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和秋名山并駕齊驅(qū)的“通天大道”天門山盤山公路，因其10.77公里，高差 1300多米，99道彎，180度急彎，左為山體，右為萬丈懸崖，成為司機(jī)們的忌憚之地。近日，這條“通天大道"上，出現(xiàn)了一輛智行者“星驥”無人車。
近期智行者參加CCTV《機(jī)智過人》節(jié)目，其自主研發(fā)的無人駕駛車“星驥”在極端天氣下首次挑戰(zhàn)天門山的極端路況，并成功完成自動避障、彎道會車、穿越隧道三道關(guān)卡。談起“星驥”無人車挑戰(zhàn)天門山一事，智行者科技CTO王肖的聲音明顯提升了一節(jié)，“這比想象中難多了，應(yīng)該是世界首例?！?/p>
在參加過眾多無人車賽事的智行者眼中，以往的傳統(tǒng)賽事較天門山挑戰(zhàn)實(shí)屬“小兒科”。因存在既定環(huán)境，既定規(guī)則，前者更像是“應(yīng)試教育”。而天門山充滿諸多不確定因素，雨霧的極端天氣，伸手不見五指的隧道，彎道會車時充滿變數(shù)的司機(jī)等。
人們在關(guān)注“星驥”無人車完成挑戰(zhàn)時，更想了解的是“星驥”無人車在應(yīng)對關(guān)卡時的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，雷鋒網(wǎng)新智駕近日與智行者科技CTO王肖進(jìn)行了對話，了解了“星驥”無人車背后的秘密，及智行者自動駕駛更多的技術(shù)成果及商業(yè)規(guī)劃。
作為第一個吃螃蟹的企業(yè)，智行者此前未測試過相似路徑，“星驥”無人車需要在規(guī)定48小時內(nèi)完成前期環(huán)境測試及挑戰(zhàn)。王肖提到，挑戰(zhàn)前的前期耗費(fèi)了近一天的時間。由于山路環(huán)境復(fù)雜，樹木山體遮擋嚴(yán)重，智行者需提前測試天門山GPS信號，并使用測繪車采集道路信息，繪制天門山高精度地圖。在面臨大霧、GPS信號弱，測試車失效的地方重新設(shè)計(jì)一套臨時性算法。
王肖解釋道，不同于城市結(jié)構(gòu)化道路，充滿變數(shù)、崎嶇復(fù)雜的道路環(huán)境使得“星驥”在自動駕駛感知、定位及控制方面面臨極大挑戰(zhàn)。
在感知方面，相對于城市平直道路，崎嶇山路中坡道起伏影響著多種傳感器的空間協(xié)同標(biāo)定。“星驥”基于FPGA方案開發(fā)的傳感器融合單元，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的空間標(biāo)定及時間同步，保證在高頻變化的車輛姿態(tài)下，道路數(shù)據(jù)能夠得到及時準(zhǔn)確的收集處理，避免多傳感器融合而產(chǎn)生“鬼影現(xiàn)象”。
另外，雨霧、黑暗隧道環(huán)境造成激光及攝像頭傳感器失效?！靶求K”采用攝像頭、激光雷達(dá)及毫米波雷達(dá)的多傳感器融合技術(shù)。其中，毫米波雷達(dá)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，在雨霧、隧道環(huán)境中起到識別作用。
*“星驥”一代無人駕駛測試車
*“星驥”二代無人駕駛測試車
王肖介紹到，挑戰(zhàn)賽中亮相的是面向高級別自動駕駛的“星驥”二代無人駕駛測試車，其車頂采用了Velodyne 32線＋16線的激光雷達(dá)產(chǎn)品，用于識別車道線、道路標(biāo)識等。較“星驥”一代的64線激光雷達(dá)產(chǎn)品相比，此方案的優(yōu)勢在于成本更低、盲區(qū)更少。
在定位方面，山路樹木遮擋、數(shù)百米濃霧隧道造成GPS信號減弱、自動駕駛汽車定位難度加大，依據(jù)衛(wèi)星、激光及車道線進(jìn)行車輛定位已是枉然。為克服定位問題，“星驥”提升了組合導(dǎo)航航跡推算能力，采用慣性導(dǎo)航定位，這也是車輛在長達(dá)數(shù)百米的濃霧隧道中完成定位的關(guān)鍵方案。
崎嶇山路對自動駕駛控制算法也提出了挑戰(zhàn)。王肖提到，天門山坡道起伏，99道彎，180度急彎，一側(cè)萬丈懸崖一側(cè)堅(jiān)石絕壁環(huán)境下，這種情況絕不允許失敗，“星驥”完成穩(wěn)定行駛、精確橫縱向控制的案例尚屬國內(nèi)首例。
在180度急彎會車場景中，大巴車已搶占部分“星驥”車道，“星驥”在數(shù)百毫秒內(nèi)完成及時避障、路徑規(guī)劃及精確控制依賴的是智行者AVOS2.0自動駕駛操作系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠根據(jù)場景及任務(wù)需要快速進(jìn)行學(xué)習(xí)及適配。
