20世纪初期，虽然Houdina制造的无线电遥控无人车和通用汽车研发的电磁轨道无人车点燃了人们对无人驾驶汽车的热情，但是限于当时的科技发展水平，无人驾驶还只能停留在概念车的阶段，被当做广告噱头到处展览而无法走进现实应用。
20世纪70年代由于集成电路、计算机以及卫星定位等技术的快速发展和逐渐成熟，无人驾驶汽车的研究才开始获得长足进步，并掀起了一波浪潮。
1971年，英国道路研究实验室（Road Research Laboratory，RRL）对外展示了一段视频，视频显示他们正在测试一辆无人驾驶汽车，车子里仅有的一个人坐在后排，方向盘一直在自动调整方向。在车子的前保险杠位置，有一个特制的接收单元。电脑控制的电子脉冲信号通过这个单元传递给车辆，以此来控制转向。此次试验之后，他们表示这种控制技术将为公路和铁路带来更安全的驾驶技术。随后，《新科学家和科学之旅》杂志刊文指出RRL研发的无人驾驶系统要比人类驾驶汽车的安全性高出100倍。这是人们第一次强调无人驾驶汽车研究的现实意义，自此无人驾驶汽车有了新的目标— —实现比人类更安全的驾驶。
英国RRL的无人驾驶汽车试验
1977年，日本筑波机械工程实验室开发出了第一个基于摄像头来检测前方环境的无人驾驶汽车。通过车内配备的两个摄像头，而不不是依赖埋在道路里面的电磁轨道设备，这辆车能够以30公里/小时的速度跟随白色的路标实现自动驾驶。这是目前所知最早开始使用视觉设备进行无人驾驶的尝试。这意味着人们开始从“视觉”角度思考无人驾驶的问题，由此翻开了无人驾驶汽车研究的新篇章。
日本筑波机械工程实验室研发的无人驾驶汽车
1966年，世界上第一个具有完整感知、规划和控制能力的机器人Shakey诞生在斯坦福研究院（Stanford Research Institute，SRI）人工智能研究中心。Shakey装备了电视摄像机、三角测距仪、碰撞传感器、驱动电机以及编码器，并通过无线通讯系统由两台计算机进行控制。它可以看见和感觉出现在它前面的物体，独立调整路径，避开障碍物，开创了自动导航的先河。
1973年，为支持月球车的研发，斯坦福大学人工智能实验室的汉斯•莫拉维克（Hans Moravec）开始了“斯坦福车（Stanford Cart）”的研究。1979年10月，Stanford Cart借助车载摄像机在没有人为干预的情况下成功地在一个充满障碍物的室内实现了自主行驶。试验表明该系统的运行是可靠的，但速度非常非常慢。小车每10-15分钟向前移动1米，然后它需要停下来拍一些照片，并思考很久直到它计划好一条新路径。接着它会再向前移动一米，并再次暂停。最终它花费了5个小时成功通过了一个20米长的设置有3-4处障碍的跑道。
斯坦福车（Stanford Cart）
1983年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）启动了名为“战略计算倡议（Strategic Computing Program，SCP）”的研究计划，主要研究内容之一是“自主陆地车辆（Autonomous Land Vehicle，ALV）”项目。这是第一个用于军用目的地面无人系统技术研究项目，DARPA制定了详细的年度规划。
- 1985年：道路跟踪试验，车辆以10km/h的速度行驶在铺好的公路上，不设置障碍。
- 1986年：避障试验，车辆以20km/h的速度行驶，能识别和避开固定障碍物。
- 1987年：越野路线规划试验，规划车辆行驶路线，并以15km/h的速度通过开阔的沙漠地带。
- 1988年：公路网路线规划及避障试验，规划车辆行驶路线，并实现以20km/h的速度借助路标导航行驶于公路网上，以及完成地图校正和从路边绕过障碍物。
ALV项目采用8轮全地形车辆作为验证平台，使用了惯性导航系统、超声波传感器、多普勒雷达、彩色视频摄像机和激光扫描仪。ALV项目研究持续了5年，由于成果有限以及国会削减经费而被迫中止。
自主陆地车辆(ALV)
