汽车

Stanley是基于一个柴油动力的大众途锐R5。途锐有四轮驱动(4WD),可变高度的空气悬挂和自动电子锁差速器。为了避免环境对汽车的影响,Stanley配备了防滑板和强化的前保险杠。一个自定义接口实现了直接电子驱动油门和刹车。连接到转向杆上的直流电机提供了电子转向控制。连接到齿轮切换器上的线性致动器控制汽车前进,倒退和停车(图4c)。汽车的数据(例如单个车轮的速度和转向角度)由感应器自动测量并通过CAN总线接口传送到计算机系统。

这里写图片描述 Stanley系列二 智能机器人

车辆的定制车顶架如图4a。它上面几乎放置了所有的Stanley传感器。车顶给汽车提供了最高的制高点;从这点来说,地形的能见度是最好的,全球定位系统(GPS)信号的接收阻碍最小。对于环境感知,车顶行李架有5个SICK激光测距仪。该激光器指向车辆的行驶方向,但倾斜角度略有不同。激光器测量车前25米内地形的横截面。车顶的行李架也有远程道路感知的彩色摄像机,这指出前方且角度稍微偏下。对于大障碍物的远程探测,Stanley的车顶行李架还拥有两个24 GHz的雷达传感器,通过智能微波传感器公司提供。这两个雷达传感器覆盖前方的面积高达200米,且覆盖角大约为20°。该系统的两个天线安装在激光传感器阵列的两侧。激光器,摄像机和雷达系统组成了该系统的环境传感器组。即,他们告知了Stanley前方的地形,所以Stanley可以决定向哪里行驶以及以多大的速度行驶。

在车后方,车顶行李架有许多附加天线:一个用于Stanley的GPS定位系统,两个用于GPS导航。 GPS定位单元是一个L1 / L2/ Omnistar惠普接收机。附加上后备放置的惯性测量单位(IMU),GPS系统就是个定位传感器组,其主要功能是估算车辆相对于外部坐标系的位置和速度。

最后,来自DARPA 紧急停止系统的无线电天线和三个附加的GPS天线也设在车顶上。紧急停止(E-Stop)系统是一个无线电链路,它允许跟随在Stanley后面的汽车在紧急情况下安全地停止Stanley。车顶架还有一个信令喇叭,警示灯和两个手动的紧急停止按钮。

Stanley的计算机系统位于汽车的后备箱,如图4b。特殊的空气管道可以引导汽车空调系统的气流直接流进后备箱达到制冷的效果。后备箱主要放置了一个防震支架,支架内放置了6个Pentium M处理器的电脑,一个千兆以太网交换机和各种连接到物理传感器与途锐驱动器的设备。它还有一个定制的带有后备电池的电力系统,以及一个通过软件控制Stanley个别组件开关的开关箱。DARPA提供的紧急停车也位于此机架上。后备箱还有大众途锐驱动器的自定义界面:刹车,油门,变速杆和转向控制。六个自由度的IMU牢牢地依附在车体上,它位于后备箱中计算机支架的下方。

添加仪器的总功率大约为500瓦,它由途锐常用的交流发电机提供。Stanley的备用电池系统提供一个额外的缓冲,以调节沙漠中长时间怠速阶段的热量(Stanley’s backup battery system supplies an additional 
buffer to accommodate long idling periods in desert heat.个人解释的很不专业,求指导)。

所有计算机上运行的操作系统Linux。之所以选择linux是因为其出色的网络和时间共享功能。在比赛过程中,Stanley执行的比赛软件需要三个电脑(一共六台电脑);第四个被用来记录比赛数据(有两台电脑是闲置的)。三个执行比赛软件的电脑完全专注于视频处理,而另外两个执行所有其他软件。这些电脑能够以高达100赫兹的速度轮训传感器,并且以高达20Hz的频率控制驾驶,油门与刹车。

设计Stanley的一个重要方面是保留街道合法性,从而使得驾驶人员能安全地像驾驶轿车一样操作机器人。Stanley的自定义用户界面使驾驶员能够随意地打开和关闭计算机系统,即便是汽车处于运动状态。结果是,驾驶员可以在任何时候禁用计算机控制 
,并重新手动控制车辆。为此,Stanley配有多种靠近驾驶员座椅的手动控制按钮。每个开关控制三大驱动器(刹车,油门和驾驶steer)的一个。另外,一个中央紧急开关关闭所有电脑控制并变换机器人到常规汽车模式。虽然这个功能与实际比赛(没人坐在车里)没有什么关系,但在软件开发过程中它是有很大好处的。接口可以让Stanley里面的人自动驾驶汽车,因为一个安全驾驶员总是可以在任何时间发现电脑故障并采取全手动控制。

在实际比赛中,在车辆中是没有驾驶员的,所有的驱动决定都是由Stanley上的计算机控制。通过驾驶者控制台上的触摸屏,可以实现操作控制接口。如果需要的话,此接口允许工作人员关闭并重启汽车。