平行驾驶与平行交通:从智能出行到智慧城市
作者按:
2018?年6月29日-7月1日,中國深圳,寶安區(qū)前海華僑城JW萬豪酒店。在炎炎暑氣和陣陣夏雨的交織激蕩之中,在學(xué)界精英與業(yè)界領(lǐng)袖的見證參與之下,由中國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)CCF主辦、雷鋒網(wǎng)和香港中文大學(xué)(深圳)聯(lián)合承辦的「CCF-GAIR」全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì)順利召開。
大會(huì)得到深圳市寶安區(qū)政府的大力指導(dǎo),是國內(nèi)人工智能和機(jī)器人學(xué)術(shù)界、工業(yè)界及投資界三大領(lǐng)域的頂級(jí)交流盛會(huì),旨在打造國內(nèi)人工智能領(lǐng)域最具實(shí)力的跨界交流合作平臺(tái)。本次大會(huì)包含AI前沿主會(huì)場(chǎng)和11個(gè)分會(huì)場(chǎng),涉及到計(jì)算機(jī)視覺、智能駕駛、機(jī)器人應(yīng)用等諸多領(lǐng)域,共吸引超過2500余位AI業(yè)界人士參會(huì),其中包含來自全球的140位在人工智能領(lǐng)域享有盛譽(yù)的頂級(jí)嘉賓。
開幕式當(dāng)天的AI前沿主會(huì)場(chǎng)上,中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)、青島智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)王飛躍教授就當(dāng)前智能交通技術(shù)發(fā)展的歷史背景和未來展望,做了“平行駕駛與平行交通:從智能出行到智慧城市”大會(huì)報(bào)告。王飛躍教授主要是從事平行系統(tǒng)與平行理論等方面的研究,并率先將上述理論應(yīng)用于模式識(shí)別、知識(shí)自動(dòng)化、智能機(jī)器人、智能控制等相關(guān)領(lǐng)域。
在智能駕駛專場(chǎng)會(huì)議上,王飛躍教授圍繞智能汽車,先后介紹了幾個(gè)方面的內(nèi)容:智能汽車簡(jiǎn)史;中國智能車發(fā)展;平行駕駛理論、發(fā)展與應(yīng)用;平行交通與智慧出行以及對(duì)未來智能汽車、交通發(fā)展的展望。王飛躍教授作為國內(nèi)最早一批從事無人車相關(guān)技術(shù)研究的專家、學(xué)者循循善誘、娓娓道來給聽眾講述了一整部智能駕駛技術(shù)的發(fā)展變化史。
在報(bào)告中王飛躍教授特別強(qiáng)調(diào)了應(yīng)該時(shí)刻警惕和避免自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展中的“馬糞問題”,并勉勵(lì)大家在自動(dòng)駕駛技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用中應(yīng)該從細(xì)微處入手、從特點(diǎn)場(chǎng)景入手、從小規(guī)模測(cè)試入手,循環(huán)漸進(jìn)、積少成多累積足夠的經(jīng)驗(yàn),從而逐步推動(dòng)智能駕駛技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。同時(shí),王飛躍教授強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)公司不能妄談對(duì)傳統(tǒng)汽車行業(yè)的革命,在技術(shù)遠(yuǎn)未成熟前,這種革命更多時(shí)候是對(duì)人命的漠視。目前談無人駕駛的大規(guī)模商用,是無稽之談,沒有誰能為人的生命買單。
下面詳細(xì)介紹王飛躍教授本次報(bào)告的主要內(nèi)容:
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智能汽車簡(jiǎn)史
自動(dòng)駕駛真正走入公眾視野是從2004年的DARPA挑戰(zhàn)賽。那是2004年的3月13日,一大群工程師和數(shù)千名觀眾聚集在加州一家小酒吧外,聚精會(huì)神地注視著?15?輛參與莫哈維沙漠穿越賽的賽車“日暮沙漠陲,力戰(zhàn)煙塵里”。參賽車輛毫無例外都有著夸張的外形,賽車方向盤由電腦控制的。盡管最終沒有一輛參賽車完成142英里全程的賽事,卻也成為了啟蒙自動(dòng)駕駛行業(yè)的里程碑事件。
“說起來我們還是最早把DARPA的這項(xiàng)軍用項(xiàng)目引入學(xué)術(shù)研究界的人”。2005年,IEEE?國際智能車會(huì)議在美國拉斯韋加斯舉行,作為大會(huì)主席的王飛躍教授邀請(qǐng)了DARPA挑戰(zhàn)賽項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Ron Kurjanowicz做晚宴報(bào)告,向大家介紹項(xiàng)目最新進(jìn)展。
然而,親身經(jīng)歷過這段無人車時(shí)代的王飛躍教授卻說,“早在此(2004年DAPRA挑戰(zhàn)賽)之前,就在1997年8月7-10號(hào),加州圣地亞哥舉行了名為Demo'97(The NAHSC 1997 Technical Feasibility Demonstration?)的無人車集中演示,在我看來,那場(chǎng)演示的規(guī)模、意義以及在當(dāng)時(shí)所引起的影響比這場(chǎng)比賽更大。”
