專(zhuān)家解讀智能車(chē)環(huán)境感知及高精度定位技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)大潮下，ADAS作為離現(xiàn)實(shí)最近的自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)手段，備受行業(yè)關(guān)注。近日，“第三屆智能汽車(chē)技術(shù)國(guó)際論壇暨創(chuàng)新展”集合諸多行業(yè)專(zhuān)家、學(xué)者針對(duì)此話題展開(kāi)深入探討，蓋世汽車(chē)將論壇中部分演講進(jìn)行梳理，以饗以?xún)?nèi)。

清華大學(xué)汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊殿閣教授

以下內(nèi)容為清華大學(xué)汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊殿閣教授關(guān)于“智能車(chē)環(huán)境感知及高精度定位技術(shù)”的演講實(shí)錄：

我就智能汽車(chē)環(huán)境感知及高精度導(dǎo)航技術(shù)談一些自己淺顯的認(rèn)識(shí)。

我的報(bào)告分三部分：結(jié)合智能車(chē)的發(fā)展歷史跟大家探討一下智能車(chē)的環(huán)境感知技術(shù)對(duì)智能車(chē)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)。

我們首先看一下智能汽車(chē)的發(fā)展歷史，大家在互聯(lián)網(wǎng)上搜索智能汽車(chē)、自動(dòng)駕駛，搜到的最早的歷史在一百年前，1925年在美國(guó)紐約，美國(guó)一家無(wú)線電公司，在一輛轎車(chē)基礎(chǔ)上面做了“無(wú)人”駕駛汽車(chē)。大家知道今天討論的是車(chē)在高速公路上面的無(wú)人駕駛，一百年前美國(guó)已經(jīng)有人在城市里面實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人”駕駛。我仔細(xì)查了這個(gè)車(chē)的資料，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有什么環(huán)境感知的能力，所以也不具備避撞、不具備選擇路線的能力。所有無(wú)人駕駛的實(shí)現(xiàn)通過(guò)無(wú)線遙控來(lái)實(shí)現(xiàn)，充其量是一個(gè)無(wú)線遙控的汽車(chē)，不能稱(chēng)之為自動(dòng)駕駛的車(chē)。第一代自動(dòng)駕駛車(chē)，應(yīng)該是1953年通用和美國(guó)無(wú)線電公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的無(wú)人駕駛車(chē)，這個(gè)車(chē)實(shí)現(xiàn)的理念在39年貝爾先生提出的魔術(shù)公路的基礎(chǔ)上面，通過(guò)道路鋪設(shè)磁釘?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)車(chē)輛的導(dǎo)航引導(dǎo)。英國(guó)的道路交通研究所在1960年把這個(gè)技術(shù)發(fā)揮到極致，通過(guò)道路磁釘?shù)囊龑?dǎo)，在不同路況不同天氣的情況下實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛差不多114公里速度的無(wú)人駕駛。我們看到在五六十年前自動(dòng)駕駛的汽車(chē)，它的環(huán)境感知能力是比較弱的，車(chē)輛的導(dǎo)航引導(dǎo)主要通過(guò)道路磁釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。

到八九十年代，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)以及雷達(dá)的發(fā)展，讓無(wú)人車(chē)技術(shù)進(jìn)入新的階段。在80年代，慕尼黑在奔馳轎車(chē)上面基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛。圖中看到 1987年美國(guó)DARPA在ALV的計(jì)劃，通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在復(fù)雜山區(qū)情況下的無(wú)人駕駛。中間是豐田ASV智能車(chē)，這個(gè)車(chē)很有名，很多人看過(guò)這一張圖，豐田在這個(gè)車(chē)上使用了雷達(dá)、使用了計(jì)算機(jī)視覺(jué)、車(chē)道保持等很多ADAS功能。最右邊是美國(guó)加州伯克利PATH技術(shù)，它把雷達(dá)技術(shù)、車(chē)間通信技術(shù)、道路磁釘技術(shù)綜合應(yīng)用在一起，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)隊(duì)列的自動(dòng)駕駛。跟50年前的道路磁釘技術(shù)相比，我們說(shuō)PATH的自動(dòng)車(chē)具備更多環(huán)境感知的能力，車(chē)輛不僅能夠感受到在路上的位置，通過(guò)雷達(dá)具備了避撞功能，同時(shí)具備了路線自動(dòng)選擇的能力。所以我們看到八九十年代視覺(jué)傳感器的發(fā)展對(duì)智能駕駛的推動(dòng)非常大，特別是我們今天看到ADAS的很多應(yīng)用都是在這個(gè)階段產(chǎn)生的。

進(jìn)入21世紀(jì)以后，無(wú)人車(chē)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的階段。其中可以看作里程碑的是美國(guó)的DARPA大賽。2004年舉行了第一次無(wú)人車(chē)的大賽，第一屆、第二屆的大賽都在沙漠地區(qū)完成，一共200多公里的路程。第二屆大賽，斯坦福大學(xué)使用了LIDAR，使用了計(jì)算機(jī)視覺(jué)。第三屆大賽是在城市里面舉行的。這個(gè)比賽雖然辦了三屆，但對(duì)于無(wú)人車(chē)的發(fā)展和推動(dòng)是非常大的。

