豐田在“第42屆東京車展2011”上首次公開了以“普銳斯”為原型的自動駕駛實驗車“A.V.O.S.（Automatic Vehicle Operation System）”的行駛演示。實驗車在沒有駕駛員的情況下避開障礙物在展會現場屋頂設置的圓形賽道上進行了低速行駛（圖1）。

                圖1：豐田的自動駕駛實驗車“A.V.O.S.”

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

此次演示的會場是在東京有明國際會展中心屋頂上設置的一周數百米的賽道。演示內容分成兩大部分。一部分是在沒有駕駛員的情況下，自動操作方向盤和油門繞賽道一周。另一部分是通過操作智能手機自動調車或泊車。其中，新聞媒體和普通觀眾一同體驗了前一部分的演示。據介紹，目前豐田共有兩輛自動駕駛的實驗車。

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

                圖2：傳感器的構成

由5個檢測周圍信息的激光雷達，2根檢測車輛位置的GPS天線，以及檢測道路標志線的攝像頭構成。

激光雷達設置在車輛的前后左右，包括可檢測到約20m范圍的近距離激光雷達以及可檢測到前方50m的遠距離激光雷達兩種。而GPS天線則可以檢測到車輛的前進方向，因此前方發(fā)動機罩以及后背（Hatchback）分別配備了1根天線（圖3）。

                     圖3：激光雷達和GPS天線

（a）側面的激光雷達可大角度檢測到20m范圍內的障礙物。（b）通過前后的GPS天線判斷車輛方向。

由個人電腦向ECU發(fā)出指示 

 
 
                   圖4：自動駕駛的原理

先制作地圖，然后決定到達目的地的目標行駛路線。根據車輛位置設定前方目的地，然后操作方向盤和油門到達此處。實際上是由個人電腦發(fā)出指令，然后將其傳達到ECU（電子控制單元）。

自動駕駛首先要制作地圖。圖4中介紹的自動駕駛原理的流程是根據來自傳感器的信息制作地圖息，而此次則是在豐田公司內設置了與屋頂賽道相同的賽道，在實施完行駛實驗后將車輛駛入，因此估計地圖基本上是提前制作好的。

地圖制成后，下一步是制作目標行駛路線。根據激光雷達捕捉到的障礙物數據，設定接下來能夠前行的目標行駛路線，然后自動操作方向盤和油門以到達目的地。基本上是根據地圖信息在攝像頭檢測到的道路標志線內行駛，不過賽道上停放的車輛阻礙了前進方向。所以采用激光雷達檢測該車輛的位置，在不超出道路標志線的范圍內，校正地圖信息并改變行駛路線。

上述目標行駛路線的制作和指令，由設置在行李艙的個人電腦負責。普銳斯具有“智能泊車輔助系統(tǒng)”和“自適應巡航控制”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，由個人電腦代替了這些ECU。

將方向盤和油門的指令值傳到電動助力方向盤的ECU和發(fā)動機控制用ECU中，由此約6個月就完成了開發(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)，用普通手機等將來自已知地點的位置校正信息發(fā)送給正在行駛的車輛，從而可以實時檢測車輛位置。據介紹，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。

實際演示中，在體驗自動駕駛之前，先用智能手機自動對車輛進行調配（圖5）。這是事先設定出發(fā)地和目的地，通過智能手機發(fā)送出發(fā)指示，而不是將車輛調到任意地方。

                 圖5：可通過智能手機調車或泊車

可通過智能手機指示車輛自動行駛到事先設定好的上車位置或停車位置。

要想在調過來的車輛上一同體驗，就得坐在后座。副駕駛座上的技術人員一旦啟動車輛，方向盤就會自動轉動，讓車輛繞賽道一周。在到達彎道前車輛會自動減速，如果路上有停放的車輛就會避開行駛。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結果以及避開障礙物時的路線等（圖6）。 

  
 
              圖6：在車輛顯示器上顯示演示內容

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

豐田目前并不考慮量產自動駕駛汽車，只是為了研究新一代的安全技術。據介紹，通過上述技術，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，因此豐田希望將來把這些信息用于駕駛支援。