當(dāng)時(shí)的情況是,美國國會(huì)在1991年通過了陸路復(fù)合運(yùn)輸效率法案(Intermodal Surface Transportation Efficiency Act,?簡(jiǎn)稱為ISTEA冰茶法案),作為響應(yīng),聯(lián)邦高速公路管理局(FHSA)在1992年啟動(dòng)了一項(xiàng)全國性的自動(dòng)化公路研究項(xiàng)目。Demo'97就是對(duì)該項(xiàng)目的成果展示,“其最大的目的是通過無人車輛編隊(duì)實(shí)現(xiàn)高速路交通優(yōu)化、在不增加現(xiàn)有道路的基礎(chǔ)上擴(kuò)大其通行容量,技術(shù)上主要通過在高速路面中嵌入磁條引導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)”。
有超過20款自動(dòng)駕駛汽車(包括小轎車、卡車、公共汽車)登場(chǎng)亮相Demo'97,其中大部分車輛來自GM通用,還有一些來自福特、本田等。大概有上千名的觀眾親身體驗(yàn)了完全自動(dòng)駕駛車輛在圣地亞哥I-15 HOV車道上7.5英里的行駛演示;每輛車之間隔著一個(gè)車身的距離,主要示范了車輛換道、車隊(duì)加入以及車隊(duì)分離等功能。
這場(chǎng)聲勢(shì)浩大的無人車展示必然離不開政府的支持。然而,“天真”的美國政府并沒有預(yù)料到這項(xiàng)計(jì)劃的花費(fèi),不到五年時(shí)間,9000萬美金的預(yù)算傾瀉一空,最終在90年代末被迫停止了這項(xiàng)計(jì)劃。缺少了政府的支持,汽車自主駕駛研究和應(yīng)用陷入低潮。
“那時(shí)候的無人車政策幾乎就是零,后來底特律一些車企包括發(fā)明安全氣囊(airbag)和時(shí)任GM的通用汽車OnStar公司的CEO Dave Acton找到我們,大家一起花了很大精力到美國國會(huì)和聯(lián)邦交通部游說,最終美國政府推出了智能汽車(Intelligent Vehicle Initiative, IVI)的項(xiàng)目。”說到這里,王飛躍教授表示:“除了政策為零以外,那時(shí)網(wǎng)絡(luò)幾乎沒有,車內(nèi)通訊也沒有,電控當(dāng)時(shí)的車也不提供,比起今天來,困難太多了。”
王教授最早研究“移動(dòng)機(jī)器人”是在上世紀(jì)80年代,研制為外空間機(jī)器人系統(tǒng)的外空遠(yuǎn)程控制試驗(yàn)服務(wù)的室內(nèi)機(jī)器人,當(dāng)時(shí)從紐約上州租一條T1專線仿真地球火星通訊就需要幾十萬美元。后來到NASA在亞利桑那的空間資源利用中心,他還負(fù)責(zé)了外空間自動(dòng)工廠的設(shè)計(jì)與控制,當(dāng)時(shí)是為了更好地利用機(jī)器人來開發(fā)火星與月球資源。后來與美國標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)院(NIST)的Albus合作,研制了“SpiderRobot”無人車和通過Zircon制氫的無人生產(chǎn)過程。
“若不是當(dāng)年(1996年)民主黨的總統(tǒng)克林頓與共和黨的國會(huì)打架,導(dǎo)致我們火星項(xiàng)目預(yù)算不批、項(xiàng)目工資發(fā)不出來、被迫停止,研發(fā)出‘精神號(hào)’和‘挑戰(zhàn)號(hào)’火星車的就是我們。”談到這段往事,王教授有些無奈地笑起來“那時(shí)我必須在有現(xiàn)錢的Caterpillar礦山裝載車和無現(xiàn)錢的火星車之間選,最終選擇了礦山車”。
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就這樣他們把已經(jīng)“到手”的項(xiàng)目又還給了JPL(噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室),選擇了有現(xiàn)錢的Caterpillar大型野外裝載車(Wheel Loaders)的自動(dòng)化項(xiàng)目,該項(xiàng)目也成了王教授“基于代理的網(wǎng)絡(luò)控制”想法的起源。
后來因他將分層智能控制理論和智能挖掘算法用于98T自動(dòng)裝載車并取得了非常好的效果,獲得了卡特彼勒技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng);98年與同事合作完成了世界上第一本礦山自動(dòng)車的研究專著。
即便是現(xiàn)在,項(xiàng)目過后的20年,王教授依然認(rèn)為:“以挖掘、裝載和運(yùn)輸為主的采礦作業(yè)自動(dòng)化,是無人車技術(shù)最合適最‘靠譜’的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。礦山是一個(gè)相對(duì)封閉和結(jié)構(gòu)化的受控環(huán)節(jié),加上對(duì)駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度太高和工作環(huán)境太惡劣,特別適合無人車和機(jī)器人等人工智能技術(shù)的應(yīng)用。”?
