近期日本完成了“后車無人列隊跟馳”開放道路驗(yàn)證測試，本文對該項(xiàng)目的內(nèi)容及所采用的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

　　1、日本卡車后車無人列隊跟馳項(xiàng)目介紹

　　日本國土交通省和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2021年3月5日發(fā)布消息，在日本新東名高速的部分區(qū)段上成功實(shí)現(xiàn)了“后車無人列隊跟馳”（列隊跟馳又稱編隊行駛、隊列行駛等）驗(yàn)證測試。

　　日本后車無人列隊跟馳測試實(shí)施測試的道路長度約15km（新東名高速，遠(yuǎn)州森町PA～浜松SA），3臺大型卡車保持車速80km/h、車間距離9m，組成車隊行駛，最前方卡車有駕駛員，后方2輛卡車無駕駛員，但出于安全考慮有安全員坐在跟隨車輛的副駕駛座位上。

　　在高速上以80公里/小時車速、車間距9m的條件下行駛為了解決卡車駕駛員高齡化、人員不足的問題，日本國土交通省等政府機(jī)構(gòu)一直都將在2020年度內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速公路內(nèi)的卡車后車無人隊列跟馳技術(shù)作為推進(jìn)目標(biāo)。將名為“面向卡車列隊跟馳社會實(shí)際配備的驗(yàn)證”項(xiàng)目委托給豐田通商，迄今為止已進(jìn)行了多次用于后車無人列隊跟馳技術(shù)開發(fā)的實(shí)際驗(yàn)證試驗(yàn)。此次的活動也是該驗(yàn)證項(xiàng)目的一環(huán)，仍由豐田通商實(shí)施。

　　后車無人列隊跟馳示意圖（豊田通商官網(wǎng)）

　　2、實(shí)現(xiàn)后車無人列隊跟馳所采用的技術(shù)

　　從新東名高速本線向浜松分流下匝道后車無人列隊跟馳，是指在最前方行駛的卡車內(nèi)有駕駛員，通過通訊與后方的無人駕駛卡車聯(lián)接，通過電子手段引導(dǎo)多臺卡車。

　　在本次活動中，最重要的2點(diǎn)是通過讓后車自動追蹤前車行駛軌跡，并將車間距控制在10m以內(nèi)（5m-10m）以避免其他車輛輕易插入列隊行駛的多臺車輛之間。

　　實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)主要采用的是“前車追蹤控制”、“車間距離控制”、“前車駕駛員駕駛輔助”等技術(shù)。

　　例如，“前車追蹤控制”中，為了識別前車的行駛軌跡，使用了3D激光雷達(dá)和立體攝像頭、RTK-GPS等，并通過進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，將與前方車輛的橫向偏移量控制在±50cm以內(nèi)。

　　“車間距離控制”同樣使用了3D激光雷達(dá)和立體攝像頭，由于使用現(xiàn)有車間距傳感器無法避免緊急制動時卡車之間發(fā)生碰撞，因此要通過通訊聯(lián)接卡車，前車加速、制動裝置的使用狀態(tài)與后車實(shí)時共享，理想控制車間距離。在測試中即使在80km/h車速下緊急制動，車間距也僅縮短了2m。

　　試驗(yàn)車輛俯視圖（紅字為2019年新增部分）從圖中可見，最前方車輛為手動駕駛，后方跟隨的2輛車為自動駕駛，單車長12m、隊列全長約60m，增加了LED插隊警示裝置、車外警示，最前方車輛駕駛員輔助系統(tǒng)包括后車監(jiān)測、后側(cè)方毫米波雷達(dá)、電子后視鏡，后車具備車道保持功能，通過車間距傳感器和車車間通訊來維持短車間距。

　　實(shí)際的車輛開發(fā)等由先進(jìn)mobility公司承擔(dān)。2019年新增功能：

　　·最前方車輛駕駛員能夠統(tǒng)一操作后續(xù)跟隨車輛的發(fā)動機(jī)啟動、停機(jī)、變速器換擋、駐車制動生效、解除等。

　　·最前方車輛駕駛席設(shè)置監(jiān)視器，顯示后續(xù)跟隨車輛的發(fā)動機(jī)啟動狀態(tài)、變速器檔位、與前方車輛間距、水溫、剩余油量、系統(tǒng)故障信息等異常事項(xiàng)。

　　·車輛控制裝置冗余化，實(shí)現(xiàn)控制ECU、轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、制動等的多重冗余。

