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從組織無人駕駛競賽到研發「隱形機」，美國DARPA如何成為現實版的「神盾局」？

2021/12/25

yidianzixun

今年1月，唐納德·川普就任美國總統就職后不久，被封為「女魔頭」的DARPA局長阿拉提·普拉巴卡爾離職了，當然，「女魔頭」的離職和「推特總統」川普就任沒有實質性關係，但由於DARPA的特殊性，還是引起了科技界的躁動。

DARPA是美國國防部高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency）的英文縮寫，名字聽上去就很霸氣，實際在做的事情更是讓人不明覺厲。1958年成立以來，不斷給世界帶來科技驚喜。

他們資助過很多現代人受益匪淺的項目，比如今天大家能夠上網，能夠看到這篇文章全賴於DARPA的研究開發；手機上的地圖導航能智能地告訴你方向和位置，也源於DARPA的定位系統GPS。

當然了，他們也支持過許多腦洞大開的項目，比如隱形戰機的概念、能在水下作戰的「九頭蛇」無人機航母、在複雜地形中運輸的「機械戰象」、能在天上飛在地上跑的「飛行悍馬」……光是聽名字就讓人讓人傻傻分不清虛構和現實，雖然最後不少項目都胎死腹中，但都極大地拓展了人類的想象空間和技術的極限。

「飛行悍馬」The Transformer概念圖。圖片來源：mikeshouts.com

除此，DARPA還一直利用競賽等形式，大力推動全社會參與創新活動。在智能駕駛領域最出名的「陸地挑戰賽」（Grand Challenge），就為谷歌無人駕駛技術的發展提供了許多靈感。DARPA在智能駕駛汽車的研究中扮演什麼作用呢？

早在十多年，DARPA開始提供資金支持，協調大學研究機構、車企、感測器供應商和半導體供應商合作，進行一系列的無人駕駛汽車挑戰賽。

最有名氣的，是 2004年和2005年的兩屆陸地挑戰賽（Grand Challenge）和2007年舉行的城市挑戰賽（Urban Challenge）。

2004年，第一屆無人駕駛陸地挑戰賽舉辦的時候，由於技術的限制，甚至沒有一家參賽隊伍能夠完成DARPA設定的加州莫哈韋沙漠240公里賽道。因此在2005年的第二屆陸地挑戰賽中，DARPA將賽道的最低目標距離設定為11.78公里，這也是第一屆中無人駕駛汽車最遠的行駛。此屆挑戰賽中有5輛無人駕駛汽車完成了目標，而其中比較出名的是如下照片中的TerraMax無人駕駛卡車。

TerraMax的陸地挑戰賽參賽車型

第三屆的陸地挑戰賽被DARPA官方稱為城市挑戰賽（Urban Challenge）。於2007年在加州的喬治空軍基地進行，這一年的比賽環境增加了很多難度，讓無人駕駛汽車可以在城市駕駛環境中進行。賽道全長96公里，限時為6個小時。並且不同的隊伍之間會有路線交叉的過程。

正因為參加了前幾次DARPA的挑戰賽，技術公司Velodyne把研究重點轉向了激光掃描儀產品的開發，並逐漸成為業界360度高性能激光掃描儀的領先者。因此說DARPA挑戰賽成就了如今的Velodyne，成為激光掃描儀LIDAR界的巨人一點不為過。

到了2007年的城市挑戰賽中，Velodyne公司的激光掃描儀已經應用到了大部分的參賽隊伍中。6個完賽的參賽隊伍中只有第三名的VictorTango隊沒有使用Velodyne公司產品。

斯坦福隊使用的大眾帕薩特旅行版（左）和VictorTango隊使用的福特翼虎（上）在路口相遇

VictorTango所用的來自IBEO和SICK的感測器，而IBEO是小型化低成本激光掃描儀的領先

斯坦福隊無人駕駛汽車主要開發成員Sebastian Thrun

這個站在斯坦福隊無人駕駛汽車前的大神Sebastian Thrun，以及部分其他團隊成員最終被谷歌挖走，後來就有了大家知道的Google無人駕駛汽車。

谷歌無人駕駛汽車早期測試車型（來自Google）

谷歌無人駕駛汽車量產車型（來自Google）

谷歌提出的無人駕駛汽車就是基於置於車頂的機械旋轉激光雷達產品實現的，也是源自於Velodyne公司的64波束激光雷達。

激光雷達是汽車感知感測器的技術基礎，也是無人駕駛最基礎的技術。Velodyne的產品包括64波束（用於谷歌無人駕駛汽車）、32波束（用於福特CES2016無人駕駛概念車）以及混合固態Hybrid Solid State 16波束 VLP-16 PUCK（將用於未來的福特無人駕駛計劃）激光掃描儀產品。如下圖分別為與CES2016發布的基於福特蒙迪歐的無人駕駛概念車，以及裝配於車頂的4個Velodyne 32波束激光雷達。