通规则的遵守： 车辆必须严格遵守所有交通法规，包括但不限于限速、红绿灯、停车标志、转弯规则等。 动态互动： 赛事模拟了真实城市的交通流量，参赛车辆需要与其他模拟的车辆（由赛会控制）以及潜在的行人（由赛会控制）进行互动，处理拥堵、超车、避让等情况。 “黑客马拉松”式的技术攻坚： 赛事的组织者还为参赛队伍设置了“模拟赛道”和“训练营”，允许他们在真实赛道测试前，对技术进行迭代和优化。 本章还将重点介绍“城市挑战”的赛道设计。它并非简单的封闭场地，而是精心构建的、能够模拟真实城市街景的特殊环境。我们将揭示赛道中包含了哪些典型的城市交通场景，例如：繁忙的十字路口、狭窄的巷道、施工区域、无信号灯路口、多车道公路以及行人密集区。这些场景的设计，旨在最大限度地暴露自动驾驶技术在复杂城市环境下的脆弱性，从而激发参赛队伍进行最彻底的技术革新。 第三章：参赛队伍与技术——群星璀璨的创新之夜 “城市挑战”的魅力，不仅在于其宏大的目标，更在于那些为了实现这一目标而集结起来的智慧结晶——那些来自全球顶尖高校、研究机构和科技公司的参赛队伍。本章将聚焦于参赛队伍的构成，以及他们所采用的创新技术。 我们将回顾那些令人印象深刻的参赛队伍，了解他们背后的故事： 斯坦福大学（Stanford University）的Stanley II： 作为前届“大挑战”的冠军，斯坦福大学的团队备受瞩目。他们将如何在城市环境中，继承并发展他们在沙漠中所积累的经验？ 卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）的Boss： 另一支实力强劲的队伍，他们在城市环境的感知和规划方面，又会带来怎样的独特解决方案？ 通用汽车（General Motors）与卡内基梅隆大学的合作： 传统汽车巨头与顶尖学术机构的强强联合，将碰撞出怎样的火花？ 其他新兴力量： 除了老牌劲旅，还有哪些默默耕耘的团队，在“城市挑战”中异军突起？ 在本章中，我们将深入探讨这些队伍在技术上的关键创新。这包括但不限于： 感知技术： 激光雷达（LiDAR）、摄像头、雷达等传感器如何协同工作，构建高精度的三维环境模型？深度学习、计算机视觉等算法如何用于目标识别和场景理解？ 定位与地图技术： 如何在高楼林立、GPS信号可能受阻的城市环境中，实现厘米级的精确定位？SLAM（同时定位与地图构建）等技术的作用是什么？ 决策与规划： 如何根据感知到的环境信息，以及交通规则，制定安全、高效的行驶策略？路径规划、行为预测、运动控制等算法的演进。 车辆平台与计算架构： 强大的计算能力如何支持复杂的算法运行？对车辆硬件平台又提出了怎样的要求？ 我们将尽可能还原当时的技术细节，让读者得以一窥自动驾驶技术发展的关键突破点。 第四章：比赛日与关键时刻——紧张刺激的城市演习 比赛日的到来，是所有心血凝聚的时刻。“城市挑战”的比赛日，堪称是一场科技与人性的较量，一场对技术成熟度的终极审判。本章将带领读者重温那些激动人心的比赛画面： 发车时刻的紧张气氛： 车辆缓缓驶出起点，所有人的目光都聚焦在屏幕上，密切关注着它们的表现。 应对各种复杂场景： 车辆在遇到红绿灯时的反应、在拥堵路段的穿梭、在施工区域的谨慎通行、在与行人和其他车辆的互动中的表现，都将是本章的焦点。 突发状况的处理： 即使是最完善的系统，也可能面临意想不到的挑战。例如，传感器失灵、算法误判、其他车辆的违规行为等。参赛队伍如何应对这些突发情况，是考验其技术鲁棒性的关键。 “戏剧性”时刻的解析： 某些队伍的失败，或是某些关键时刻的成功，都可能具有重要的启示意义。我们将深入分析这些时刻背后的技术原因，以及它们对整个赛事走向的影响。 评判标准与结果公布： 比赛的最终结果是如何确定的？哪些标准决定了胜负？最终的获奖队伍是谁？他们又为何能脱颖而出？ 本章力求通过生动详实的叙述，让读者身临其境地感受比赛的紧张与精彩，体会技术研发过程中所面临的巨大压力与不确定性。 第五章：影响与未来——“城市挑战”的深远回响 “城市挑战”赛事并非终点，而是一个划时代的里程碑。它的成功举办，极大地加速了自动驾驶技术的发展，并对未来的交通领域产生了深远的影响。本章将探讨“城市挑战”的深远回响： 技术进步的催化剂： “城市挑战”所催生的技术创新，不仅仅局限于参赛队伍本身，更辐射到整个自动驾驶技术领域。许多在赛事中验证或首次提出的技术理念，至今仍在驱动着行业发展。 人才培养与学科建设： 这项赛事吸引了大量优秀人才投身于自动驾驶研究，促进了相关学科的交叉融合与发展，为行业输送了大量宝贵的人才。 产业化的推动： “城市挑战”的成功，向公众和业界证明了自动驾驶技术的巨大潜力，极大地激发了企业对自动驾驶的投资热情，为后来的商业化进程奠定了坚实的基础。 安全标准的重塑： 赛事对安全性的极致追求，也促使人们重新思考和制定自动驾驶的安全标准和法规。 对城市规划与社会结构的影响： 自动驾驶技术的广泛应用，将如何改变我们的城市形态？对公共交通、物流配送、出行方式乃至社会结构，又会带来怎样的颠覆性变革？ 最后，本章将展望“城市挑战”所预示的未来交通蓝图。从城市中的无人驾驶出租车，到智能化的交通管理系统，再到更安全、更高效、更环保的出行方式，我们所期待的未来交通，正一步步在“城市挑战”的精神指引下，向我们走来。 结语 “城市挑战：预见未来交通的幕后故事”，将不仅仅是一部关于技术竞赛的书籍，它更是一次对人类智慧、创新精神和探索未知勇气的礼赞。通过深入挖掘“城市挑战”背后的故事，我们能够更好地理解自动驾驶技术的发展脉络，认识到这项改变未来的技术所经历的艰辛与辉煌，并为我们即将到来的智能出行时代，做好更充分的准备。这是一段关于梦想、关于奋斗、关于改变世界的精彩旅程，邀您一同踏上。

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