3 天、21 支參賽車(chē)隊(duì)、19 公里——親歷中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽的24小時(shí)

本文作者：思佳

2017-11-30 21:45

導(dǎo)語(yǔ)：2017年，中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽已經(jīng)舉辦到第 9 屆，帶來(lái)了哪些新東西呢？

頭頂昂貴的“花盆”式激光雷達(dá)、后備箱巨大的計(jì)算設(shè)備、線路密集地布滿車(chē)內(nèi)，除了智能車(chē)挑戰(zhàn)賽，恐怕沒(méi)有哪一件事能把這么多近乎野蠻的“汽車(chē)機(jī)器人”聚在一起。

這是 2017 年 11 月 25 日，第 9 屆“中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽”（Intelligent Vehicle Future Challenge, 簡(jiǎn)稱 IVFC）真實(shí)道路比賽的開(kāi)幕現(xiàn)場(chǎng)，參賽車(chē)輛列隊(duì)備戰(zhàn)，它們馬上要證明的，是在完全無(wú)人干預(yù)情況下穿過(guò)單程 13 公里的快速高架道路，并應(yīng)對(duì)人工車(chē)流干擾、繳費(fèi)站路障等一系列難題之后自主駕駛能力。

在選手、觀眾們的一片嘈雜中，裁判長(zhǎng)王飛躍篤定地告訴現(xiàn)場(chǎng)媒體，“在自動(dòng)駕駛這條路上，中國(guó)從來(lái)都不是彎道超車(chē)，而是要在平行賽道上直道超車(chē)”。說(shuō)這話時(shí)，IVFC作為中國(guó)自動(dòng)駕駛的技術(shù)狂歡，到今年已經(jīng)跑到了第九年。

關(guān)于這場(chǎng)比賽

8 年前，也就是 2009 年，“中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽”在國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃“視聽(tīng)覺(jué)信息的認(rèn)知計(jì)算”項(xiàng)目下被創(chuàng)辦，它也是目前中國(guó)國(guó)內(nèi)啟動(dòng)時(shí)間最早、行業(yè)影響最大的無(wú)人車(chē)比賽。

多年來(lái)，挑戰(zhàn)賽的賽程也在不斷進(jìn)行調(diào)整和創(chuàng)新，從 2009 年第 1 屆相對(duì)簡(jiǎn)單的測(cè)試場(chǎng)景和自動(dòng)駕駛汽車(chē)們的“蹣跚學(xué)步”，到去年首次引入離線與真實(shí)道路的并行測(cè)試，今年，比賽還引入了真實(shí)交通流、復(fù)雜鄉(xiāng)村道路以及自動(dòng)駕駛路徑規(guī)劃、自主決策等新的考點(diǎn)。

具體，11 月 24 日為賽事首日，舉辦的是以考察環(huán)境感知算法實(shí)力為主的離線測(cè)試，25 日至 26 日則是實(shí)際道路上的真槍實(shí)戰(zhàn)：25 日考察高速公路場(chǎng)景，26 日考察城市道路場(chǎng)景。

據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，此次智能車(chē)挑戰(zhàn)賽的真實(shí)路況測(cè)試中，為了模擬自動(dòng)駕駛落地所面臨的幾大典型技術(shù)挑戰(zhàn)，如惡劣天氣、行車(chē)安全、隱私保護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施不完善、頻譜分配不足等，大賽特別設(shè)立了一些針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的“坎兒”。

例如據(jù)官方介紹，此次高速道路測(cè)試首次引入了真實(shí)交通車(chē)流，模擬高復(fù)雜度的行駛情況，并讓無(wú)人車(chē)對(duì)交通部門(mén)執(zhí)法者或公路安全人員的語(yǔ)音指令和手勢(shì)信號(hào)做出響應(yīng)；抑或是在車(chē)道標(biāo)識(shí)不清的情況下，考察無(wú)人車(chē)的安全駕駛能力，在沒(méi)有車(chē)道線、反光球或明確道路邊界的情況下，考察無(wú)人車(chē)的駕駛決策。

以上這些，還只是比賽重重挑戰(zhàn)中的一小部分，從離線到高速公路，再到城市道路，耗時(shí) 3 天，總時(shí)長(zhǎng)近 24 小時(shí)，到底發(fā)生了什么？雷鋒網(wǎng)新智駕從現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)了挑戰(zhàn)賽的實(shí)景。

Day 1：認(rèn)知能力離線測(cè)試

3 天、21 支參賽車(chē)隊(duì)、19 公里——親歷中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽的24小時(shí)

