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，“第三屆智能汽車技術(shù)國(guó)際論壇暨創(chuàng)新展”集合諸多行業(yè)專家、學(xué)者針對(duì)此話題展開(kāi)深入探討，蓋世汽車將論壇中部分演講進(jìn)行梳理，以饗以內(nèi)。

清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(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)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊殿閣教授關(guān)于“智能車環(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)合智能車的發(fā)展歷史跟大家探討一下智能車的環(huán)境感知技術(shù)對(duì)智能車發(fā)展的驅(qū)動(dòng)。

我們首先看一下智能汽車的發(fā)展歷史，大家在互聯(lián)網(wǎng)上搜索智能汽車、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，在一輛轎車基礎(chǔ)上面做了“無(wú)人”駕駛汽車。大家知道今天討論的是車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，不能稱之為自動(dòng)駕駛的車。第一代自動(dòng)駕駛車，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，這個(gè)車實(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，它的環(huán)境感知能力是比較弱的，車輛的導(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)人車技術(shù)進(jìn)入新的階段。在80年代，慕尼黑在奔馳轎車上面基于計(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，這個(gè)車很有名，很多人看過(guò)這一張圖，豐田在這個(gè)車上使用了雷達(dá)、使用了計(jì)算機(jī)視覺(jué)、車道保持等很多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)車具備更多環(huán)境感知的能力，車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，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，在電動(dòng)車技術(shù)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的無(wú)人智能電動(dòng)車，我們要理解到，就是說(shuō)對(duì)智能車的發(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，除了跟我們智能車技術(shù)相關(guān)以外，新能源車在里面也起到了非常重要的推動(dòng)作用。

對(duì)智能車來(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。

我們汽車企業(yè)、行業(yè)對(duì)智能車相對(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，我專門截了下來(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，他把智能車起名為摯途，我想體現(xiàn)了我們?cè)诠タ酥悄苘?、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，這代表汽車零部件公司、汽車電子公司，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)專家提到IEEE的預(yù)測(cè)，IEEE的預(yù)測(cè)比我們汽車廠商更加樂(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。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、車道保持、輔助泊車、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)人車的發(fā)展。我們下面看看無(wú)人車的關(guān)鍵技術(shù)。[!--empirenews.page--]

首先看一下無(wú)人車智能汽車的相關(guān)定義，很早的時(shí)候百度在百科里面用的定義是這個(gè)，最近已經(jīng)換掉了。這個(gè)定義是什么?定義的是在普通汽車的基礎(chǔ)上面通過(guò)增加先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器，使這個(gè)車具備智能的環(huán)境感知能力，自動(dòng)分析汽車行駛的安全狀態(tài)和危險(xiǎn)狀態(tài)，按照人的意志到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的新一代汽車。下面這個(gè)圖更容易理解，智能網(wǎng)聯(lián)汽車做到三個(gè)事情：替代人的眼睛、耳朵、有先進(jìn)的中央決策系統(tǒng)替代人的大腦、執(zhí)行系統(tǒng)替代人的手腳。這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，智能汽車關(guān)鍵技術(shù)分三大部分：環(huán)境感知技術(shù)、中央決策技術(shù)、底層控制技術(shù)。