礦山車自然不能與民用車相比,在開放不受控的外部環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)車輛的自主行駛。為了改善擁擠的交通狀況、降低車禍死亡率、讓無人駕駛技術(shù)造福千千萬萬的家庭,90年代末,他又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與亞利桑那州政府合作,研發(fā)了VISTA(Vehicles with Intelligent Systems for Transport Automation)自動(dòng)駕駛車。
VISTA上路測(cè)試的當(dāng)天,在亞利桑那州甚至整個(gè)美國,都引發(fā)了極大的轟動(dòng)。因在該領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn),還獲得了亞利桑那州府給予的至高榮譽(yù)——“美國亞利桑那州杰出成就獎(jiǎng)”。
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“馬路”、路權(quán)和“馬糞問題”
自從2004年DARPA挑戰(zhàn)賽之后,智能駕駛技術(shù)開始走進(jìn)資本的風(fēng)口浪尖和大眾的視野。縱觀整個(gè)交通歷史行業(yè)的發(fā)展,我們也許能從歷史的長(zhǎng)河中找到今天智能駕駛技術(shù)發(fā)展的些許啟示。王飛躍教授談到,在中國古代路權(quán)是屬于馬的,所以誕生了“馬路”的概念,“馬路”即為供馬行走的道路。秦始皇能夠統(tǒng)一六國,其中一個(gè)因素就是因?yàn)榍厥蓟首嫔想m然是給周天子養(yǎng)馬的小官,但卻掌握了“馬路”這項(xiàng)核心技術(shù),所以才慢慢壯大了自己的實(shí)力。
在路權(quán)屬于馬匹之前,路權(quán)是屬于人類的,所以人類出門只能靠走。而在蒸汽機(jī)車誕生之后,路權(quán)是屬于汽車的,所以才誕生了底特律、紐約這樣的超級(jí)汽車城市。現(xiàn)在呢?馬上路是非法的(除了大連女騎警隊(duì)的馬),只能站在大卡車上上路。以前普通人家里都有馬車,現(xiàn)在誰能養(yǎng)得起馬?只有富人,一匹馬上千萬美元。唯一能見到馬的地方是什么地方?賽馬場(chǎng)。這就是人需要車的前提。
現(xiàn)在老百姓家里面都有車了,但將來呢?我想將來有人駕駛的車也只有富人能買得起,有人駕駛車唯一上路的方式是停在大卡車上,唯一能開的地方是在賽車場(chǎng)。汽車剛剛出現(xiàn)的時(shí)候,它和馬車是一起上路的,車不能開得太快,太快把馬驚了可能就會(huì)引發(fā)事故。所以英國定了紅旗法案(Red Flag Act)說,汽車的速度每小時(shí)不能超過6公里將來智能車要是按照它的方式,很可能會(huì)把有人駕駛的車“驚”了,跟馬“驚”了是一樣的。
所以一定時(shí)期內(nèi),肯定是有人駕駛和無人駕駛車輛同時(shí)上路,因此我們也必須對(duì)無人車增加很多的限制。對(duì)于智能車來說,它開200公里/小時(shí)沒任何問題;人要開到200公里/小時(shí),不嚇到別人也把自己嚇到了。所以為了實(shí)現(xiàn)智能車的效率,智能車的速度,智能車的安全性,一定要把人‘趕’下去,否則它無法實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)、高效的目的。”
路權(quán)的歸屬問題和路權(quán)更迭導(dǎo)致的大量問題在歷史上同樣有跡可循,最典型的就是“馬糞問題”。19世紀(jì)末的倫敦是當(dāng)時(shí)世界上人口最多的城市,有500多萬人,每天服務(wù)這500萬人出行的,是30多萬匹馬。在倫敦市內(nèi),平均每16個(gè)人就有一匹馬。雖然工業(yè)革命的出現(xiàn),使得蒸汽汽車在更早的半個(gè)世紀(jì)前就已經(jīng)出現(xiàn),但馬車靈活的特性,使得其在城市日常交通中,變得不可或缺,堪比今日的出租車、公交車。
30萬匹馬為倫敦的商業(yè)、社會(huì)生活帶來了極大的便利,卻同時(shí)引發(fā)了另一個(gè)難題:一匹馬每天平均排泄7-12公斤糞便,1升的尿液,全倫敦每天就要產(chǎn)生3千噸糞便、30萬升尿液。除此之外,2/3的馬都因服役而死,帶來了衛(wèi)生隱患問題。春夏秋冬,周而復(fù)始,為了清理這些“污物”,倫敦雇傭了近10萬人,來解決惱人的“馬糞問題”。
