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12月13日，一場(chǎng)面向汽車未來產(chǎn)業(yè)的技術(shù)賽事——中國(guó)智能汽車大賽（CIVC 2017）剛剛在上海落下了帷幕。
其中的無人駕駛組參賽車隊(duì)中，一輛外形不太一樣的小車吸引了很多人的目光。這輛名叫Autolabor Pro1的智能車平臺(tái)，在一個(gè)不到一米見方的車載面板上部署了包括激光雷達(dá)、GPS定位天線以及計(jì)算控制單元等在內(nèi)的多個(gè)設(shè)備，并依賴這套方案，在本屆CIVC賽事的無人駕駛組中斬獲了三等獎(jiǎng)。
（在即將到來的 CES 2018 之后，雷鋒網(wǎng)將在美國(guó)科技的大本營(yíng)硅谷舉辦 GAIR 硅谷智能駕駛峰會(huì)。目前早鳥票依然開放預(yù)訂中，早鳥票將于太平洋時(shí)間 2017 年 12 月 24 日 23 時(shí) 59 分結(jié)束。本次峰會(huì)將有數(shù)十家中美兩地頂尖的自動(dòng)駕駛團(tuán)隊(duì)在峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)演講分享，此外將有近百家自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈公司在現(xiàn)場(chǎng)交流。詳情請(qǐng)?jiān)L問 https://gair.leiphone.com/gair/gairsv2018。）
除了在學(xué)術(shù)和賽事舞臺(tái)活躍，Autolabor Pro1其實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)落地。在Autolabor Pro1背后，是清華張新鈺帶隊(duì)的猛獅團(tuán)隊(duì)（主要面向無人駕駛微型車平臺(tái)開展研究），以及其成果孵化的北京華清智能科技有限公司。清華猛獅是由中國(guó)無人駕駛泰斗、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，以“駕駛腦”技術(shù)享譽(yù)業(yè)界的李德毅院士指導(dǎo)的清華大學(xué)智能駕駛團(tuán)隊(duì)。
Autolabor Pro1的設(shè)計(jì)初衷，在于乘用車等大型無人駕駛平臺(tái)的技術(shù)和市場(chǎng)尚未做好準(zhǔn)備的當(dāng)下，以微型無人駕駛平臺(tái)切入，為技術(shù)的迭代和早期商用化找到突破口。
據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，目前，該平臺(tái)已經(jīng)可用于圖像識(shí)別、智能駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)、無人駕駛系統(tǒng)、智能機(jī)器人與群體智能等項(xiàng)目的驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)。除此之外，近期業(yè)界廣泛談及的低速場(chǎng)景物流也是Autolabor Pro1的重要應(yīng)用方向之一。
那么，Autolabor Pro1還有哪些值得一提的技術(shù)特性，微型無人駕駛平臺(tái)的應(yīng)用前景如何？日前，雷鋒網(wǎng)新智駕走訪了Autolabor Pro1背后的技術(shù)帶隊(duì)人張新鈺以及華清智能CEO朱雅鴻，帶來了關(guān)于微型車平臺(tái)的更多信息。
Autolabor Pro1是一款室內(nèi)外均可流暢作業(yè)的機(jī)器人移動(dòng)底盤，具有強(qiáng)通過、高負(fù)載、高精度、高擴(kuò)展、動(dòng)力足和續(xù)航長(zhǎng)等特點(diǎn)，可跨平臺(tái)開發(fā)，支持多種應(yīng)用場(chǎng)景。
相對(duì)于同行業(yè)的其他無人駕駛汽車測(cè)試平臺(tái)，Autolabor Pro1搭建的初衷主要基于如下因素：
大平臺(tái)價(jià)格昂貴。一個(gè)成型大平臺(tái)的成本大概需要150-200萬人民幣，很不利于相關(guān)技術(shù)的研究。
安全保障還未完全成熟。目前無人駕駛在安全性方面存在一定風(fēng)險(xiǎn)，碰撞還不可絕對(duì)避免。
無人駕駛尚處起步階段，很多技術(shù)難題有待攻克，小型化平臺(tái)便于問題的分析和研究。
為了滿足研究需求，平臺(tái)必須具備一定的通過性、負(fù)載能力和精準(zhǔn)度，并能在真實(shí)道路上行駛。
產(chǎn)品特性
1、強(qiáng)通過，高負(fù)載
汽車動(dòng)力學(xué)模型一般包括Ackermann轉(zhuǎn)向、三輪轉(zhuǎn)向、兩輪差速轉(zhuǎn)向和四輪差速轉(zhuǎn)向。Ackermann轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)彎半徑最差，兩輪、四輪差速轉(zhuǎn)向可以原地轉(zhuǎn)向，但負(fù)載能力不如三輪轉(zhuǎn)向。為了兼顧負(fù)載和轉(zhuǎn)向靈活性，國(guó)內(nèi)其他廠商大多采用兩輪差速加萬向輪的方式，但這又導(dǎo)致通過性相對(duì)較差。為此，該平臺(tái)推出了新型設(shè)計(jì)，既保證了四輪差速轉(zhuǎn)向，同時(shí)負(fù)載能力也毫不遜色，可達(dá)50kg，而同類產(chǎn)品只能負(fù)載20kg。
