前幾天，智車科技一篇名為《慧拓智能：礦區(qū)將是無人車最先落地的最佳場景》文章，引發(fā)了自動駕駛領(lǐng)域各屆同仁的廣泛熱議。在無人礦山技術(shù)上，國外已經(jīng)商用了近十年，國內(nèi)為何遲遲沒有一個較為完整的解決方案？作為國內(nèi)最早開始探索礦區(qū)無人駕駛卡車的慧拓智能機器公司，在該領(lǐng)域做了哪些努力？本文我們專訪了慧拓智能機器公司CSO王健博士。

一家公司如何成為行業(yè)內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)導者？美國計算機名人堂代表人物杰拉爾德·溫伯格在《成為技術(shù)領(lǐng)導者》一書中提到，要想成為公司的技術(shù)領(lǐng)導者，必須掌握創(chuàng)新、激勵和組織能力。然而對于一家企業(yè)來說，想成為整個行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)導者，不僅要具備足夠的技術(shù)領(lǐng)先性，同時也要用不斷的創(chuàng)新來推動整個行業(yè)的進步。在自動駕駛創(chuàng)業(yè)遍地開花的今天，作為一家名不見經(jīng)傳的公司，慧拓智能如何敢稱國內(nèi)端到端的無人礦山技術(shù)領(lǐng)導者？帶著這個疑惑，我們找到了慧拓智能機器有限公司CSO王健博士，跟他聊了聊在無人礦山技術(shù)上慧拓智能所做的事情。

“在無人礦山技術(shù)研究上，慧拓絕對是國內(nèi)最資深的?！?/p>

初見王健博士，他剛從內(nèi)蒙礦區(qū)回來，本人比履歷里的照片顯得黑瘦很多?！斑@次我們實地調(diào)研考察了錫林浩特、烏海兩處煤礦，與礦區(qū)負責人面對面會談，重點對自動化開采、自動挖機設(shè)備升級，以及在礦山的挖掘、生產(chǎn)、運輸過程中所涉及的一系列問題展開探討，為早日實現(xiàn)'無人礦山'達成共識?！?/p>

實地調(diào)研往往是理解客戶需求、認清項目難度的重要途徑。這不是王健博士第一次深入礦區(qū)進行實地考察，“礦區(qū)作業(yè)面揚塵很大，攝像頭很難工作，礦山里面大多數(shù)用的都是雷達。四面環(huán)山有的地方GPS信號很微弱，機械車輛復雜的動作以及車機間配合等等，難度很大不過都在意料之中。礦區(qū)沒有車道線，無人礦卡會自動裝載，然后自動循跡運輸，遇到路口會停止下自動檢測，這些工作的前提要依賴龐大的云端，就是我們說的平行。云端會進行所有路線規(guī)劃和障礙物下發(fā)、裝載點下發(fā)。無人駕駛礦車國外已經(jīng)商用10年了，國內(nèi)還處在初級階段。在國內(nèi)無人礦山技術(shù)研究上，慧拓絕對是最資深的。”

早在上個世紀末，國內(nèi)外已經(jīng)開始嘗試在礦用卡車上做無人駕駛。1996年，時任亞利桑那大學機器人與自動化實驗室主任的王飛躍教授及其團隊，承擔了Caterpillar 的大型野外裝載車(Wheel Loaders)的自動化項目，對動態(tài)不可預(yù)測的巖石開挖環(huán)境進行實時控制算法的設(shè)計，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯和有限狀態(tài)機來模擬人類挖掘策略，通過設(shè)計在線鏟斗挖掘軌跡，完成了全世界第一輛全自動裝載、挖掘和運輸?shù)臒o人自主駕駛大卡車，并出版了世界上第一本礦山自動車的研究專著。

近年來，隨著計算機算力的提高和傳感器等硬件的補強，單臺礦車上實現(xiàn)無人駕駛，已經(jīng)不再是難事，但如果整體提高礦山的安全和效率，最關(guān)鍵的還是在集群化運營。為了解決單體智能在場景數(shù)據(jù)有限和安全不可控等弊端，王飛躍教授提出了“車端感知、云端管控”的平行駕駛架構(gòu)，通過借助云端的平行駕駛管控中心對多臺無人車的進行實時管控，保證了車輛行駛的安全。

“慧拓智能機器有限公司正在研發(fā)礦山無人化管理系統(tǒng)以及端到端的礦區(qū)無人運輸解決方案，就是基于平行駕駛理論的露天礦山無人化管理系統(tǒng)?！?/p>

