2月20-21日,2019全球第二屆自動(dòng)駕駛論壇在武漢舉辦,本次論壇以“智能駕駛 改變未來”為主題。清華大學(xué)汽車工程系主任楊殿閣發(fā)表了主題演講,演講內(nèi)容如下。
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo),各位嘉賓,今天非常高興在這里跟大家有一個(gè)相聚的機(jī)會(huì),也非常感謝組委會(huì)提供了這樣的機(jī)會(huì)。
今天我的匯報(bào)主要有四部分內(nèi)容,第一部分是從個(gè)人的角度來談一談對(duì)于智能汽車技術(shù)變革的理解,第二部分想講講智能汽車跟自動(dòng)駕駛地圖的關(guān)系,第三部分講中國的自動(dòng)駕駛地圖發(fā)展的現(xiàn)狀,第四部分想介紹一下我們中國的自動(dòng)駕駛地圖工作組的一些工作情況。
汽車從1886年誕生到現(xiàn)在135年時(shí)間,這是一個(gè)穩(wěn)定的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。但現(xiàn)在我們所有人都看到,汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生一場(chǎng)劇變:傳統(tǒng)汽車企業(yè)正在轉(zhuǎn)型,同時(shí)大量的新興企業(yè)正在切入傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè),比如谷歌、蘋果、優(yōu)步,中國的百度、騰訊、阿里和滴滴等,這些企業(yè)都是新興勢(shì)力的代表,與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān),代表未來。當(dāng)所有的這些企業(yè)在不約而同集體切入傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)時(shí),我們說一定有一股特別巨大的力量推動(dòng)著這些企業(yè)在做這件事情,這種力量一定是一種革命性的力量。從另外一個(gè)角度可以得到一個(gè)印證,大家也可以看到世界各國歐洲、美國、日本,包括到中國,政府層面都高度重視這件事情,把智能汽車上升到國家層面,從國家的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策的角度來推動(dòng)發(fā)展。所以我們汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生一場(chǎng)巨大的技術(shù)變革。
這場(chǎng)技術(shù)變革的典型特征就是新四化,汽車的電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化,當(dāng)然也有人會(huì)用低碳化來代替電動(dòng)化,在新四化的背后,我們說是能源的技術(shù)革命,人工智能、大數(shù)據(jù)、共享經(jīng)濟(jì)等新技術(shù)的進(jìn)步力量推動(dòng)。新四化帶來的不僅僅是汽車產(chǎn)業(yè)的巨大的變革,它也是未來交通出行方式的變革。特別是隨著高級(jí)別的自動(dòng)駕駛,特別是無人駕駛來臨的時(shí)候,改變的不僅僅是汽車的擁有和使用的方式,交通基礎(chǔ)設(shè)施,交通管理,交通相關(guān)的法律法規(guī),這一系列的內(nèi)容都需要發(fā)生改變,整個(gè)交通體系都需要被重構(gòu)。
衣食住行是人類的四大基本需求,當(dāng)交通出行方式改變時(shí),整個(gè)社會(huì)形態(tài)會(huì)發(fā)生巨大的改變。所以我們說智能汽車帶來的不僅是汽車產(chǎn)業(yè)的一個(gè)變革,也是未來交通出行的重構(gòu),也是未來社會(huì)形態(tài)重要的變化的機(jī)會(huì)。
說到這里,大家都會(huì)想無人駕駛到底什么時(shí)間點(diǎn)會(huì)實(shí)現(xiàn)呢?大家平時(shí)在看很多互聯(lián)網(wǎng)的文章,有些企業(yè)宣稱L4、L5的自動(dòng)駕駛很快就要面試了,給大家的一個(gè)感覺,無人駕駛時(shí)代很快就要來臨一樣。但是真實(shí)的情況不是這樣子的?