2、高精度
為了保證整個(gè)平臺(tái)的裝配達(dá)到較高的精度，在機(jī)械設(shè)計(jì)、軟件研發(fā)和組裝方面完全自主。據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，無人駕駛平臺(tái)只有將上層軟件的動(dòng)力學(xué)模型和下層執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作工藝相互銜接，才能保證較高的精度。
3、高拓展
早期接觸客戶和自身研究時(shí)常常遇到以下問題：
很多底盤不提供大功率的外接電源。
目前無人駕駛領(lǐng)域中有很多軟件開發(fā)人員缺乏電子與機(jī)械方面的知識(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)一些專業(yè)技術(shù)性錯(cuò)誤，比如接插頭、傳感器的位置調(diào)節(jié)和簡(jiǎn)單機(jī)械制圖等。
為了保證產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單易行，在設(shè)計(jì)階段就考慮到高拓展性。用戶無需組裝、畫圖，直接接上插頭，擰緊螺絲，就可以把所有的傳感器安裝好，達(dá)到“即插即用”。
此外，該平臺(tái)集成了激光雷達(dá)、攝像頭、GPS等傳感器，以及云臺(tái)、機(jī)械臂、抓持器等附件設(shè)備?；谄脚_(tái)可實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃導(dǎo)航、障礙物避障等功能，適用于巡檢、抓取、智能駕駛、協(xié)同控制、計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的研究與應(yīng)用。
4、傳感器
在傳感器選配方面，通過一套比較靈活的機(jī)械構(gòu)建系統(tǒng)，基本上支持市面上自動(dòng)駕駛領(lǐng)域所有的傳感器，比如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、雙目攝像頭以及深度攝像機(jī)等。
5、智能硬件
與眾不同的是，該平臺(tái)提供了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速的硬件設(shè)備。在車載計(jì)算方面，目前大部分無人駕駛公司使用的是像1080P的高端顯卡進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。相比這種體積大、功耗高、價(jià)格貴的顯卡，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速設(shè)備更節(jié)約空間，計(jì)算速度更快，成本也更低。
6、系統(tǒng)搭建
該平臺(tái)提供了底層驅(qū)動(dòng)、基于ROS平臺(tái)的API接口，以及精準(zhǔn)的PID控制與運(yùn)動(dòng)模型，方便硬件集成和二次開發(fā)，并提供可對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制的手機(jī)APP。
7、可產(chǎn)品化系統(tǒng)
朱雅鴻透露，現(xiàn)在流行的ROS1.0和ROS2.0在設(shè)計(jì)思想和理念方面很多不適合商用，所以準(zhǔn)備開發(fā)另外一套可支持產(chǎn)品化的機(jī)器人系統(tǒng)，目前還在研發(fā)過程中。
8、跨平臺(tái)開發(fā)
可支持多種開發(fā)平臺(tái)，包括單片機(jī)、樹莓派、工控機(jī)和PC。用戶可直接使用已經(jīng)針對(duì)不同平臺(tái)設(shè)計(jì)好的動(dòng)力學(xué)模型和相應(yīng)軟件，不必再?gòu)牡讓娱_發(fā)。
現(xiàn)階段，該無人駕駛平臺(tái)主要用于小型車輛，若是擴(kuò)展到乘用車或者商用車，還需要在傳感器、激光雷達(dá)和圖像處理等方面做進(jìn)一步提升，畢竟大型車的控制系統(tǒng)更加復(fù)雜。
當(dāng)然這種小型平臺(tái)可以做到在封閉簡(jiǎn)單的場(chǎng)景中低速運(yùn)行，保證安全性，具有比乘用車更早落地的優(yōu)勢(shì)。既可做巡邏平臺(tái)，也可在工廠廠房里面代替人做一些簡(jiǎn)單工作。
針對(duì)低速無人駕駛的開發(fā)、送貨和送餐需求，除了底盤供應(yīng)，相關(guān)廠商（美團(tuán)、唯品會(huì)等）還需要什么樣的技術(shù)？張新鈺給出了不一樣的思考。
他表示，比較簡(jiǎn)單封閉的場(chǎng)景最有可能成為無人駕駛送貨車落地的地方。這要求移動(dòng)平臺(tái)或周圍環(huán)境具有
通過性，能在園區(qū)能無障礙地行走。
一定的重量，主要是防止能夠不讓別人偷。
安全性，盡量保障人少的環(huán)境。
針對(duì)送貨，由于主要發(fā)生在市內(nèi)，有時(shí)甚至要送貨上門，需要把室外和室內(nèi)技術(shù)相結(jié)合。在室外采用GPS和雷達(dá)定位；在室內(nèi)采用雷達(dá)和相機(jī)，并將二者信息融合。