反過(guò)來(lái)看底層控制技術(shù)，汽車行業(yè)做了這么多年，對(duì)我們汽車零部件廠商，底層的控制系統(tǒng)是比較放心的。對(duì)于無(wú)人車來(lái)講，這些控制系統(tǒng)能夠功能實(shí)現(xiàn)，能夠不斷地完善，九到十年是沒(méi)有問(wèn)題的。所有人知道對(duì)于無(wú)人車來(lái)講主要的困難決定在哪?中央決策系統(tǒng)。對(duì)于人來(lái)講，駕駛汽車，我們說(shuō)會(huì)不斷學(xué)習(xí)，遇到各種各樣的情況會(huì)不斷學(xué)習(xí)，遇到各種意外的情況有應(yīng)急的處理措施。最關(guān)鍵的一點(diǎn)人其實(shí)可以犯錯(cuò)的，比如說(shuō)你撞了人或者出了交通事故是你負(fù)責(zé)任，但背后是一套完善的法律體系做保障。這一套法律體系用了一百年的時(shí)間建立起來(lái)，一整套的完整的環(huán)節(jié)做后面的支撐體系。但對(duì)于無(wú)人車來(lái)講，恰恰缺乏的是這個(gè)。對(duì)于無(wú)人車，它對(duì)環(huán)境、對(duì)各種各樣的路況、交通事故，如果不能做到預(yù)知，遇到就不知道怎么處理。我們說(shuō)谷歌公司、百度公司的加入讓我們智能車有一定的智能學(xué)習(xí)的能力，但我們想這個(gè)能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，現(xiàn)在恐怕連5歲、8歲的小朋友能力都不到，別談到18歲成熟的人的能力。最關(guān)鍵無(wú)人車遇到意外情況的時(shí)候不知道怎么處理，這時(shí)候出了交通事故，背后法律體系的保障是不完善的。中央決策一定是無(wú)人車發(fā)展過(guò)程當(dāng)中非常大的瓶頸，這個(gè)瓶頸想要克服，一定要通過(guò)環(huán)境感知系統(tǒng)的加強(qiáng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。環(huán)境感知系統(tǒng)，如果無(wú)人車行駛過(guò)程中環(huán)境感知能力超出人的感知能力，除了汽車行駛過(guò)程中對(duì)周圍所有環(huán)境信息做到全息感知以外，做到超視覺(jué)、超視野的感知，很多的危險(xiǎn)是可以提前避免的，避免一些復(fù)雜情況的出現(xiàn)，這時(shí)候我們說(shuō)才有可能，中央系統(tǒng)處于比較簡(jiǎn)單的狀況。

所以對(duì)于無(wú)人車，今后十年的發(fā)展，中央決策技術(shù)、環(huán)境感知技術(shù)這兩部分是我們很重要的挑戰(zhàn)。

我在這選了美國(guó)高速公路管理局關(guān)于智能汽車定義的分類，選擇它主要是因?yàn)閺母骷?jí)變化的時(shí)候，哪些技術(shù)上面取得突破，給了一些相關(guān)的條件。我們現(xiàn)在智能車的水平更多處在二三級(jí)別，部分的智能駕駛向有條件智能駕駛的過(guò)渡階段，關(guān)鍵需要突破的技術(shù)恰恰是環(huán)境感知能力的提升和中央決策技術(shù)的提升。

智能車的環(huán)境感知技術(shù)分為自主式的環(huán)境感知，加裝雷達(dá)、攝像頭都是自主式的環(huán)境感知。通過(guò)上午姚教授介紹的車路協(xié)同，協(xié)同式的環(huán)境感知。未來(lái)，一定是二者結(jié)合，通過(guò)協(xié)同式環(huán)境感知加上自主式的環(huán)境感知，車輛行駛過(guò)程當(dāng)中對(duì)周圍環(huán)境有一個(gè)很好的了解。

自主式的環(huán)境感知又有不同的觀點(diǎn)，以谷歌公司為主的，更喜歡用的是LIDAR這種，大家知道LIDAR非常貴。最近推出了一個(gè)更便宜一點(diǎn)的16線的LIDAR。LIDAR系統(tǒng)昂貴的價(jià)格阻礙了這個(gè)大批量產(chǎn)業(yè)化的很重要的瓶頸。

不僅是奔馳、奧迪、大陸系的公司，更多的是把計(jì)算機(jī)視覺(jué)和雷達(dá)技術(shù)融合在一起，更好的實(shí)現(xiàn)車輛低成本對(duì)周圍環(huán)境的感知。

信息感知完了要做什么事情?不同的傳感器獲得信息，做信息融合以后，要做的一個(gè)事情，高精度地圖基礎(chǔ)上面做定量，車輛高精度定位，高精度定位基礎(chǔ)上面做什么?根據(jù)車輛行駛的目的地、任務(wù)，做車輛路徑和軌跡規(guī)劃。我們剛才在講汽車的中央控制、決策，中央控制決策在做什么呢?最核心的內(nèi)容其實(shí)就是在做軌跡的規(guī)劃，而且這個(gè)軌跡的規(guī)劃做什么?做車輛動(dòng)力學(xué)的輸入控制。汽車行駛過(guò)程中怎么走?這是對(duì)于智能汽車最關(guān)鍵的，要躲避所有的障礙，達(dá)到目的地，要知道每一步做什么事情。

針對(duì)這樣的工作，需要高精度地圖的支持。無(wú)人車環(huán)境下面，高精度地圖和傳統(tǒng)地圖已經(jīng)完全不是一個(gè)概念了。整個(gè)地圖的建模、地圖的信息，包括整個(gè)對(duì)地圖感知的方式都會(huì)發(fā)生徹底的改變，這樣的地圖當(dāng)中，右圖當(dāng)中看到每一個(gè)固定的建筑物、標(biāo)識(shí)都可能成為定位輔助。