根據(jù)美國斯坦福大學(xué)的預(yù)測(cè),真正實(shí)現(xiàn)L4的高級(jí)別自動(dòng)駕駛,節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在2020到2025年,而且最先是在卡車、共享出租車等專用車輛上實(shí)現(xiàn)。對(duì)私家車而言,L4級(jí)的自動(dòng)駕駛應(yīng)該在2030年左右的節(jié)點(diǎn),而L5的自動(dòng)駕駛至少要等到2035年以后。
結(jié)合中國的實(shí)際情況,L1-L2的自動(dòng)駕駛已經(jīng)開始規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,到2025年預(yù)計(jì)50%的新車將具備L1-L2的自動(dòng)駕駛功能,到2030年,我們的基本上所有的新車都會(huì)具備L1-L2級(jí)自動(dòng)駕駛,那就意味著如果到2030年,你在車上不具備輔助駕駛的功能,你的車將賣不動(dòng)。
L4級(jí)自動(dòng)駕駛是區(qū)域有條件的無人駕駛,預(yù)計(jì)在2020到2025這個(gè)期間,特別是在奧運(yùn)會(huì)之后開始真正的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。我國北京2022年的冬季奧運(yùn)會(huì)將是一個(gè)很好的自動(dòng)駕駛的展示舞臺(tái)。L4級(jí)自動(dòng)駕駛將首先在專用車輛,在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,比如說公交、礦山、港口,然后包括一些園區(qū)的無人駕駛,但是真正的成熟的L4級(jí)自動(dòng)駕駛商業(yè)模式的成熟期應(yīng)該在2030到2035年。
針對(duì)L5級(jí)的無條件無人自動(dòng)駕駛,未來一定能夠?qū)崿F(xiàn),不過時(shí)間將非常久遠(yuǎn),道路將非常曲折,L5級(jí)自動(dòng)駕駛的成熟商業(yè)模式預(yù)計(jì)到2045-2050年左右才能實(shí)現(xiàn)。
L5級(jí)無人駕駛實(shí)現(xiàn)為什么會(huì)需要這么長(zhǎng)的時(shí)間呢?我們來分析一下不同自動(dòng)駕駛技術(shù)背后的推動(dòng)力量。大家注意,就是L1-L3級(jí)自動(dòng)駕駛的真正推動(dòng)方是汽車企業(yè)和零部件公司,應(yīng)對(duì)的是消費(fèi)者的需求,消費(fèi)者需要輔助駕駛技術(shù)減輕駕駛壓力,提升行車安全。在這種商業(yè)模式下,成本是一個(gè)非常重要的因素,因?yàn)檐囘€是要賣給終端用戶的,用戶是否愿意出錢購買這個(gè)功能是技術(shù)落地的重要決定因素。這也決定了L1-L3自動(dòng)駕駛必定會(huì)采用以視覺和毫米波雷達(dá)為主的低成本方案,對(duì)這個(gè)級(jí)別的自動(dòng)駕駛,用戶只要能接受就能落地。
L4級(jí)自動(dòng)駕駛是場(chǎng)景及運(yùn)營(yíng)需求驅(qū)動(dòng),車企開發(fā)L4級(jí)汽車將不是賣給個(gè)人用戶,而是賣給運(yùn)營(yíng)方。運(yùn)營(yíng)方真正在意的是能否滿足運(yùn)營(yíng)需求以及運(yùn)營(yíng)所帶來的收益。比如說在港口,有300輛貨車,有400到500個(gè)司機(jī),一年幾千萬的工資投入,如果L4級(jí)無人駕駛上來,一年可以節(jié)省幾千萬工資嘔吐突入,這就是運(yùn)營(yíng)帶來的收益,這種條件下,車即使增加了一些成本,只要能滿足運(yùn)營(yíng)需求就能落地。
但是L5級(jí)無條件的無人自動(dòng)駕駛的市場(chǎng)需求推動(dòng)方并不明確?針對(duì)交通安全和交通效率帶來的巨大收益,可能政府會(huì)很關(guān)心L5的大規(guī)模應(yīng)用,政府確實(shí)會(huì)去推動(dòng)這件事情。但政府不是一個(gè)商業(yè)主體,難以形成有效的市場(chǎng)推動(dòng)力量。所以這也注定了L5級(jí)自動(dòng)駕駛需要更長(zhǎng)的時(shí)間去落地。
汽車從駕駛輔助到無人駕駛,從感知到?jīng)Q策、控制、架構(gòu)、車聯(lián)網(wǎng)、信息安全、自動(dòng)駕駛地圖、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和測(cè)試驗(yàn)證,有很多關(guān)鍵技術(shù)需要突破。我今天在所有共性關(guān)鍵技術(shù)里面重點(diǎn)就講我們自動(dòng)駕駛地圖這部分內(nèi)容。
首先來看一下自動(dòng)駕駛地圖和智能汽車的關(guān)系。針對(duì)5個(gè)級(jí)別的自動(dòng)駕駛,L1-L2級(jí)ADAS系統(tǒng),最多使用亞米級(jí)的ADAS地圖就可以了,地圖只是一個(gè)選項(xiàng)。到L3級(jí)自動(dòng)駕駛,除了ADAS地圖,可能會(huì)用到HD MAP,但不是必須的。但如果是到了L4級(jí)自動(dòng)駕駛,厘米級(jí)高精度自動(dòng)駕駛地圖則是必須的。到L5級(jí)自動(dòng)駕駛,自動(dòng)駕駛地圖不僅是必須的,還必須是實(shí)時(shí)自動(dòng)更新。