這個(gè)問題并不止倫敦獨(dú)一份,紐約、巴黎也同命相連,因此為了解決這一難題,1898年世界各大城市的管理者們?cè)诩~約召開了“國際城市計(jì)劃會(huì)議”,共同商討“人類如何在未來一個(gè)世紀(jì)處理馬糞圍城問題”。
一百多年過去了,我們生活的城市并沒有“找到”馬糞圍城的終極方案,原因不是人類缺乏智慧,而是現(xiàn)在的道路上行駛的是汽車,馬糞問題壓根不存在。
歷史的發(fā)展總是驚人的相似,有人駕駛汽車和未來智能汽車、無人車的路權(quán)更迭過程中,我們將同樣面臨有人駕駛汽車的“馬糞問題”。自動(dòng)駕駛目前所面臨的一些技術(shù)、法規(guī)方面的難題,很可能在未來不復(fù)存在,因此過多的執(zhí)拗于當(dāng)下自動(dòng)駕駛的不成熟,并無意義。而另外一方面自動(dòng)駕駛技術(shù)的成熟,還有漫長(zhǎng)的路要走,離普通的消費(fèi)者隨意購買無人車的時(shí)代還很遠(yuǎn)。自動(dòng)駕駛是一項(xiàng)非常好的技術(shù),乃至服務(wù),但在其真正成熟前,普羅大眾不應(yīng)該成為其試驗(yàn)品。
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中國智能車發(fā)展
“無人駕駛測(cè)試場(chǎng)可以重現(xiàn)無人駕駛汽車使用中遇到的各種各樣道路條件,同時(shí)可用于驗(yàn)證和試驗(yàn)無人汽車的軟件算法的正確性。”王飛躍教授提到,為了讓無人駕駛的測(cè)試更專業(yè)更體系化,2015年8月,常熟市政府聯(lián)合西安交通大學(xué)、中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所、長(zhǎng)安大學(xué)和青島智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院在常熟高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)共建“中國智能車綜合技術(shù)研發(fā)與測(cè)試中心”(Intelligent Vehicles Proving Center of China,簡(jiǎn)稱IVPC),由此實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)無人駕駛測(cè)試中心零的突破。
國家自然基金委從2009年開始,每年舉辦一次中國智能車未來挑戰(zhàn)賽(China Intelligent Vehicle Challenge, IVFC),通過設(shè)計(jì)開放環(huán)境下的無人駕駛測(cè)試道路,為無人車在真實(shí)道路環(huán)境中學(xué)習(xí)、訓(xùn)練提供了很好的平臺(tái)。2009年第一屆IVFC只有6支比賽隊(duì)伍,2010年有10支隊(duì)伍參加比賽。2011年的IVFC開始在內(nèi)蒙古的告訴公路和鄉(xiāng)村道路上進(jìn)行測(cè)試,并第一次由媒體報(bào)道為公眾所知。2012年,IVFC的比賽隊(duì)伍擴(kuò)大到12支,2013年則是18支,并且從2013年開始固定在常熟基地進(jìn)行比賽。從2014年開始,參加比賽的隊(duì)伍數(shù)量逐年增長(zhǎng),比賽測(cè)試的任務(wù)和規(guī)則也越加規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)和公正。
“從2016年第八屆IVFC開始,我們?cè)黾恿诵碌碾x線測(cè)試環(huán)節(jié),通過模擬真實(shí)的交通場(chǎng)景來增強(qiáng)機(jī)器學(xué)習(xí)的手段讓無人車進(jìn)行模擬學(xué)習(xí),不僅效率高,而且安全。”