　　·最前方車輛駕駛員駕駛輔助功能，在變道時通過毫米波雷達(dá)檢測周邊車輛和障礙物，如果周邊有車輛等，通過車輛駕駛員HMI、電子后視鏡顯示不可變道警告信息。

　　·通過卡車后部設(shè)置的LED信息板向可能插入車隊之間的靠近車輛發(fā)出警示，同時在最前方車輛駕駛員HMI報告有靠近車輛。

　　·列隊行駛狀態(tài)下發(fā)生異常時的處理（車輛插入車隊之間等），通過狀態(tài)監(jiān)視功能，在前方車輛駕駛員HMI顯示異常報警（如發(fā)生車輛插入車隊，顯示發(fā)生位置及與后續(xù)車輛之間的距離）。

　　·當(dāng)發(fā)生無法維持列隊行駛的嚴(yán)重異常時，隊列車輛進(jìn)入MRM（Minimum Risk Maneuver，最小風(fēng)險操作）模式。

　　后車無人列隊跟馳車輛（豊田通商官網(wǎng)）

　　安全技術(shù)：

　　·當(dāng)裝置發(fā)生輕微故障時，采用“降級行駛模式”安全減速至50km/h；

　　·當(dāng)發(fā)生多重故障時，采用“MRM（minimum risk maneuver，最小風(fēng)險操作）模式”；

　　·如果無法保持列隊跟馳時，使車輛安全停止。

　　·針對車輛插入隊列之間的情況，當(dāng)卡車隊列處于停車狀態(tài)時，如果行人或車輛隊列之間，將通過LED顯示“插隊危險”來提出警示，而且最前方車輛駕駛員無法起動發(fā)車。

　　·在卡車隊列行駛過程中，如果發(fā)生其他車輛插隊的情況，將切換至MRM狀態(tài)，跟隨卡車報警燈閃亮并安全停車。

　　3、項(xiàng)目今后的技術(shù)開發(fā)方向

　　該項(xiàng)目迄今為止已實(shí)施公路行駛測試超過4萬公里，此外還進(jìn)行了大量的場地行駛測試、仿真測試等，完成了原定的高可靠性、高安全性目標(biāo)。

　　在下雪、濃霧等苛刻條件下無法行駛，這些將是后期繼續(xù)研究的課題。

　　此次項(xiàng)目采用的是廂式載貨車，未考慮過承載集裝箱的牽引車，因此如應(yīng)用于廂式車以外的其他車型，尤其是要求更為苛刻的牽引車時，還需要進(jìn)行進(jìn)一步技術(shù)開發(fā)。

　　4、今后的開發(fā)推進(jìn)計劃

　　日本政府已發(fā)布的成長戰(zhàn)略內(nèi)容包括“以實(shí)現(xiàn)2025年后高速道路L4級自動駕駛卡車為目標(biāo)，對高性能卡車的運(yùn)營管理系統(tǒng)進(jìn)行研究”，交通省今后仍將繼續(xù)推進(jìn)自動駕駛卡車的開發(fā)和社會實(shí)際應(yīng)用。

　　根據(jù)日本政府已發(fā)布的“官民？ITS構(gòu)想路線圖2020” （官民ITS構(gòu)想？ロードマップ2020），目標(biāo)為在2022年度之后實(shí)現(xiàn)高速公路卡車后車無人列隊跟馳的商業(yè)化。

　　今后將推進(jìn)技術(shù)開發(fā)，滿足雨雪、夜間等各種行駛環(huán)境的要求。

　　目前正在研討2021年起可能實(shí)施的新項(xiàng)目，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)搭載L4級自動駕駛技術(shù)的卡車隊列，例如隊列被迫取消后能夠切換至自動駕駛模式繼續(xù)行駛。

　　5、今后的商業(yè)化推進(jìn)計劃

　　2019年發(fā)布的成長戰(zhàn)略關(guān)于商業(yè)化時間計劃，經(jīng)產(chǎn)省人員表示，“目標(biāo)是2021年實(shí)現(xiàn)有人操作列隊跟馳的商業(yè)化。2019年發(fā)布的成長戰(zhàn)略原計劃2022年之后實(shí)現(xiàn)無人駕駛列隊跟馳的商業(yè)化，但在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)有些情況單憑無人操作列隊跟馳技術(shù)是很難徹底解決的，可能需要與L4級自動駕駛技術(shù)組合來力爭實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。為此，計劃啟動面向L4級自動駕駛的新項(xiàng)目，2025年之后實(shí)現(xiàn)L4級卡車的商業(yè)化，希望能夠在該L4級技術(shù)中包含列隊跟馳技術(shù)”。

　　關(guān)于商業(yè)化的具體形式，尚無確定的結(jié)論，可能有多種形式，可能由卡車廠商將技術(shù)配置到卡車產(chǎn)品上進(jìn)行銷售，也可能有先進(jìn)mobility公司等第三方對車輛進(jìn)行改裝后進(jìn)行銷售，總之目標(biāo)是便于物流行業(yè)應(yīng)用。