编者序：DARPA举办的无人车挑战赛是无人车发展史上的里程碑，排名靠前的团队至今创办了好多家自动驾驶公司，技术途径至今被大部分无人车公司追随。本文是google无人车之父特龙团队的杰作，详细介绍了在城市挑战赛获得亚军的斯坦福大学无人车的软件系统，非常值得从业者及爱好者研读、膜拜。全文30余页，将分模块转述。
推荐指数☆☆☆☆☆☆☆
一、引言
自动驾驶能够给我们的日常生活带来非常大的改变，据美国交通运输部2005年材料所述，仅在美国每年因交通事故而丧生的人数超过人，世界上很大部分的能源被用于私家车。一辆安全的自动驾驶车能够提高驾驶员的安全和舒适度，降低环境污染。
2003年，DARPA启动了一系列旨在推动自动驾驶技术的竞赛。第一个赛事是DARPA无人车挑战赛，目标是能够以平均速度20mph穿越沙漠，2005年10月，斯坦福大学的Stanley无人车获得了第一名，成为了第一个完成131英里的无人车。2007年11月3号，DAPAR城市挑战赛举行，目标是能够在布置的城市交通环境中自动驾驶。该比赛规则比较复杂，以Road Network Description File（RNDF）格式提供了环境电子街区地图，包括了车道线几何信息、路面标志、停车标志、停车位和特殊检查站。同时向参赛团队提供了该区域的高精度航拍图像，可以在比赛前标记以增强RNDF；比赛中车辆需要执行检查站序列指定的多个任务。很多车辆同时在同样的环境中执行任务，可能速度限制不同；当遇到别的车辆时，必须遵守交通规则。该比赛策略包括：超过静止或缓慢移动的车辆、遵守包括多个交通灯的十字路口路权、融入快车道、停车入位、完全堵塞情况下掉头。车辆一般限速30mph，很多地方都限定了最低速度。最终有11辆车进入决赛，包括本文这辆。
Junior是一辆改装的2006款大众帕萨特，装备有5种型号共8个激光雷达、一个带有GPS的Applanix惯导、5个BOSCH的雷达、两个Intel四核电脑和一个大众电子研发实验室开发的自定义线控接口，如下图所示。障碍物检测距离为120m，最高速度为30mph，Junior通过分布式感知、规划、控制软件模块自主决策，本文主要关注于软件层面的内容。
Junior由斯坦福大学和大众研发，其它合作者有Applanix、谷歌、Intel、Mohr Davidow Ventures、NXP、Red Bull。团队主要由以前的赢得2005年DARPA无人车挑战赛的斯坦福赛车队组成，在城市挑战赛中，Junior获得第二名，第一名由来自CMU的团队或得，第三名为弗吉尼亚理工大学的团队。
二、汽车硬件
Junior是在2006款帕萨特基础上改装的，配备了4缸涡轮增压柴油发动机，140hp车配备了一个有限扭矩方向盘、电子刹车、电子油门阀、齿轮变速器、停车制动和转向灯，自定义接口板提供了这些的计算机控制。发动机通过大电流原型交流发电机对Junior的计算系统供电，舱内配备了开关使得驾驶员可以随意连接各种电子接口组件，例如人们可能会选择使用电脑控制方向盘和转向灯，而手工控制油门和刹车。这些控制是为了满足测试需要，竞赛中车内不允许有人。
至于惯性导航，Applanix POS LV 420系统提供了多个双频GPS接收机的实时积分，包括一个GPS方位角测量子系统，一个高精度IMU、码盘和基于Omnistar卫星的虚拟基站服务。实时定位误差在1m以内，角度精度在0.1度以内。
侧向的SICK LMS291-S14激光雷达和前向的RIEGL LMS-Q120激光雷达提供了3D道路结构和路面反射特性测量，用于车道线检测和提高定位精度。车顶的Velodyne HDL-64E激光雷达用于障碍物和移动车辆检测，频率为15Hz，水平视场为360度，垂直视场为30度，并由车尾的2个SICK LDLRS激光雷达和前保险杠2个 IBEO ALASCA XT激光雷达进行视野补充，5个BOSCH LRR2雷达装在前格栅上，提供了移动车辆的检测信息。
Junior的计算系统包括了2个Intel四核处理器，操作系统为Linux，通过千兆以太网通信。
三、软件架构
Junior的软件架构是数据驱动，各模块异步处理信息，该架构同样用于了2005年挑战赛的Stanley无人车上。各模块间通过基于IPC的匿名消息传递协议通信，接收来自其它模块的消息，计算结果发布至其它模块。从传感器数据输入到汽车执行器响应大约300ms，软件大致可分为5种模块：
（1）传感器接口：管理各个传感器与汽车的通信，将传感器数据传输至其它软件模块；（2）感知模块：将环境数据分割为移动车辆和固定障碍物，并提供了车辆相对地图的精确定位；（3）导航模块：决定车辆行为，包括了运动规划和一个分层的有限状态机，管理不同行为，防止发生死锁；（4）线控接口：通过线控接口传输控制信号，使得软件可以控制加速、减速、转向、换挡、转向灯控制和急刹；（5）全局服务：一些提供了日志、时间戳、信息传递支持和电子狗功能的模块，使得软件可以可靠运行。
比赛中真实的计算分布情况如下表所示，模块间的数据流如下图所示。
未完待续。。。。。
英文名称：Junior: The Stanford Entry in the Urban Challenge
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