針對(duì)送餐，可以室內(nèi)為主，既可保證高通過性，又具有安全性。目前團(tuán)隊(duì)已掌握了相關(guān)的一些技術(shù)，比如室內(nèi)建圖。
雷鋒網(wǎng)新智駕在此前對(duì)張新鈺的采訪中，曾經(jīng)提到識(shí)途和明途。這兩款實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也是由中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，以“駕駛腦”技術(shù)享譽(yù)業(yè)界的李德毅院士指導(dǎo)的猛獅團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。對(duì)于這兩款實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是否有跟其他公司合作或投入生產(chǎn)，朱雅鴻表示，機(jī)器人是門綜合性技術(shù)，目前有三個(gè)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)都在北京，加工廠在河北承德，所有的研發(fā)與生產(chǎn)都是自主的，從底層硬件設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)研發(fā)，到加工生產(chǎn)銷售。采用這種看似很笨的全方位操作，可以保證跟客戶充分考量彼此的需求，同時(shí)還能降低生產(chǎn)成本。截至目前，識(shí)途和明途已經(jīng)銷售幾百臺(tái)，客戶群體主要包括國(guó)內(nèi)大部分的知名高校、無人駕駛汽車公司和互聯(lián)網(wǎng)公司，如BAT、京東、大疆等等。
據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，目前市面上已經(jīng)有很多機(jī)器人平臺(tái)，對(duì)于Autolabor Pro1的不同之處，朱雅鴻說道：“Autolabor Pro1的有一個(gè)動(dòng)力學(xué)模型的底盤，其累計(jì)誤差可達(dá)1%-2%左右（大概移動(dòng)一百米才有一米左右的誤差），這個(gè)精準(zhǔn)度在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。在此基礎(chǔ)上，我們還正在自行設(shè)計(jì)一款特殊傳感器，可將誤差進(jìn)一步降低到千分之二左右?！?/span>
對(duì)于公司的戰(zhàn)略定位，朱雅鴻表示，公司是以產(chǎn)品為主導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注如何解決終端用戶的實(shí)際問題?，F(xiàn)階段，主要針對(duì)科研市場(chǎng)，為院校和技術(shù)研發(fā)公司提供解決方案；從長(zhǎng)遠(yuǎn)來講，Autolabor Pro1將做成一個(gè)機(jī)器人平臺(tái)，可以讓沒有機(jī)器人領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的人，能夠直接在這個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)或者其他算法研究。
他還透露，Autolabor 2.5是最近研發(fā)的產(chǎn)品，還在研發(fā)當(dāng)中，是一款基于ROS開發(fā)的室內(nèi)移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，支持樹莓派，支持可編程操作，可靈活配置傳感器等其他附件設(shè)備。該平臺(tái)支持室內(nèi)自主定位導(dǎo)航（SLAM），在沒有GPS信號(hào)環(huán)境中也可以完成地圖的繪制和較高精度的導(dǎo)航任務(wù)。
離好的自動(dòng)駕駛底盤還有多遠(yuǎn)？
清華大學(xué)張新鈺總結(jié)道：好的自動(dòng)駕駛底盤應(yīng)該具有安全性、性價(jià)比和舒適型；安全性第一，性價(jià)比第二，最后是舒適性，貨車還需要平順性。
從技術(shù)角度來說：剎車控制系統(tǒng)具有減速、緊急制動(dòng)功能，平均減速度范圍0~0.5g m/s^2，最大平均減速度>=0.5g m/s^2，響應(yīng)時(shí)間<100 ms，最大減速度實(shí)施時(shí)間<500ms，制動(dòng)釋放時(shí)間<100ms，油門控制功能響應(yīng)時(shí)間<100 ms。
轉(zhuǎn)向控制功能：具有左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、變速左轉(zhuǎn)、變速右轉(zhuǎn)和回正，響應(yīng)時(shí)間<50 ms，方向盤角度分辨率<1°。
具體到控制精度的話，油門剎車線性度好。剎車不響，延遲小。方向盤位置閉環(huán)好，又快又準(zhǔn)。
面對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，Autolabor Pro1的出現(xiàn)降低了實(shí)戰(zhàn)門檻，便于更多研究者進(jìn)入賽道，更快推動(dòng)大型自動(dòng)駕駛汽車的商業(yè)化。
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