離線測(cè)試是在真實(shí)道路交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,通過仿真環(huán)境評(píng)估無人駕駛車輛的基本認(rèn)知能力。利用車載相機(jī)獲取真實(shí)道路視頻圖像構(gòu)建交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(包括光照、道路類型及車輛運(yùn)動(dòng)等動(dòng)態(tài)變化情況),評(píng)估無人駕駛車輛檢測(cè)車道線、交通信號(hào)、前方車輛等基本認(rèn)知能力的有效性、實(shí)時(shí)性和適應(yīng)性。
當(dāng)前中國的自動(dòng)駕駛相關(guān)公司,主要可分為這么幾大類:提供無人駕駛整體解決方案的,有智行者、慧拓?zé)o限等;提供智能車制造的,有小鵬汽車、車和家等;提供網(wǎng)約車服務(wù)的,有首汽約車、滴滴等;提供視覺傳感器的,有中科慧眼、魔智等;以及提供地圖定位、汽車線控等相關(guān)技術(shù)和硬件的服務(wù)商。
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平行駕駛理論、發(fā)展與應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì),谷歌等互聯(lián)網(wǎng)巨頭的加入讓無人車研究看到了新的希望,隨著車輛計(jì)算能力和傳感器硬件進(jìn)一步的發(fā)展,無人駕駛迎來了蓬勃發(fā)展的春天。
然而,盡管很多車企配備了高線束的激光雷達(dá)、先進(jìn)的計(jì)算平臺(tái)、能繪制出車道線級(jí)別的高精地圖,仍無法保證全場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛安全,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)更是遙遙無期。即便谷歌在今年年初推出了無人出租車業(yè)務(wù),也只在降雨量較少的鳳凰城等區(qū)域,特殊條件下還需要遠(yuǎn)程操縱。
對(duì)此,王飛躍教授表示,這是一個(gè)必然要經(jīng)歷的過程。在王教授看來,未來幾年的交通會(huì)經(jīng)歷有人駕駛、無人駕駛、人機(jī)共駕等多種駕駛方式混合的時(shí)期。90年代研究智能汽車面臨的問題是計(jì)算資源有限,而現(xiàn)在面臨的是工程復(fù)雜性和社會(huì)復(fù)雜性會(huì)帶來巨大的建模鴻溝。
“這個(gè)鴻溝一是靠數(shù)據(jù)填,要把小數(shù)據(jù)導(dǎo)成大數(shù)據(jù),把大數(shù)據(jù)提煉出來變成精準(zhǔn)知識(shí)即小規(guī)則,然后再指導(dǎo)車的駕駛,這就是平行。對(duì)于汽車來說,物理汽車跟軟件定義的汽車一起開,開的過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù),通過計(jì)算實(shí)驗(yàn),變成駕駛的精準(zhǔn)知識(shí)—‘小知識(shí)’,而且產(chǎn)生嶄新的職業(yè),將來會(huì)有學(xué)習(xí)工程師、培訓(xùn)工程師、實(shí)驗(yàn)工程師、決策工程師。我們就是把司機(jī)換了一個(gè)地方,以前在車上開,現(xiàn)在是在操作辦公室開,讓無人車在上路之前,得到充分的‘教育’。”
“虛實(shí)結(jié)合,平行駕駛,最終統(tǒng)一L0到L5六個(gè)階段”。
2015年,王飛躍教授在報(bào)告中第一次結(jié)合ACP平行系統(tǒng)理論與機(jī)器人學(xué),?提出平行機(jī)器人的概念,?提出將機(jī)器人從CPS空間推向CPSS空間,?從服務(wù)機(jī)械制造的物理機(jī)器人演化成為同時(shí)服務(wù)于知識(shí)工作的平行機(jī)器人。
作為一種輪式機(jī)器人的無人駕駛汽車,同樣可以在CPSS(Cyber-Physical-Social Systems)的理論框架下,將駕駛員、車輛、信息這幾個(gè)組成部分,擴(kuò)展對(duì)應(yīng)到通過物理空間和信息空間耦合交互的三個(gè)世界:物理世界、心理世界和人工世界,形成了基于CPSS理論的平行駕駛。