我們?cè)倏匆幌萝囕d電子地圖的發(fā)展歷史,從上世紀(jì)80年代電子地圖產(chǎn)生,地圖的精度是在一百米左右。到上世紀(jì)的90年代,隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展,地圖精度得到大幅度提高,精度提升到5米到10米,本世紀(jì)初開始出現(xiàn)ADAS的map,地圖增加了道路的坡度、曲率等,到2012年后,開始出現(xiàn)高精度的自動(dòng)駕駛地圖。與傳統(tǒng)地圖相比,自動(dòng)駕駛地圖不僅是位置和形狀精度大大提高,更為關(guān)鍵的是地圖結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及體系都發(fā)生了巨大的變化,地圖從給司機(jī)使用,變?yōu)榻o自動(dòng)駕駛的計(jì)算機(jī)使用。
自動(dòng)駕駛地圖應(yīng)該是什么樣子?這是去年我們自動(dòng)駕駛技術(shù)工作組提出的一個(gè)7層模型,與日本的四層模型相比,我們的模型更加完善。在這個(gè)模型里面,傳統(tǒng)的道路級(jí)的地圖數(shù)據(jù)在里面依然是很重要的一層,也就是說傳統(tǒng)路網(wǎng)數(shù)據(jù)是自動(dòng)駕駛地圖的一部分,在此基礎(chǔ)上,要有高精度的車道級(jí)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上,要有一層高精度的道路環(huán)境3D數(shù)據(jù),此外還需要有一層數(shù)據(jù)兼容實(shí)時(shí)的環(huán)境感知信息,叫動(dòng)態(tài)障礙物層。第七層信息,與駕駛員相關(guān),部分與駕駛決策相關(guān)的信息會(huì)存在地圖里。傳統(tǒng)地圖可能每公里只是幾十K的數(shù)據(jù),但是到自動(dòng)駕駛地圖的時(shí)候,每公里可能是幾百兆,當(dāng)時(shí)1G的數(shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)更新的頻率也發(fā)生了很大的變化。傳統(tǒng)的路網(wǎng)數(shù)據(jù)是按月來更新的,動(dòng)態(tài)交通信息是按分鐘來更新的。將來自動(dòng)駕駛地圖真正要更新的時(shí)候?qū)⑹前疵雭碛?jì)算的。
自動(dòng)駕駛地圖是智能汽車決策的關(guān)鍵數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。整個(gè)智能駕駛地圖我們可以看做是一個(gè)超級(jí)的地圖容器,它本身也是一個(gè)巨大的傳感器,它會(huì)把所有的感知信息融合在自動(dòng)駕駛地圖上,形成一個(gè)虛擬的行駛環(huán)境,在虛擬的行駛環(huán)境里面進(jìn)行感知、認(rèn)知和理解,進(jìn)而根據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)來規(guī)劃出自己的行駛的路線,再把行駛的路線變成車輛運(yùn)動(dòng)的軌跡,再把這個(gè)軌跡變成它的油門,方向盤和剎車的信號(hào),在控制車輛的行駛,實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛。所以我們可以看到在這個(gè)過程中,自動(dòng)駕駛地圖是非常重要的,是整個(gè)自動(dòng)駕駛大腦的核心。
下面給大家介紹一下中國自動(dòng)駕駛地圖的進(jìn)展。近年來,地圖產(chǎn)業(yè)涌入了很多的新的進(jìn)入者,除了傳統(tǒng)的圖商,新增了很多新的創(chuàng)業(yè)企業(yè),互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、汽車零部件企業(yè)以及整車企業(yè)。根據(jù)我們工作組的調(diào)研和統(tǒng)計(jì),國內(nèi)百度、四維和高德等幾家傳統(tǒng)圖商在自動(dòng)駕駛地圖的發(fā)展過程中還是領(lǐng)先的,起著主導(dǎo)的作用,整個(gè)地圖數(shù)據(jù)的制作加工上面也是處于領(lǐng)先的。目前這三家圖商,自動(dòng)駕駛地圖基本都采集了30萬公里左右,覆蓋了高速路、大城市的環(huán)路。預(yù)計(jì)在2020年左右可以覆蓋主要的城市道路。在數(shù)據(jù)的采集加工制作方面,這幾家圖商除了進(jìn)口一些高精度采集設(shè)備以外,基本上也都具備自主開發(fā)測(cè)量設(shè)備的能力。從地圖數(shù)據(jù)的加工上,地圖的自動(dòng)化加工技術(shù)和能力也得到了大幅度的提升,AI技術(shù)在地圖加工中發(fā)揮了重要的作用。