認(rèn)知能力離線測(cè)試是 IVFC 從 2016 年開(kāi)始引入的全新測(cè)試項(xiàng)目，沒(méi)有實(shí)車(chē)參與，只通過(guò)電腦完成，考察的主要是無(wú)人車(chē)的環(huán)境識(shí)別能力。

主要測(cè)試項(xiàng)目包括：前方車(chē)輛檢測(cè)、車(chē)道線檢測(cè)、前方車(chē)輛距離監(jiān)測(cè)、車(chē)道保持狀態(tài)監(jiān)測(cè)與交通信號(hào)檢測(cè)。將從準(zhǔn)確性和適應(yīng)性方面對(duì)參賽隊(duì)伍的識(shí)別算法進(jìn)行評(píng)測(cè)。

1、車(chē)道線檢測(cè)。要求無(wú)人車(chē)在不同交通場(chǎng)景視頻中識(shí)別常見(jiàn)的車(chē)道線位置并識(shí)別其線型。在真實(shí)交通場(chǎng)景中，車(chē)道線的線型主要有黃實(shí)線、黃虛線、白實(shí)線、白虛線四種。隊(duì)員們從抽簽得到的視頻數(shù)據(jù)中，利用預(yù)先編好的算法檢測(cè)出車(chē)道線的類型和位置。

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2、交通信號(hào)檢測(cè)。要求系統(tǒng)檢測(cè)出不同交通場(chǎng)景視頻中常見(jiàn)交通標(biāo)志和信號(hào)燈的位置并識(shí)別其類型。

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3、前方車(chē)輛檢測(cè)。要求無(wú)人車(chē)檢測(cè)不同交通場(chǎng)景視頻中的前方車(chē)輛，不區(qū)分車(chē)輛類型。

4、車(chē)道保持狀態(tài)檢測(cè)。要求系統(tǒng)基于給定交通場(chǎng)景視頻，對(duì)測(cè)試車(chē)輛在行駛中的車(chē)道保持狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

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5、前方車(chē)輛距離監(jiān)測(cè)。要求基于給定交通場(chǎng)景視頻，對(duì)與安全通行相關(guān)的多輛前方車(chē)輛的距離進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

上述5個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)有 100 組數(shù)據(jù)，每個(gè)參賽隊(duì)伍將隨機(jī)從中抽取多組形成數(shù)據(jù)合集，供自己的算法執(zhí)行運(yùn)算。最終，基于正檢數(shù)（識(shí)別正確）、誤檢數(shù)（識(shí)別錯(cuò)誤）以及漏檢數(shù)（未識(shí)別）三個(gè)重要指標(biāo)評(píng)分。

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*賽隊(duì)正在觀測(cè)檢測(cè)結(jié)果

很明顯，離線測(cè)試是針對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中感知模塊算法的考核，清華大學(xué)自動(dòng)化系副教授，也是本次離線賽事的專家組成員之一李力告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，此次測(cè)試所使用的數(shù)據(jù)集，來(lái)自團(tuán)隊(duì)從西安到常熟的沿路真實(shí)道路場(chǎng)景拍攝，包括高速和城市道路，數(shù)據(jù)集的形式包括圖像和點(diǎn)云。

另?yè)?jù)介紹，除了離線測(cè)試，在線測(cè)試還將涉及決策和控制層面，這是因?yàn)殡x線是無(wú)反饋的，是一個(gè)單向的識(shí)別過(guò)程，但在線測(cè)試可能會(huì)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行決策、反饋等復(fù)雜的互動(dòng)過(guò)程。李力還透露，明年賽程中可能會(huì)通過(guò)模擬器的介入，設(shè)置虛實(shí)互動(dòng)的更多測(cè)試場(chǎng)景。

Day 2：高速道路測(cè)試

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11 月 25 日的高速道路測(cè)試，為 IVFC 的真車(chē)實(shí)戰(zhàn)打了頭陣。

今年，來(lái)自高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的 21 支車(chē)隊(duì)，試圖在全程無(wú)人干預(yù)的情況下，穿越單程 13 公里的常熟三環(huán)高架路，同時(shí)像人類司機(jī)一樣解決路途中的突發(fā)狀況。據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，賽方為了模擬更真實(shí)的交通和高速路場(chǎng)景所設(shè)置的考點(diǎn)共 5 個(gè)，包括入口匝道、模擬收費(fèi)站、故障車(chē)輛、施工路段、以及匯入真人駕駛車(chē)流等。