“無人自主駕駛這三個(gè)圈(駕駛員、車和信息),在技術(shù)方面能夠從這三個(gè)圈擴(kuò)展到五個(gè)圈,那如何來擴(kuò)展,一定是把物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間打通,從單個(gè)車的智能到聯(lián)網(wǎng)的、群體的車之智能。要跳出CPS,邁向CPSS,以后每個(gè)人開車不僅僅是在物理世界,同時(shí)還在心理世界和人工世界。未來一定是平行交通、平行道路、平行駕駛。物理的汽車跟軟件定義的汽車要平行起來,物理的公路要跟軟件定義的公路合起來。”
在王教授構(gòu)想的平行駕駛理論中,當(dāng)人類司機(jī)駕著真實(shí)車奔馳時(shí),作為“軟件機(jī)器人”的智能代理也開著對(duì)應(yīng)的“虛擬車”同時(shí)在虛擬世界中奔馳。這種虛擬車,學(xué)術(shù)上稱為“人工車”或“軟件定義的車”,根據(jù)不同的要求在不同的程度上與真實(shí)車一一對(duì)應(yīng)。而且,一部真實(shí)車可以有多部虛擬車與之相伴,有的隨車而行,有的存于家中、辦公室、服務(wù)中心、廠家或政府的檔案機(jī)構(gòu),或者各式各樣的網(wǎng)絡(luò)云端服務(wù)平臺(tái)之中。
利用這種方式,虛擬車可以用可視化的形式提供真實(shí)車的本體知識(shí)、歷史情況和實(shí)時(shí)信息;同時(shí)提供預(yù)測(cè)未來狀態(tài)和情境的計(jì)算能力或檢查事故原因的回溯計(jì)算功能;最終,還可以虛實(shí)互動(dòng),提供監(jiān)視、控制、管理、服務(wù)真實(shí)車的各類功能。顯然,這種智能汽車技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景幾乎是無限的。
“在未來從L0-L5六個(gè)階段共存的場(chǎng)景中,我們需要一個(gè)無限安全的性能要求,就需要去預(yù)測(cè)車輛行為,這將是一個(gè)龐大的計(jì)算量。現(xiàn)有的計(jì)算能力仍很有限,無法在本地進(jìn)行計(jì)算,需要在云端進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,同時(shí)在云端進(jìn)行學(xué)習(xí)。有些車開得好,有些智能車做得比較差,就會(huì)在云端以好的方式讓差的無人車進(jìn)行學(xué)習(xí),最后達(dá)到比較安全、比較智能的這樣一種出行方式。”
為了構(gòu)建更多樣、更完備、更復(fù)雜的測(cè)試數(shù)據(jù)集,近兩年王飛躍教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后提出了平行視覺、平行圖像、平行數(shù)據(jù)、平行感知、平行學(xué)習(xí)、平行網(wǎng)絡(luò)、平行測(cè)試等方法,本質(zhì)還是利用虛擬空間無限的可能性來彌補(bǔ)實(shí)際數(shù)據(jù)、實(shí)際交通場(chǎng)景、實(shí)際駕駛狀況的不完備。
這種平行駕駛的構(gòu)想并沒有只停留在概念上,從2007年開始,王飛躍教授正式組織團(tuán)隊(duì)開始了平行駕駛相關(guān)研究。從2009年在蘇州成立派爾公司到現(xiàn)在的慧拓智能機(jī)器公司,都是平行駕駛的堅(jiān)定踐行者。在2018年6月份召開的IEEE?IV?2018國際會(huì)議上,國際平行駕駛聯(lián)盟正式宣告成立。
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平行交通與智能出行
自動(dòng)駕駛目前最難的問題,在于感知。即讓車輛擁有對(duì)行駛環(huán)境的探測(cè)、認(rèn)知能力,從硬件上目前的做法是通過攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器抓取環(huán)境的三維要素,以期得到環(huán)境的全面信息。但各種傳感器都各有優(yōu)劣,從物理層面上探測(cè)環(huán)境所能達(dá)到的精度、距離都有限。以視覺為例,目前針對(duì)視覺計(jì)算研究匯總存在的實(shí)際數(shù)據(jù)獲取和標(biāo)準(zhǔn)成本高、難以覆蓋復(fù)雜環(huán)境、極端場(chǎng)景樣本稀少、訓(xùn)練的模型適應(yīng)性差等。這些場(chǎng)景的處理能力,是制約自動(dòng)駕駛更進(jìn)一步的核心。
