豐田在“第42屆東京車展2011”上首次公開(kāi)了以“普銳斯”為原型的自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)車“A.V.O.S.（Automatic Vehicle Operation System）”的行駛演示。實(shí)驗(yàn)車在沒(méi)有駕駛員的情況下避開(kāi)障礙物在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)屋頂設(shè)置的圓形賽道上進(jìn)行了低速行駛（圖1）。

                圖1：豐田的自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)車“A.V.O.S.”

在東京車展上進(jìn)行了演示。以“普銳斯”為原型的自動(dòng)駕駛汽車正繞開(kāi)路上停放的車輛繼續(xù)行駛

此次演示的會(huì)場(chǎng)是在東京有明國(guó)際會(huì)展中心屋頂上設(shè)置的一周數(shù)百米的賽道。演示內(nèi)容分成兩大部分。一部分是在沒(méi)有駕駛員的情況下，自動(dòng)操作方向盤(pán)和油門繞賽道一周。另一部分是通過(guò)操作智能手機(jī)自動(dòng)調(diào)車或泊車。其中，新聞媒體和普通觀眾一同體驗(yàn)了前一部分的演示。據(jù)介紹，目前豐田共有兩輛自動(dòng)駕駛的實(shí)驗(yàn)車。

演示車輛以新型“普銳斯”為原型。追加了5個(gè)檢測(cè)車輛周圍狀況的激光雷達(dá)、2個(gè)檢測(cè)車輛位置的GPS（全球定位系統(tǒng)）天線，以及可檢測(cè)道路標(biāo)志線的攝像頭（圖2）。

                圖2：傳感器的構(gòu)成

由5個(gè)檢測(cè)周圍信息的激光雷達(dá)，2根檢測(cè)車輛位置的GPS天線，以及檢測(cè)道路標(biāo)志線的攝像頭構(gòu)成。

激光雷達(dá)設(shè)置在車輛的前后左右，包括可檢測(cè)到約20m范圍的近距離激光雷達(dá)以及可檢測(cè)到前方50m的遠(yuǎn)距離激光雷達(dá)兩種。而GPS天線則可以檢測(cè)到車輛的前進(jìn)方向，因此前方發(fā)動(dòng)機(jī)罩以及后背（Hatchback）分別配備了1根天線（圖3）。

                     圖3：激光雷達(dá)和GPS天線

（a）側(cè)面的激光雷達(dá)可大角度檢測(cè)到20m范圍內(nèi)的障礙物。（b）通過(guò)前后的GPS天線判斷車輛方向。

由個(gè)人電腦向ECU發(fā)出指示 

 
 
                   圖4：自動(dòng)駕駛的原理

先制作地圖，然后決定到達(dá)目的地的目標(biāo)行駛路線。根據(jù)車輛位置設(shè)定前方目的地，然后操作方向盤(pán)和油門到達(dá)此處。實(shí)際上是由個(gè)人電腦發(fā)出指令，然后將其傳達(dá)到ECU（電子控制單元）。

自動(dòng)駕駛首先要制作地圖。圖4中介紹的自動(dòng)駕駛原理的流程是根據(jù)來(lái)自傳感器的信息制作地圖息，而此次則是在豐田公司內(nèi)設(shè)置了與屋頂賽道相同的賽道，在實(shí)施完行駛實(shí)驗(yàn)后將車輛駛?cè)?，因此估?jì)地圖基本上是提前制作好的。

地圖制成后，下一步是制作目標(biāo)行駛路線。根據(jù)激光雷達(dá)捕捉到的障礙物數(shù)據(jù)，設(shè)定接下來(lái)能夠前行的目標(biāo)行駛路線，然后自動(dòng)操作方向盤(pán)和油門以到達(dá)目的地。基本上是根據(jù)地圖信息在攝像頭檢測(cè)到的道路標(biāo)志線內(nèi)行駛，不過(guò)賽道上停放的車輛阻礙了前進(jìn)方向。所以采用激光雷達(dá)檢測(cè)該車輛的位置，在不超出道路標(biāo)志線的范圍內(nèi)，校正地圖信息并改變行駛路線。

上述目標(biāo)行駛路線的制作和指令，由設(shè)置在行李艙的個(gè)人電腦負(fù)責(zé)。普銳斯具有“智能泊車輔助系統(tǒng)”和“自適應(yīng)巡航控制”等駕駛支援功能，向車載ECU發(fā)出指令就可以控制車輛。此次卸下了巡航控制用ECU和防碰撞安全用ECU，由個(gè)人電腦代替了這些ECU。

將方向盤(pán)和油門的指令值傳到電動(dòng)助力方向盤(pán)的ECU和發(fā)動(dòng)機(jī)控制用ECU中，由此約6個(gè)月就完成了開(kāi)發(fā)。

高精度GPS的誤差僅為幾cm

另外，為提高制作的地圖信息精度，GPS采用了名為RTK（Real Time Kinematics）-GPS的系統(tǒng)，用普通手機(jī)等將來(lái)自已知地點(diǎn)的位置校正信息發(fā)送給正在行駛的車輛，從而可以實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛位置。據(jù)介紹，普通GPS有10m左右的誤差，而RTK（Real Time Kinematics）-GPS可以將誤差減小到幾cm。

實(shí)際演示中，在體驗(yàn)自動(dòng)駕駛之前，先用智能手機(jī)自動(dòng)對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)配（圖5）。這是事先設(shè)定出發(fā)地和目的地，通過(guò)智能手機(jī)發(fā)送出發(fā)指示，而不是將車輛調(diào)到任意地方。

                 圖5：可通過(guò)智能手機(jī)調(diào)車或泊車

可通過(guò)智能手機(jī)指示車輛自動(dòng)行駛到事先設(shè)定好的上車位置或停車位置。

要想在調(diào)過(guò)來(lái)的車輛上一同體驗(yàn)，就得坐在后座。副駕駛座上的技術(shù)人員一旦啟動(dòng)車輛，方向盤(pán)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，讓車輛繞賽道一周。在到達(dá)彎道前車輛會(huì)自動(dòng)減速，如果路上有停放的車輛就會(huì)避開(kāi)行駛。儀表板中間配備的液晶顯示器，可以顯示理想賽道與障礙物的檢測(cè)結(jié)果以及避開(kāi)障礙物時(shí)的路線等（圖6）。 

  
 
              圖6：在車輛顯示器上顯示演示內(nèi)容

可顯示障礙物的檢測(cè)知結(jié)果、最佳行駛路線以及可避開(kāi)障礙物的行駛路線等。
 
試制車輛在可識(shí)別外部環(huán)境的傳感器中采用了激光雷達(dá)和攝像頭，豐田構(gòu)筑了無(wú)論何種傳感器，都可避開(kāi)識(shí)別到的障礙物然后自動(dòng)制定目標(biāo)行駛路線的平臺(tái)。此次選用了可輕松識(shí)別障礙物三維形狀的激光雷達(dá)，即使將其改成毫米波雷達(dá)，系統(tǒng)也能發(fā)揮作用。

豐田目前并不考慮量產(chǎn)自動(dòng)駕駛汽車，只是為了研究新一代的安全技術(shù)。據(jù)介紹，通過(guò)上述技術(shù)，可以得知在發(fā)生碰撞之前如何行車才能避免發(fā)生事故或減輕事故危害，因此豐田希望將來(lái)把這些信息用于駕駛支援。