考驗(yàn)從起點(diǎn)處就開(kāi)始了，當(dāng)匝道入口信號(hào)燈變綠時(shí)，無(wú)人車(chē)需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成出發(fā)動(dòng)作，并在與其他有人駕駛的汽車(chē)同行的情況下，通過(guò)匝道，匯入高架快速路。

之后，無(wú)人車(chē)將來(lái)到 ETC 模擬收費(fèi)站，與去年不同，今年 ETC 共設(shè)置了兩個(gè)通行出口，這意味著無(wú)人車(chē)輛需要從二者中擇其一。另?yè)?jù)王飛躍介紹，車(chē)輛在抵達(dá) ETC 前需要完成降速至 15km/h 以下的動(dòng)作，否則也視為失分。

施工路障引導(dǎo)掉頭場(chǎng)景為賽道折返點(diǎn)，無(wú)人車(chē)輛需在這處考點(diǎn)完成掉頭到對(duì)向道路的動(dòng)作。

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引入有人駕駛車(chē)輛并模擬真實(shí)交通流，是本屆比賽的一大亮點(diǎn)，據(jù)賽方介紹，本次共計(jì) 20 輛有人駕駛車(chē)會(huì)與自動(dòng)駕駛汽車(chē)共享賽道，并模擬出真實(shí)的高速路場(chǎng)景，這將要求車(chē)輛除了基本的依據(jù)車(chē)道線和指示牌等的駕駛決策外，也要通過(guò)測(cè)速、預(yù)判等復(fù)雜認(rèn)知與其他車(chē)輛進(jìn)行交互。

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*部分參賽車(chē)輛現(xiàn)場(chǎng)圖

現(xiàn)場(chǎng)，雷鋒網(wǎng)新智駕隨機(jī)采訪了幾家參賽車(chē)隊(duì)，在傳感器方案上，由于賽事的科研和學(xué)術(shù)性質(zhì)濃厚，很多團(tuán)隊(duì)不吝使用最昂貴的 64 線激光雷達(dá)設(shè)備，輔以攝像頭、GPS 以及慣導(dǎo)等感知設(shè)備，車(chē)前部多放置單線激光雷達(dá)，除此之外，成本較低的毫米波雷達(dá)是車(chē)隊(duì)們的一致選擇。

也有車(chē)隊(duì)舍棄了高線束激光雷達(dá)方案，主要依賴高精度地圖加定位輔助駕駛決策，由上海交通大學(xué)楊明教授帶隊(duì)的 CyberTiggo 屬于后者，他告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，CyberTiggo 采用了以 16 線激光雷達(dá)結(jié)合高精度地圖的傳感器方案，整體方案成本較低，且 16 線激光雷達(dá)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)效果很好的 SLAM 自主建圖和定位運(yùn)算，定位精度 5-10 厘米，這對(duì)于第二天城市道路賽中屏蔽 GPS 信號(hào)區(qū)域的考點(diǎn)也有優(yōu)勢(shì)。

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*上海交通大學(xué)車(chē)隊(duì)CyberTiggo

另一方面，一些團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在嘗試接入車(chē)輛底層控制，而非粗暴對(duì)油門(mén)、制動(dòng)踏板進(jìn)行改裝，作為本屆比賽的冠軍賽隊(duì)，西安交大聯(lián)合廣汽研究院研發(fā)的發(fā)現(xiàn)號(hào)和夸父號(hào)就做了類似嘗試。西安交大帶隊(duì)教授、博士生導(dǎo)師薛建儒告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，此次參賽車(chē)隊(duì)與廣汽研究院合作，后者為無(wú)人車(chē)開(kāi)發(fā)了底層運(yùn)動(dòng)控制，而前者則可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議，與汽車(chē) ECU、電控單元對(duì)話，做部分的速度、方向控制。

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*西安交通大學(xué)&廣汽研究院夸父號(hào)

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*本屆奪冠的西安交通大學(xué)&廣汽研究院發(fā)現(xiàn)號(hào)出發(fā)

Day 3：城市道路測(cè)試

城市道路與鄉(xiāng)村道路測(cè)試，于 11 月 26 日在常熟智能車(chē)測(cè)試場(chǎng)的“九宮格”交通場(chǎng)景測(cè)試區(qū)展開(kāi)?！熬艑m格”是中國(guó)首個(gè)智能車(chē)測(cè)試中心的外場(chǎng)測(cè)試區(qū)，這個(gè)名字源于從空中俯瞰，測(cè)試場(chǎng)賽道呈現(xiàn)的九宮格外形。