自動(dòng)駕駛要模仿人類對(duì)世界的感知能力,雖然可以通過各種傳感器來模仿人類的感官,但很難模擬人類的經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)能力。人在日常生活中,可以不斷地積累各種汽車的先驗(yàn)知識(shí),并在關(guān)鍵的時(shí)候產(chǎn)生作用,深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)試圖通過多層次,多維度的學(xué)習(xí),來盡量逼近人類的學(xué)習(xí)認(rèn)知能力。但計(jì)算機(jī)目前還很難舉一反三,運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)去靈活應(yīng)對(duì)實(shí)際多變、未知的場(chǎng)景。
為了讓自動(dòng)駕駛能夠更快的學(xué)習(xí)實(shí)際環(huán)境,多數(shù)自動(dòng)駕駛公司、OEM都會(huì)希望通過實(shí)際路測(cè)來不斷積累樣本庫,以及處置突發(fā)情況的能力。但一方面實(shí)際路測(cè)成本高昂,非一般人能效仿,另一方面在實(shí)際場(chǎng)景中測(cè)試,會(huì)有極大的“安全隱患”。本質(zhì)上來說,自動(dòng)駕駛目前還是一個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù),因此如果直接投放到社會(huì)道路上,以路測(cè)養(yǎng)技術(shù),是行不通的,人類會(huì)因此淪為試驗(yàn)標(biāo)本。
解決自動(dòng)駕駛感知問題困難重重,但也并不需要為此杞人憂天。隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,5G的成熟,未來的道路將也會(huì)具有智能屬性。屆時(shí),汽車并不需要像如今我們所追求的那樣“敏感”,道路以及車輛信息可以在汽車間實(shí)時(shí)通達(dá),汽車并不需要識(shí)別紅綠燈、交通事故、障礙物,即可通過智能基礎(chǔ)設(shè)施得到相應(yīng)的信息,車與車之間也可以自由通訊,不需要檢測(cè),都可以令行禁止,暢通無阻。
今天讓自動(dòng)駕駛行業(yè)頭疼的感知問題,或許在未來也將會(huì)成為一個(gè)“馬糞”,不值一提。王飛躍教授認(rèn)為,在自動(dòng)駕駛的發(fā)展初期,應(yīng)以虛擬測(cè)試為主,極少量路測(cè)為主。即90%的情況下是通過虛擬訓(xùn)練,提升自動(dòng)駕駛感知技術(shù),而以10%的情況路測(cè)驗(yàn)證。使得汽車逐漸在描述車輛、預(yù)測(cè)車輛、規(guī)劃車輛方面,技藝日臻完善。
自動(dòng)駕駛技術(shù)尚未成熟,前景遙遠(yuǎn),那么對(duì)于自動(dòng)駕駛公司而言,該怎樣才能走出一條切實(shí)可行的道路呢?王飛躍教授表示,自動(dòng)駕駛的商業(yè)化應(yīng)用,應(yīng)從小處入手,間而推廣。簡(jiǎn)而言之,就是選取特定的場(chǎng)景,安全隱患下,投入較小,然后以小規(guī)模無人車應(yīng)用試驗(yàn),積累足夠的經(jīng)驗(yàn)。這些應(yīng)用場(chǎng)景中,包括園區(qū)、小區(qū)、港口、特種行業(yè),行業(yè)也可以涵蓋物流、配送、礦山等。這種場(chǎng)景基本環(huán)境可控,人車以及無人車與普通車可以進(jìn)行較好的區(qū)分,首先可以隔離無人車對(duì)人的安全隱患。
同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)公司不能妄談對(duì)傳統(tǒng)汽車行業(yè)的革命,在技術(shù)遠(yuǎn)未成熟前,這種革命更多時(shí)候是對(duì)人命的漠視。目前談無人駕駛的大規(guī)模商用,是無稽之談,沒有誰能為人的生命買單。
∑編輯?|?Gemini
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總結(jié)
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