“無人駕駛用于礦區(qū)，首要的目的是提高效率?！?/p>

與城區(qū)道路不同，礦區(qū)人煙稀少，道路結(jié)構(gòu)簡單，所以無人駕駛用于礦區(qū)的目的是保證安全、提高效率、降低運營成本?；谄叫旭{駛理論的露天礦山無人化管理系統(tǒng)，能夠在降低單車改裝成本的前提下，實現(xiàn)集群化的運營管理。無人礦卡由控制中心管理控制，為每輛車指定運輸路線，車輛通過接收無線指令以合適的速度按照目標路線運行, 根據(jù)行駛路線、自身位置、周圍環(huán)境等信息，自動行駛，完成裝載、運輸、卸載的循環(huán)運作流程由挖掘機來引導礦卡至正確的位置進行裝載，挖機機手可根據(jù)360全景影像、挖掘位姿影像等數(shù)字化輔助功能更加方便的挖掘，挖機機手挖掘完成后，挖機可實現(xiàn)鏟斗的自動卸料，并自動回到上一挖掘點。卸載時，也有對應(yīng)的設(shè)備引導無人礦卡進行卸載，并由無人駕駛卡車運輸?shù)侥康牡兀@樣就實現(xiàn)了端到端無人礦山的解決方案。

每個環(huán)節(jié)都配合緊密，最大程度上節(jié)約了運輸時間，24小時不間斷運行，實時監(jiān)控車輛狀況?？刂浦行耐ㄟ^網(wǎng)絡(luò)通信，把無人礦卡、挖掘機及整個生產(chǎn)線串聯(lián)起來，實現(xiàn)高效精密化作業(yè)，在正常作業(yè)過程中，車車、車與控制中心之間都能形成即時通信，確保車輛的正常運行。

慧拓智能無人礦山集群化運營方案示意

“平行駕駛屢次成功實踐，未來多場景嫁接應(yīng)用”

成立三年多來，慧拓智能機器有限公司以ACP平行智能理論為基礎(chǔ)，致力于新一代云端化智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。他們曾多次承擔國內(nèi)無人駕駛賽事的測試工作，并在IEEE IV 等國際會議上展示自己的成果，這些實踐都為商用落地打下了堅實的基礎(chǔ)。

2017年中國智能車未來挑戰(zhàn)賽中，虛實結(jié)合的無人駕駛車輛平行測試平臺首次實戰(zhàn)應(yīng)用，該平臺通過虛擬測試和實際測試的互動，利用對抗式生成網(wǎng)絡(luò)和平行學習的方式快速生成更多具有挑戰(zhàn)性的測試任務(wù)，不斷迭代更新，使之更好的擬合人類駕駛員、行人等和受試車輛互動行為，并通過虛擬測試探查當前的車輛智能系統(tǒng)面對這些測試任務(wù)的反應(yīng)和結(jié)果。這是平行系統(tǒng)在自動駕駛汽車測試場景下的應(yīng)用。

平行測試系統(tǒng)管理平臺電子打分系統(tǒng)架構(gòu)和十車聯(lián)調(diào)

2018年3月18日，慧拓智能機器公司在常熟成功演示了平行駕駛3.0系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對自動駕駛汽車進行遠程監(jiān)控、及時預(yù)警，用獨特的加密方式確保車輛與云端的通信安全，為自動駕駛汽車路測以及特殊場景的應(yīng)用多了一種可能。據(jù)王健博士介紹：“當時測試車輛由3輛車內(nèi)前排不坐駕駛員的無人車以及4-5輛有人駕駛的社會車輛組成，演示無人駕駛車輛在一般交通場景響應(yīng)式接管（正常接管）和緊急交通場景主動接管（緊急接管）兩種典型場景下遠程管理與控制等。第三代平行駕駛系統(tǒng)主要包括三個組成部分：平行駕駛管控系統(tǒng)、遙控駕駛系統(tǒng)與無人駕駛系統(tǒng)（無人車）?！?/p>

平行駕駛3.0示意圖和多輛無人車避障現(xiàn)場圖

2018年6月27日，國際平行駕駛聯(lián)盟（iPDA）在常熟宣布成立，“iPDA國際聯(lián)盟的成立意義重大，”王健博士說，“這將及時交流與平行駕駛相關(guān)的最新研究成果，用于研究的非保密性測試數(shù)據(jù)將在成員之間實現(xiàn)共享，參與共建平行駕駛通用共享研究平臺等，推動平行駕駛學術(shù)研究的健康快速發(fā)展。”

iPDA成立，王飛躍教授與當選的聯(lián)盟副主席合影

（從左到右依次為：慧拓智能CEO陳龍博士、美國普度大學印第安納波利斯分校李靈犀副教授、加拿大滑鐵盧大學曹東璞教授為副主席、中科院自動化所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任王飛躍教授）