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據(jù)官方介紹，測(cè)試區(qū)域內(nèi)設(shè)置有包括典型交通標(biāo)線與標(biāo)志、有信號(hào)燈及無(wú)信號(hào)燈的平交路口、非機(jī)動(dòng)車(chē)混行路段、避讓行人路段，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)缺失路段、鄉(xiāng)村簡(jiǎn)易道路以及終點(diǎn)等十余個(gè)考點(diǎn)。參賽車(chē)輛需依次通過(guò)每個(gè)考點(diǎn)，最終成績(jī)根據(jù)車(chē)輛用時(shí)、人為干預(yù)次數(shù)等計(jì)算。值得一提的是，本屆的城市道路測(cè)試也引入了真實(shí)交通流配合，這將要求參賽隊(duì)伍將更多的無(wú)人車(chē)交互和復(fù)雜場(chǎng)景決策能力考慮進(jìn)來(lái)。

相比高速道路，城市道路測(cè)試重視交通燈、行人、隧道等多元場(chǎng)景下無(wú)人車(chē)的應(yīng)對(duì)能力。第一關(guān)卡，就是模擬GPS信號(hào)缺失的隧道場(chǎng)景，隨后，考察無(wú)人車(chē)的信號(hào)燈和交通標(biāo)志，以及騎車(chē)行人等元素的識(shí)別和決策。

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*模擬隧道及自行車(chē)通過(guò)場(chǎng)景

在模擬交通流考點(diǎn)，除了無(wú)人駕駛車(chē)輛之外，還有數(shù)輛人工駕駛車(chē)輛行駛。人工駕駛車(chē)輛在道路上與無(wú)人駕駛車(chē)輛之間會(huì)發(fā)生超車(chē)、并線、會(huì)車(chē)等情形。要求無(wú)人車(chē)在無(wú)信號(hào)燈平交路口，按交通標(biāo)線標(biāo)志停車(chē)讓行，依次通過(guò)。

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*鄉(xiāng)村道路測(cè)試

這幾點(diǎn)也值得一提

告別野蠻生長(zhǎng)，已經(jīng)有人追求產(chǎn)品化方案

在雷鋒網(wǎng)新智駕走訪的參賽車(chē)隊(duì)中，不乏選配 64 線激光雷達(dá)和一系列冗余配置的昂貴傳感器方案的隊(duì)伍，據(jù)初步估算，整車(chē)成本高于百萬(wàn)人民幣。不過(guò)，相對(duì)粗暴的實(shí)驗(yàn)室方案已經(jīng)不再是這場(chǎng)賽事的唯一風(fēng)景，同濟(jì)大學(xué) Dominant 車(chē)隊(duì)就屬于另一類。

從同濟(jì)大學(xué) Dominant 的整體外觀看，幾乎是參賽隊(duì)伍中最“干凈”的，Dominant 車(chē)隊(duì)成員告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，他們的整套方案是面向車(chē)廠可接受的邏輯進(jìn)行傳感器配置，車(chē)前臉一個(gè) Velodyne 16 線激光雷達(dá)，配合車(chē)側(cè)方雷達(dá)，分別進(jìn)行了嵌入式處理，GPS 定位和攝像頭被集成在車(chē)內(nèi)。

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*Dominant參賽車(chē)現(xiàn)場(chǎng)圖

近兩年，隨著車(chē)企把自動(dòng)駕駛車(chē)輛的量產(chǎn)提上日程，除了學(xué)術(shù)比拼，有利于產(chǎn)品落地的可行性方案值得參賽隊(duì)伍去思考。

本土傳感器廠商崛起

去年，可能還有許多團(tuán)隊(duì)抱怨激光雷達(dá)傳感器的高成本和供貨不足，今年，更多國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在參賽車(chē)隊(duì)的整體方案里。粗略統(tǒng)計(jì)，今年智能車(chē)挑戰(zhàn)賽至少有 4 家來(lái)自國(guó)內(nèi)的激光雷達(dá)廠商與車(chē)隊(duì)達(dá)成合作，并將產(chǎn)品集成在參賽車(chē)輛中。

此外，諸如 GPS 天線等設(shè)備今年的國(guó)產(chǎn)化比例也明顯上升。

附本屆中國(guó)智能車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽賽果：

高架快速道路測(cè)試前三名：