1984年，卡内基•梅隆大学（Carnegie Mellon University，CMU）开始了无人驾驶汽车的研究探索。1986年CMU制造出一款原型车——Navlab-1，具有完成图像处理、图像理解、传感器信息的融合、路径规划和本体控制等功能。NavLab-1的传感器主要包括彩色摄像机、陀螺、ERIM激光雷达、超声传感器、光电编码器和GPS等，在CMU校园网道路运行速度为12km/h。在此之后，CMU开始将研发重点放在更细致的自动驾驶车行为决策上，即让车辆“表现得更像人类司机”。这意味着，自动驾驶车不只是考虑“避障和行进”那么简单，而是需要结合更多的场景和分析做出判断。这是非常关键的进步，因为它使得无人驾驶汽车从简单的周围环境感知和追踪，发展成对周边车辆的动态反应。1989年，一辆改装的陆军救护车——ALVINN（Autonomous Land Vehicle In A Neural Network）研发成功，它是首辆运用神经网络（Neural Network）控制的陆地无人驾驶汽车。ALVINN拥有每秒钟百万级别的浮点运算能力，是Apple Watch计算能力的十分之一。这辆车的中央处理器（CPU）有一个冰箱那么大，依靠5000瓦特的发电机进行供电。尽管如此，ALVINN的速度已经可以达到70公里/小时了。
1995年CMU的第五代无人驾驶汽车NavLab-5，完成了从匹兹堡到洛杉矶“不动手”穿越全美的旅行，行程超过5000公里。据称98%的行程都是“无手”自主控制，实际上这辆车只是半自动驾驶，因为它只是使用神经网络来控制车的方向，油门和刹车仍是人控制的。卡内基•梅隆大学开创的神经网络控制策略，成为了后来无人驾驶汽车研究的标准，其影响一直延续至今。
卡内基•梅隆大学的第1到第5代NavLab无人车
几乎同时，无人驾驶汽车也引起了德国军方和奔驰公司的极大兴趣。1987年，德国慕尼黑联邦国防军大学（Bundeswehr University Munich）的恩斯特•迪克曼斯（Ernst Dickmanns）教授利用“动态视觉计算”技术，成功研制了一辆采用视觉导航的自动驾驶原型车。这辆车在交通顺畅的情况下速度可以达到63公里/小时。随后欧洲研究协调机构（EUREKA）公布了普罗米修斯计划，投入7.5亿欧元用于自动驾驶汽车的研发。恩斯特•迪克曼斯团队在EUREKA项目的资助下，成功地开发出了多辆自动驾驶汽车原型。1993到1994年之间，他们改装了一辆奔驰S500轿车，并使其成功地在普通交通环境下自动驾驶了1000多公里的路程。
奔驰S500改装的无人驾驶汽车
1990年，意大利帕尔马大学的计算机工程教授Alberto Broggi创立了VisLab实验室，主攻车辆应用的计算机视觉和环境感知技术，主要包括，通过摄像机和与其他传感器融合从而进行周围环境感知，研究范围涵盖人工视觉、图像处理、机器学习、神经网络、机器人和传感器融合等领域。1996年，Broggi团队启动开发了一款名为ARGO的汽车原型，这是一辆配备了视觉传感器、处理系统和车辆执行器的乘用车。Broggi团队的工作是为它开发相关的软硬件，以用于在标准道路上进行自动驾驶。两年后，ARGO在94%的自动驾驶模式下跑完了2000公里，测试环境是意大利固定的高速公路。这一结果后来被业内认为是全球自动驾驶汽车的里程碑之一。
意大利帕尔马大学ARGO原型车
20世纪80年代，虽然我国的汽车工业还很弱小，但军方和学术界也开始了无人驾驶汽车的探索。1980年我国立项了“遥控驾驶的防核化侦察车”项目，哈尔滨工业大学、沈阳自动化研究所和国防科技大学三家单位参与了该项目的研究制造。在“863计划”的支持下， 1990年代初，由北京理工大学、南京理工大学、国防科技大学、清华大学和浙江大学等五家单位联合研发成功了ATB-1（Autonomous Test Bed-1）无人车，这是我国第一辆能够自主行驶的测试样车。ATB-1的诞生标志着我国自动驾驶汽车正式起步并进入探索期。九五期间，ATB-2无人车顺利研制成功，与ATB-1相比，其功能得到了大大的加强，直线行驶速度最高可达到每秒21米。ATB-3在2005年研制成功，在环境认知和轨迹跟踪能力上得到进一步加强。
20世纪70~90年代，在欧美等国军方的支持下，形成了无人驾驶汽车研究的第一次浪潮。“GPS导航+机器视觉”正式终结了“电磁轨道”方案，成为了主流技术路线。然而受限于传感器、集成电路、算法、计算速度等水平较低，无人驾驶汽车研发并没有取得突破性进展，各种试验都处于预设的试验条件下，距离实际道路条件相差较大。因此斯坦福大学的人工智能专家汉斯莫拉维克教授提出了著名的莫拉维克悖论（Moravec’s Paradox）— —人类的高阶智能，比如推理、规划和下棋，计算机都能够轻易实现，而只有几个月大的婴儿就能驾轻就熟的低阶智能，如感知和运动配合，计算机却遥不可及。在深度学习尚在襁褓之中的时代，科学家们一时还找不到头绪。
我是科技Y强，一名热爱汽车、热爱AI、热爱码字的理工男！代表作包括，《风口上的互联网+汽车》（电子工业出版社）、《节能与新能源汽车》（中国制造2025解读）（山东科技出版社）等。
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