自動駕駛玩漂移，蛇皮走位何其騷！斯坦福最新研究：《頭文字D》無人車版來了
十三 魚羊 發自 凹非寺
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輪胎劇烈摩擦著地面，煙霧在車輛疾馳的路徑上留下長尾。急速過彎的聲響，讓人回想起秋名山上因漂移而熱血沸騰的那些夜晚。
當這輛車向鏡頭駛來，你以為它要失控側滑出跑道，后一秒它卻連續漂移，完美過彎。
身過之處，沒碰倒一個錐桶。
那一刻，你可能以為駕駛它的不是一個人。
沒錯，驅動這輛連外形都神似AE86的汽車蛇皮走位的并非人類。它是一輛斯坦福大學動力設計實驗室訓練的自動駕駛汽車，名叫MARTY。
漂移若閑庭信步。
車的外觀也像極了《頭文字·D》里藤原拓海的那臺。
同樣，坐在自動駕駛車里玩漂移的人，可能也很容易吐。
這項研究的目的并不是為了炫技，而是為了提高自動駕駛在遇到危險情況下的應急能力。
連專業賽車手都對MARTY贊不絕口。2015 Formula Drift世界冠軍Fredric Aasbo就指出，MARTY完成連續過彎等等高難度動作時，展現出的敏捷度和精確度，令人印象深刻。
網友則驚呼：
這款自動駕駛的DeLorean帶來了專業漂移賽車手可以做到的絕技！
也有網友表示：
控制理論進入機器學習領域后，有趣的事情正在發生。
超越極限，自動漂移
對人類賽車手來說，像《頭文字D》里的比賽或者表演，是考驗賽車手能力的一種方式。
而在大多數的自動駕駛車輛在設計的時候，只能處理較為簡單的駕駛情況。
例如與其它車輛保持一定距離等。
斯坦福大學機械工程學教授 Chris Gerdes 表示：
我們正在努力讓自動駕駛能夠處理像“緊急制動”或者“冰面”這樣的情況。
我們希望開發能夠利用輪胎與路面之間所有摩擦力的自動駕駛汽車，使汽車免受傷害。
訓練自動駕駛汽車，讓它學會漂移就是解決問題的好辦法。
試想一下，車輛行進的方向和車頭方向不一樣，并且還得踩著離合配合著換擋桿，人類司機面對這種情況可能已是一臉懵逼。
一般汽車也會阻止車輛進入這種狀態。
然而漂移，卻能讓汽車通過非常狹窄的道路，并且不碰撞任何障礙物。
MARTY項目負責人 Jonathan Goh 表示:
通過漂移，我們可以得到驅動物理學的兩個極端例子。
如果我們能在最安全和最不安全的情況下，很好的控制自動駕駛車輛，那么控制其他狀態下的自動駕駛車輛也會變得相對容易一些。
打造“自動·頭文字D”
這項研究始于2013年。一開始，MARTY只是一輛普通的1981 DMC DeLorean。
論文作者之一、斯坦福大學汽車研究中心（CARS）主任Chirs Gerdes介紹說，Delorean本身轉向動力不足，很難做到漂移。
但到了2018年5月，它完全面目一新：
- 700V / 300kW / 20kWh的Renovo.auto電動傳動系統，帶前后鋰電池組。
- 定制的前后懸架和立柱，增強了彈簧剛度 / 阻尼協調性，增強了MARTY承受更強結構載荷的能力。
- 完整的防滾架，斗式座椅和六點式安全帶，這改善了安全性能。
- 線控轉向系統 + 升級的轉向齒條和轉向范圍，大大改進轉向問題。
- 大剎車 + 線控獨立彎角剎車。
- 用于運動測量的集成雙天線RTK GPS-IMU單元。實時汽車控制計算機，以及基于Linux的輔助計算網絡。
MARTY沒有配備激光雷達。它依靠車頂的一對GPS來追蹤汽車的位置，誤差在1英寸范圍內。
自動漂移的實現，靠的是lead-lag控制器框架。有了這一控制器，MARTY可以根據車輛速度矢量的旋轉速率來跟蹤路徑，同時用偏航加速度來穩定側滑。
而后，結合非線性模型反演和低輪速控制，就能獲得實現漂移所需的狀態導數。
并且，早在2015年6月，MARTY就完成了首次自主漂移。
不過，當時的實驗設置要簡單得多，只是圍繞一個錐桶完成漂移操作，沒有更多限制。
斯坦福團隊
MARTY的項目負責人，是斯坦福動力設計實驗室在讀博士Jonathan Goh。
△Jonathan Goh
Goh本科畢業于普林斯頓大學，2012年進入斯坦福，開始自動駕駛汽車控制系統的研究。
他的導師，也是另一位論文作者，是斯坦福大學機械工程學教授、斯坦福大學汽車研究中心（CARS）主任，及斯坦福動力設計實驗室主任Chirs Gerdes。
△Chirs Gerdes
據說，不上課的時候，學生們經常能在賽車場上發現他——正與學生們親自試乘最新技術加持的原型車。
而此番坐在Goh副駕駛座上的，是斯坦福動力設計實驗室的另一位博士生，Tushar Goel。
△Tushar Goel
參與MARTY項目的還有幾位斯坦福大學的碩士生、本科生，他們是Philli Giliver，Shannon McClintock，Michael Carter，Joe Sunde，Arni Lehto和Wyles Vance。
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論文：
https://asmedigitalcollection.asme.org/dynamicsystems/article-abstract/142/2/021004/1066044/Toward-Automated-Vehicle-Control-Beyond-the?redirectedFrom=fulltext
MARTY項目主頁：
http://jongoh.webfactional.com/projects/beyondthelimits/marty
斯坦福博客：
https://news.stanford.edu/2019/12/20/autonomous-delorean-drives-sideways-move-forward/
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