我們看到中間谷歌第一代智能車(chē)，這是基于斯坦福相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)上，基于LIDAR技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。右側(cè)是谷歌第二代的智能車(chē)，在電動(dòng)車(chē)技術(shù)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的無(wú)人智能電動(dòng)車(chē)，我們要理解到，就是說(shuō)對(duì)智能車(chē)的發(fā)展來(lái)講，特別谷歌、百度這樣的公司進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，除了跟我們智能車(chē)技術(shù)相關(guān)以外，新能源車(chē)在里面也起到了非常重要的推動(dòng)作用。

對(duì)智能車(chē)來(lái)講，21世紀(jì)，這十年里面激光雷達(dá)，特別LIDAR是無(wú)人駕駛發(fā)展的很重要的推動(dòng)力。將近一百多年的歷史，傳感器技術(shù)的發(fā)展、環(huán)境感知能力的不斷增強(qiáng)是無(wú)人車(chē)發(fā)展重要的推動(dòng)力。當(dāng)然今天我們談到無(wú)人駕駛，大家會(huì)覺(jué)得這是很遙遠(yuǎn)，特別對(duì)普通的百姓來(lái)講，雖然谷歌無(wú)人車(chē)在加州跑了上百萬(wàn)英里，拉到北京，這個(gè)可能就不行了。我們大家知道，無(wú)人車(chē)的實(shí)現(xiàn)需要比較長(zhǎng)的時(shí)間的，但是馬云先生也說(shuō)了，理想我們還是要有的，萬(wàn)一實(shí)現(xiàn)了呢。

我們汽車(chē)企業(yè)、行業(yè)對(duì)智能車(chē)相對(duì)來(lái)說(shuō)比普通的百姓更加樂(lè)觀一些。這是李駿院士昨天報(bào)告的一張圖，我專(zhuān)門(mén)截了下來(lái)，大家可以看到，我們?cè)?025年，在摯途 4.0實(shí)現(xiàn)的時(shí)候是全自動(dòng)化的無(wú)人駕駛。這里面我注意到了，他把智能車(chē)起名為摯途，我想體現(xiàn)了我們?cè)诠タ酥悄苘?chē)、無(wú)人駕駛的過(guò)程當(dāng)中充滿了信心，也充滿了應(yīng)對(duì)各種各樣困難的決心。不僅一汽，大家如果最近一段時(shí)間參加各種各樣的論壇，比如說(shuō)日產(chǎn)、寶馬、大眾、奔馳，大家?guī)缀醪患s而同把他們產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間放在 2025年，在2025年基本上可以實(shí)現(xiàn)它的產(chǎn)業(yè)化。

這是昨天一位先生的圖，從這一張圖可以看到，這代表汽車(chē)零部件公司、汽車(chē)電子公司，他的規(guī)劃里面到2025年全自動(dòng)的駕駛能夠得以實(shí)現(xiàn)，其實(shí)不僅大陸是這樣，如果大家把博世這個(gè)圖找出來(lái)，發(fā)現(xiàn)也是到2025年。

昨天有一個(gè)專(zhuān)家提到IEEE的預(yù)測(cè)，IEEE的預(yù)測(cè)比我們汽車(chē)廠商更加樂(lè)觀一些，2020年預(yù)測(cè)到沃爾沃、通用、奧迪、寶馬、奔馳、日產(chǎn)都會(huì)推出全自動(dòng)駕駛的無(wú)人車(chē)。到2040年市場(chǎng)滲透率達(dá)到75%，我們看到是非常樂(lè)觀的一個(gè)數(shù)字。

這是清華大學(xué)跟工信部，以及我們的聯(lián)盟一起制定的關(guān)于對(duì)我們國(guó)家智能化發(fā)展的預(yù)測(cè)。根據(jù)我們的預(yù)測(cè)，在最近兩到三年之內(nèi)，從2016年到2018年更多是 ADAS的推進(jìn)，自適應(yīng)巡航、車(chē)道保持、輔助泊車(chē)、輔助換道等等。到2020年左右有條件的自動(dòng)駕駛，高速公路的自動(dòng)駕駛，交叉口輔助通行等等。預(yù)測(cè) 2025年車(chē)路協(xié)同控制，市區(qū)自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛得以實(shí)現(xiàn)。我們對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也做了預(yù)測(cè)，縱軸，我們認(rèn)為最近一些年內(nèi)，比如說(shuō)車(chē)聯(lián)網(wǎng)更多的停留在聯(lián)網(wǎng)輔助信息交互的階段，在中期發(fā)展到聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同感知階段，到2025年左右真正會(huì)走到聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同控制決策階段。

前面看到了各家廠家對(duì)于無(wú)人車(chē)發(fā)展的預(yù)測(cè)，我們說(shuō)理想非常美好，但現(xiàn)實(shí)很骨感。從現(xiàn)在到2025年不到十年的時(shí)間，百姓對(duì)無(wú)人車(chē)上路覺(jué)得遙遙無(wú)期。為什么?覺(jué)得很困難，一定有一些關(guān)鍵的瓶頸技術(shù)阻礙著無(wú)人車(chē)的發(fā)展。我們下面看看無(wú)人車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)。