最后給大家介紹一下我們自動(dòng)駕駛技術(shù)工作組的一些工作。在2018年4月份,在中國汽車工程學(xué)會(huì)協(xié)會(huì)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)盟的支持下,成立了自動(dòng)駕駛地圖工作組。工作組由學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)和聯(lián)盟指導(dǎo),清華大學(xué)和國汽牽頭組織,目前成員單位已經(jīng)有38家企業(yè),包括整車企業(yè),零部件企業(yè),圖商。工作組的一個(gè)重要任務(wù)就是對(duì)接ISO,歐洲的OADF和NDS,以及日本的DMP。推動(dòng)中國自動(dòng)駕駛地圖標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。在地圖工作組成立后,我們啟動(dòng)了三個(gè)方面的課題研究:一個(gè)是自動(dòng)駕駛地圖的標(biāo)準(zhǔn)體系,一個(gè)是自動(dòng)駕駛地圖政策法規(guī)如偏轉(zhuǎn)問題,一個(gè)是中國自動(dòng)駕駛地圖的技術(shù)路線圖。在過去的一年中我們開了兩次的工作組的內(nèi)部會(huì)議,舉辦了兩次大的學(xué)術(shù)交流活動(dòng),在工程院、學(xué)會(huì)和協(xié)會(huì)的支持下,與國家政府部門就有關(guān)自動(dòng)駕駛地圖測(cè)繪及出版發(fā)行、插件和偏轉(zhuǎn)等問題進(jìn)行了探討交流。由于保密原因,中國的車載地圖使用過程中有很多的限制,地圖數(shù)據(jù)精度是有限的,而且是經(jīng)過加密偏轉(zhuǎn)的,同時(shí)地圖數(shù)據(jù)中沒有高程和曲率等信息,而這些信息對(duì)自動(dòng)駕駛是非常重要的。
后面我們自動(dòng)駕駛地圖工作組也將重點(diǎn)圍繞這三方面開展工作。一個(gè)很重要的一個(gè)工作是我們希望能夠解決自動(dòng)駕駛地圖的出版發(fā)行,這涉及解決審圖問題,解決加密插件問題等。同時(shí)我們自動(dòng)駕駛地圖還可能會(huì)涉及眾包采集問題,如何推進(jìn)眾包采集自動(dòng)駕駛地圖,這也將是我們工作組后面重點(diǎn)要推進(jìn)的一個(gè)工作。
工作組還將重點(diǎn)推動(dòng)我們中國的自動(dòng)駕駛地圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。自動(dòng)駕駛地圖應(yīng)該有哪些標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)該怎么去起草?什么時(shí)間起草,標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容如何確定。我們?cè)趺慈ジ鶱DS地圖標(biāo)準(zhǔn)兼容,怎么去跟DMP兼容?當(dāng)然里面還有一些剛才提到的地圖在線更新,地圖分包采集等。
除數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)外,自動(dòng)駕駛地圖中還隱藏著車輛安全問題,我們現(xiàn)在的地圖里頭有一個(gè)插件,這個(gè)插件是我們09年的時(shí)候引入的,根本沒有車輛安全等級(jí)的考慮。這就意味著不管是什么級(jí)別的車控軟件,只要加了這個(gè)插件進(jìn)來以后,安全等級(jí)立馬就掉下來了,滿足不了汽車的控制的使用要求,這也是一個(gè)很重要的問題,這也是我們工作組正在推動(dòng)的一些工作。
剛才介紹的這些工作,大家也可以看到,所有的這些工作恐怕不是任何一個(gè)企業(yè)自己能做的,也不是我們清華大學(xué)自己能做的,這些事情是需要全行業(yè)去做的,就像今天比如我們?cè)谧?00多人,如果每個(gè)人有自己的聲音,500多個(gè)聲音,政府都不知道該聽誰的,但如果500多個(gè)人凝聚在一起,統(tǒng)一起來用一個(gè)聲音發(fā)聲,國家就知道你整個(gè)行業(yè)的訴求是什么。所以這也是我們自動(dòng)駕駛工作組的很重要的一個(gè)目的,希望凝聚全行業(yè)的力量來推動(dòng)這件事情的發(fā)展,我們其他的智能汽車相關(guān)技術(shù)也是希望用這樣的方式去發(fā)展,整車企業(yè)、零部件企業(yè)、ICT企業(yè)和科研院所,跨界融合,協(xié)同創(chuàng)新,聯(lián)手實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛共性關(guān)鍵技術(shù)的突破,建立自動(dòng)駕駛關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐,構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境,全面推動(dòng)自動(dòng)駕駛應(yīng)用落地和產(chǎn)業(yè)化,在此過程中提升中國汽車產(chǎn)業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,助力中國汽車強(qiáng)國夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)。
我的匯報(bào)就到這里,謝謝大家的傾聽。
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原文標(biāo)題:清華大學(xué)汽車工程系主任楊殿閣:智能汽車與自動(dòng)駕駛地圖
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