智能驾驶的产业化探索——从未来挑战赛启程探
随着国家智能驾驶相关政策法规逐渐成型、行业内技术不断完善,以及中国智能驾驶企业积极推动应用落地的情况下,中国智能驾驶市场规模呈现出持续扩大趋势。据悉,2020年中国智能驾驶产业市场规模预计将达到1214亿元人民币,前景可期。
探索智能驾驶商业化之路
智能驾驶实现商业化需要在以下三个方面做出努力。首先需要前沿技术做支撑;其次是企业家精神,即创新、冒险、协作;最后是复杂系统的管理经验。汽车本身是一个非常复杂的系统,需要管理者具有丰富的管理经验。只有同时具备这三个条件,才可能实现智能驾驶的商业化。
驭势科技于2016年3月开始探索、研究智能驾驶相关技术的发展,不断加强与学术界的沟通交流,提升自身的创新水平和研发技术,目前已具有前沿的无人驾驶技术、人工智能技术、系统工程技术和汽车电子技术。首先,开发软件,重构智能驾驶的软件系统,包括算法、中间件、操作系统,尤其是中间件。经过深入考虑,驭势科技放弃了如今广为使用的ROS操作系统,改用美国军方在武器中使用的轻量实时系统RCS。接着4月份,驭势科技着手硬件的开发,包括摄像头、控制器等。5月,算法开始在模拟器上进行测试,同时开始半闭环测试(半闭环,即感知设备已经在车上开始运行,但还没有控制车辆)。直到7、8月,研发出第一辆可以线控的车,并进行了长时间的测试。并在此基础上开始进行全闭环测试,也就是真正的路测。在这个过程中,我们遇到了很多困难和挑战,也获得了诸多成长经验。
困惑之后来者的定位
当前的智能驾驶,主要包括五类。第一类是驾驶辅助系统(driving assistant system),即人开汽车,机器起一定的辅助作用。第二类是自动辅助驾驶,像特斯拉的AutoPilot,它有两个要素,(1)在封闭的结构化的高速路上,机器持续地实现自动驾驶;(2)驾驶员仍然需要把注意力放在路上,甚至把手放在方向盘上。第三类是高度自动驾驶。指不再局限于封闭的高速公路,能够开到大街小巷。驾驶员可以做其他事情,只要能够在5秒内重新回到决策化,这是比当前辅助驾驶更有用的一种自动驾驶技术。第四类是限定场地的无人驾驶,能够在城市区域里实现无人驾驶。没有驾驶员,没有方向盘、油门、刹车,限定在固定场景,最高时速在40公里以内。第五类是全天候全区域的无人驾驶,我们相信在2030年,可能会出现。如图1所示。
图1 智能驾驶的分类
为此,驭势科技也面临着定位选择。2016年,工信部发布的智能网联汽车发展技术路线图指出,到2020年,我国每年将有1500万辆车具备驾驶辅助或者辅助驾驶系统,同时在目前的辅助驾驶形态中,技术还有很多可改进的地方,国内能够有商业化技术的供应商还很欠缺,因此我们决定将第二类辅助驾驶作为公司研发的切入点。
差异化发展策略
驭势科技作为智能驾驶领域的新兴企业,一直在探索属于自己的差异化发展之路,主要表现在技术、服务、成本三个方面。
1 视觉识别技术
今年五月,一辆开启了Autopilot自动驾驶功能的特斯拉Model S被卷入了一场严重的事故中,车内的驾驶员在车祸中不幸身亡。这起事故发生在佛罗里达州中部的一段公路,当时一辆拖拉机挂车正在横穿高速公路,疾驰而来的特斯拉Model S迎头撞上了挂车。自动驾驶的过程中多种传感器失效、未能发现挂车,导致悲剧。
这场事故更加突出了自动驾驶在技术上存在一些缺陷。首先是视觉缺陷,事故发生时,正处于典型的逆光状态,实际上从目前Autopilot的系统来看,它具备动态曝光和自动增益的能力,理论上在强逆光或微光情况下,仍旧能够识别前车尾部。但是案发当场,卡车是横在路上的,它的截面并不符合这套视觉系统识别的特征,因此当时的视觉系统是失效的。或许有人会问,毫米波雷达为什么没有起作用?雷达在远距离发现了横在路面上的一排反射点,但是为了避免误刹车,它做了一个比较保守的分类,将障碍物分类为横跨路面的一个交通标志牌,并希望随着距离的缩减能够有更准确的分类。但是,根据当时的情况判断,事故发生时毫米波雷达是放空的。
针对以上提及的视觉缺陷,首先可以改进雷达的算法,这也是特斯拉正在做的。特拉斯通过与博世合作,挖掘更多的数据,得到六倍之多的object,每个object也有更多的信息,同时实现了将3D的雷达影像在时间维度对object进行correlation,这样可以更好地区分动态和静态object,以及虚假反射。此外,还可以采取一种众包的方式区别永久和临时的障碍物。如果很多车经过一个场景时,都判定前方有一个静态障碍物,那么就可以断定确实存在一个障碍物;如果并不是所有车都能判定有障碍物,那么就可以将其称之为临时障碍物。