2018年6月30日，國際平行駕駛聯(lián)盟（iPDA）承辦了“IEEE IV 2018 On-road Demonstration國際智能車聯(lián)合道路演示”。這次路演以“From Parallel Driving to Smart Mobility”為主題，在統(tǒng)一的平行駕駛遠程管控平臺上展現(xiàn)多家單位的網(wǎng)聯(lián)自動駕駛車輛在多種典型應(yīng)用場景下的協(xié)同駕駛及平安出行?，F(xiàn)場演示了一般交通場景響應(yīng)式接管、緊急交通場景主動接管、主動避障、中心駕駛員實時狀態(tài)檢測四個部分。圍繞“平行駕駛”框架的平行駕駛3.1系統(tǒng)，通過平行駕駛管控平臺流暢的管理多臺無人車，讓無人車更安全平穩(wěn)的在道路上行駛。

王飛躍教授在國際智能車聯(lián)合道路演示上發(fā)言及多臺無人車集中展示

慧拓智能機器公司基于“車端感知，云端管控”理念的平行駕駛系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用到礦區(qū)中，實現(xiàn)無人礦山整體場景平行智能解決方案，也可以用于民用無人車的上路測試、油田、飛機場、工業(yè)園區(qū)等需要有人遠程監(jiān)管的限制場景中。同時也衍生出了基于自動駕駛的平行物流體系解決方案以及智能網(wǎng)聯(lián)場地建設(shè)完整解決方案等。

“當你構(gòu)建了平行駕駛系統(tǒng)，很多場景都可以嫁接應(yīng)用。傳統(tǒng)自動駕駛主要是基于傳感器單車智能車輛，網(wǎng)聯(lián)自動駕駛涉及了多車并行。而在平行駕駛中，我們會構(gòu)造真實世界的映射，映射可以做更大空間、更大時間的預(yù)測，這樣可以形成特定場景更好的描述。”

“從技術(shù)上講，橫軸是我們決策的時間，縱軸代表能夠預(yù)測多遠距離會有風險。從這兩個維度，傳統(tǒng)單車智能感知范圍十分有限，加上網(wǎng)聯(lián)的好處是能夠獲得更遠的距離信息。在平行里面能做到什么呢，所有交通場景都在平行，就可以在更遠的時間跟更遠的空間做出更精確的結(jié)果，這個結(jié)果對無人駕駛來講會更有用處，這是真正意義上的區(qū)別?！?/p>

“從成本上來看，我們做特定場景，10輛車和20輛車是完全不一樣的概念。云平臺是很大的投入，如果車輛很少的話，這個方案并不占優(yōu)勢，因為我們的方案要靠量來均攤，藍色和綠色線是網(wǎng)聯(lián)和單車智能自動駕駛，紅色線代表平行自動駕駛。對于我們來講，車的數(shù)量上來后，固定場景下的運營成本就會大大降低，而往后成本增加基本上就很少了?！?/p>

“資歷雄厚的技術(shù)團隊，保證了我們不斷創(chuàng)新?！?/p>

“我們有著強大的技術(shù)背景，團隊成員30%具有博士學位，40%具有海外學位或留學經(jīng)歷，主要來自：卡耐基梅隆大學、加大伯克利分校、劍橋大學、滑鐵盧大學、慕尼黑工大、米蘭理工、清華、北大、中科院、中山大學、北理、北航、吉大等。經(jīng)過20多年的學術(shù)與技術(shù)積累，組建了一支由無人車、電子、人工智能等各領(lǐng)域人才組成的專業(yè)隊伍。目前公司專注于自動駕駛與車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品、解決方案和測試評估的高新技術(shù)公司，產(chǎn)業(yè)分布于中國、英國、美國和加拿大?！?/p>

談到目前發(fā)展狀況，王健博士說：“慧拓智能把無人駕駛首先在特定場景下落地，在2017年初就與世界工程機械排名前十的國內(nèi)大型集團企業(yè)達成了面向無人礦山量產(chǎn)的戰(zhàn)略合作，做無人礦山機械及管控平臺。同時，公司也與國內(nèi)主流整車廠簽署了量產(chǎn)無人駕駛物流商用車的合作。公司也在與其他整車廠和大型能源公司以及華為、移動、聯(lián)通等移動互聯(lián)網(wǎng)公司洽談合作，進一步完善整體運營方案。”