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全产业链协同发力 让无人车在赛场“更上道”

2019-11-26 11:04:43    来源:科技日报    

一辆驾驶座空空的汽车从你眼前以正常车速驶过——在近日举办的第十一届“中国智能车未来挑战赛”上,这一幕频频上演。参赛车辆或快或慢,行驶在高架和城乡道路上,迎接施工借道、临时封闭、模拟降雨等挑战,也会遭遇环卫作业车辆、水雾影响感知场景、突然蹿出行人、前车坠物等考验。这些自行上路的无人车,确实令人捏把汗。

“中国智能车未来挑战赛”是国家自然科学基金委员会于2009年创办的我国首个无人驾驶智能车比赛。来到第十一年,最终,来自西安交通大学的“先锋号”连续两年蝉联冠军。

场景难度国内顶级 鼓励无人车不使用卫星定位导航

本届比赛完全面向无人驾驶出行服务设置比赛内容,着重考察无人驾驶车辆的交通场景识别能力以及不同道路环境的适应性和行驶机动性等4S性能,即安全性(Safety)、舒适性(Smoothness)、敏捷性(Sharpness)和智能性(Smartness)。

“比赛场景的复杂程度和难度目前在国内是最高的。”比赛组委会主席、中国工程院院士、西安交通大学教授郑南宁介绍,今年新引入模拟机非混行和交通拥堵、高架道路环境中前车坠物时的紧急避让、城乡道路环境中卫星定位导航信号缺失情况下的安全行驶和地下停车场自主泊车等测试场景。尤其值得一提的是,挑战赛还增加了全程(城乡道路、高架道路)不依赖卫星定位导航信号——即无卫星定位导航信号或卫星定位导航信号受到严重干扰的情况下的赛程,测试无人车不依赖自主定位的环境感知能力,以更加全面、真实地测试无人驾驶相关技术的成熟度。

“我们鼓励车队不使用卫星导航信号。这对无人车的自主定位、环境的周密感知和行驶控制提出更高要求,利用卫星导航信号使无人车在行驶过程不断获得自身的位置信息,为行驶路径规划提供重要的参考数据,而在城市的交通环境中卫星导航信号会出现不稳定的情况,过多依赖卫星导航信号的无人驾驶汽车存在安全隐患。因此,需要推动无人驾驶利用自身配置的各种传感器进行空间定位和对复杂交通环境理解的深入研究。”郑南宁说,希望无人车今后在卫星导航信号受到严重干扰的情况下依然能够正常行驶。

从应用工具到提出需求 无人驾驶是AI研究绝佳载体

“现在无人驾驶如火如荼,高校、研究院所乃至整车厂企业、新的创业公司都在做。可是2009年并不是这样的,那时候一辆无人车在前面走,团队的人可以跟着走。2010年就需要小跑了,等到2011年,你就算是飞毛腿也跟不上车。我们对无人驾驶的研究不断深入。”郑南宁回忆起比赛初创时,无人驾驶技术刚刚蹒跚起步,完全不同于今时今日。

如今无人驾驶热度飙升,郑南宁表示,无人驾驶是研究人工智能非常好的载体,实现完全自主的无人驾驶是一个令人兴奋而又望而生畏的挑战。人工智能一些非常好的算法都可以集成应用在无人驾驶平台上。

“如深度学习、机器推理方法等,可以应用到无人驾驶物理系统的构建中,无人驾驶真实系统研究和人工智能基础方法研究是相辅相成的。另外,无人驾驶提出的问题也都是人工智能领域期待解决的重要课题,比如用计算机视觉获取和理解环境中的目标。”郑南宁说,目前有关人工智能顶级的国际会议都有无人驾驶技术相关的专题讨论或利用大规模交通场景数据库开展的离线比赛。

“无人驾驶技术是汽车工业面临的一场革命,汽车工业又是经济发展的重要支柱。第四次工业革命有‘大智物云’的支撑,无人驾驶在其中扮演了极其重要的角色。如果无人驾驶能突破,则可以解决人工智能在其他领域中应用的难题。”郑南宁说。

郑南宁解释道,无人驾驶这样真实的物理系统依赖“计算”理解环境(包括感知)。“用什么来进行‘计算’呢?用芯片。把若干不同芯片构成一种实现无人驾驶的‘计算’架构,这种新技术的需求也能推动计算机科学和集成电路的进步。”

无人驾驶是5G落地中被寄予厚望的领域。但郑南宁直言,5G应用于无人驾驶面临着网络安全脆弱性的问题。“如果你在车上打电话,可能拐到另一个街道上手机就没有信号了。如果无人车与5G网络深度融合时也出现这样的情况怎么办?信号丢失后的不安全性是显而易见的。”

郑南宁一再强调,无人驾驶关乎人的生命,要进入百姓家,首先要解决的就是安全性问题。“我们多年的无人车比赛强调的4S性能中,第一个就是安全。人工智能系统可简单分成两大类,一类允许犯错,比如机器翻译、搜索引擎等,一类是在统计意义上不能犯错的系统,无人驾驶汽车就属于这类。这要求无人驾驶汽车首先要在技术上做到在不同天气、路况下都能周密安全地感知交通环境。”

用90%时间解决10%难题 整车企业加入助推技术落地

“无人驾驶技术的成熟落地,也会极大改变城市景观的设计。如果我们设计一个只允许无人车停车的停车场,在停车位和面积相同的情况下,停车效率可以提高约20%。车智能化了,城市都会随之智能化。”郑南宁说,无人车出现后,城市、国家的基础建设会发生变化,比如道路需要适应无人车的需求,那就需要新的建设投入,需要制造智能公路的新型材料和传感器。无人车技术的发展对经济社会的推动是显而易见的。

郑南宁特别提到整车企业的加入对无人驾驶技术研发的促进。“今年有30支车队报名参赛,从车队上我们很高兴地看到一些变化,大多数车队都跟企业有合作,和前几届都是‘秀才’不大一样,现在有不少高校、研究机构、互联网公司、汽车零部件供应商和整车厂紧密联合开展研究。”

不光技术研发,无人驾驶的落地还与传感器的进步有很大关系。“我们在算法方面与国际水平不相上下,但传感器硬件水平还有待加强。”郑南宁说。

“从2009年第一届比赛到今天,中国的无人驾驶技术取得了巨大进步,在世界上属于第一阵营。特别是国外像谷歌、特斯拉以及欧洲一些整车企业的无人车在高级的辅助安全、结构化环境中可以完成给定的行驶任务,国内也完全可以做到。”郑南宁说。不过他一再强调无人驾驶距离驶入寻常百姓家还需要漫长的努力,要冷静看待技术的进展。

“从基础研究、关键技术突破到形成产品落地的整个链条很长。创新技术的落地不仅依赖实验室的研究成果,创新技术变成产品过程中的努力可能几倍于从事基础研究的精力。”郑南宁感慨道,我们用了百分之十的时间解决了百分之九十的难题,剩下的百分之十的难题可能要花掉我们百分之九十的时间。

[责任编辑:李莹]
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