要解決對(duì)無(wú)人車中央決策、軌跡決策的問(wèn)題，我們從會(huì)場(chǎng)到虹橋火車站，首先還是要路網(wǎng)級(jí)的信息，要知道哪一個(gè)地方堵車，什么地方不堵，車要走哪些路。這個(gè)對(duì)無(wú)人車是不夠的，還需要知道任何一個(gè)時(shí)間、任何一個(gè)時(shí)刻在哪一條車道上面。不僅要知道車道，還要知道在路上行駛的周圍所有的障礙物、潛在的障礙物，這個(gè)時(shí)候選擇的路徑是什么。

我們看到在高精度地圖上面，如果說(shuō)這是駕駛員看到的視野，右側(cè)在高精度定位出你車的位置。在這樣的地圖上面車走的車道，這還不夠，通過(guò)你的環(huán)境感知系統(tǒng)知道你周圍所有的障礙物的基礎(chǔ)上，在這個(gè)路上面規(guī)劃出車輛行駛的路徑。講到這里，今天最想講的一個(gè)觀點(diǎn)，前面介紹的所有的內(nèi)容在說(shuō)什么呢?就是在講高精度地圖、高精度定位。大家對(duì)地圖、導(dǎo)航、定位都有自己的認(rèn)識(shí)，每個(gè)人手上都有手機(jī)，都有導(dǎo)航，汽車廠商以前認(rèn)為導(dǎo)航很重要，但不是最核心的技術(shù)，但對(duì)于智能汽車、無(wú)人汽車來(lái)講，我們說(shuō)地圖定位、導(dǎo)航，已經(jīng)不是傳統(tǒng)的定位導(dǎo)航了，是整個(gè)智能汽車最核心的部分，涉及到的是什么?智能汽車中央控制決策。智能汽車真正怎么走?未來(lái)十年二十年里面最大的瓶頸技術(shù)就在這個(gè)地方，大家看一下，比如說(shuō)2015年歐洲，大眾、奔馳、寶馬做了什么事情?收購(gòu)了Here。2015年 4月份Uber宣布做智能車以后，兩個(gè)月之后購(gòu)買了一個(gè)地圖團(tuán)隊(duì)。大家如果說(shuō)看今年1月份通用和Mobileye做的什么事情，宣布做高精度地圖，基于 Mobileye技術(shù)來(lái)制作高精度地圖的采集。我們?cè)倏幢热缯f(shuō)豐田公司，豐田公司很少談智能車，今年1月份重點(diǎn)談的是什么?面向智能汽車做的高精度地圖。我們看到世界上所有大的汽車公司，包括百度、谷歌，為什么能做智能車?因?yàn)橛袕?qiáng)大的地圖數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但我們可以看到中國(guó)的汽車行業(yè)對(duì)高精度地圖、高精度定位和導(dǎo)航的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如國(guó)外大的汽車公司，但這些恰恰是我們智能汽車非常核心的關(guān)鍵技術(shù)。如果這些技術(shù)不突破、這些技術(shù)不掌握在自己手里面，將來(lái)你說(shuō)開(kāi)發(fā)出很好的智能汽車，這個(gè)還是值得猶豫的。所以非常希望我們國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)對(duì)今天我們?cè)谧钠髽I(yè)包括各位專家所做的事情予以更多的重視。[!--empirenews.page--]

最后一部分給大家簡(jiǎn)單介紹一下我們的一些工作，剛才小伙子已經(jīng)舉過(guò)牌子了，我非常簡(jiǎn)單地過(guò)一下。這是我們跟姚教授承擔(dān)的863車路協(xié)同的專項(xiàng)，這是河北一個(gè)演示項(xiàng)目，做車輛環(huán)境感知的增強(qiáng)，識(shí)別行人、識(shí)別看不見(jiàn)的障礙物。這是我們跟長(zhǎng)安的合作，在室內(nèi)環(huán)境下面基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)的車輛自動(dòng)駕駛。這是長(zhǎng)安跟我們自動(dòng)化系合作，在無(wú)錫去年參加無(wú)人車大賽。這是我們跟北京一個(gè)公司合作，跟國(guó)內(nèi)一個(gè)車廠合作，北京車展期間這個(gè)車也有展出，做到無(wú)人車相關(guān)的開(kāi)發(fā)工作。

我的介紹工作就到這里。

謝謝大家!