“星驥”作為智行者高速自動駕駛乘用車項(xiàng)目，瞄準(zhǔn)的是L3及以上級別的量產(chǎn)自動駕駛產(chǎn)品，已擁有完整的軟硬件整體解決方案。整體架構(gòu)分為感知、決策及控制三大模塊，三大模塊如同人的眼睛、大腦及手腳，協(xié)同進(jìn)行駕駛。其核心研發(fā)為基于車規(guī)級計(jì)算單元的自動駕駛大腦。王肖也對“星驥”的軟硬件整體解決方案進(jìn)行了詳解：
資源整合，做自動駕駛領(lǐng)域中的Tier 1
目前博世、德爾福等國際一線Tier 1的首要目標(biāo)為奔馳、寶馬等一線主機(jī)廠，助其實(shí)現(xiàn)L3及以上的自動駕駛功能，針對中國主機(jī)廠，至少會延遲3-5年，甚至更長時間。但對國內(nèi)主機(jī)廠而言，均有自研L3及以上功能的訴求。對于L3及以上自動駕駛，自動駕駛大腦既關(guān)系數(shù)據(jù)安全，又關(guān)乎車輛行為安全。正如芯片級操作系統(tǒng)一樣，自動駕駛大腦必須由中國公司來掌控。在這種背景下，催生出自動駕駛供應(yīng)商公司。
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，區(qū)別于市場上的全棧式自動駕駛企業(yè)，智行者不以深度學(xué)習(xí)、高精度地圖及芯片等為賣點(diǎn)，而是專注自動駕駛大腦開發(fā)及整體方案集成。王肖提到，全棧開發(fā)公司的確能快速做出一個特定路段Demo進(jìn)行演示，但智行者更傾向于產(chǎn)品思路，希望整合行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀資源來共同發(fā)展。在感知及控制兩個模塊上，“星驥”已同多家國內(nèi)外頭部供應(yīng)商建立合作關(guān)系：
激光雷達(dá)方面，同Velodyne合作。智行者也是目前國內(nèi)唯一一家同Velodyne達(dá)成戰(zhàn)略合作的初創(chuàng)公司；
視覺模塊，已同國內(nèi)某領(lǐng)先視覺方案解決商達(dá)成框架合作協(xié)議，并將聯(lián)合推出低成本解決方案；
計(jì)算單元方面，同Xilinx及Nvidia簽署合作協(xié)議；
高精度地圖方面，同百度Apollo達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議；
高精度定位方面，與千尋差分定位、Honeywell等國內(nèi)外行業(yè)頭部公司進(jìn)行合作；
執(zhí)行器線控方面，已采用某主機(jī)廠線控系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)。
對于L2.5-L3級別自動駕駛車輛來說，成本非常敏感。在主機(jī)廠指定合理功能和使用場景下(ODD)，智行者整套解決方案爭取控制在1萬人民幣，包括傳感器及計(jì)算單元整套解決方案。
智行者將自己定位于自動駕駛領(lǐng)域中的Tier 1。例如德爾福，作為一級汽車供應(yīng)商，德爾福使用Mobileye視覺產(chǎn)品，以及其他廠商的執(zhí)行器，集成ADAS解決方案，提供給一線整車廠。
在ADAS領(lǐng)域，博世之所以能夠成為頭部供應(yīng)商，并非其視覺和執(zhí)行器的單項(xiàng)功能是世界第一，而是能夠提供整套解決方案及核心域控制器。這也是智行者從自動駕駛大腦切入的基本邏輯和合理性。在王肖看來，全棧式自動駕駛開發(fā)僅適用于前期演示，難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化、產(chǎn)品化落地，任何公司都不能做到傳感器、芯片、高精度地圖面面俱到。再者，集成國內(nèi)外先進(jìn)供應(yīng)商產(chǎn)品，最終能夠形成更高水平的自動駕駛。
硬件計(jì)算平臺
不同于常規(guī)自動駕駛研發(fā)采用工控機(jī)或Nvidia TX或PX系列方案，“星驥”瞄準(zhǔn)量產(chǎn)級乘用車輛，車規(guī)級計(jì)算芯片必不可少。
目前，智行者已擁有自主研發(fā)的AVCU整車控制器，通過各個端口集成連接傳感器系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，并兼容地平線、Mobileye多種接口。同整體架構(gòu)中感知、決策及控制三大模塊相對應(yīng)，星驥計(jì)算平臺AVCU(Autonomous Vehicle Control Unit)包括傳感器融合單元、“大腦”單元及控制單元三個部分。
三個部分分別采用FPGA+CPU/GPU+MCU模式進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，在傳感器融合單元采用FPGA方案，進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)空間標(biāo)定及時間同步，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，能夠極大提高數(shù)據(jù)感知實(shí)時性，保證高速行車安全。
*“星驥”AVCU整車控制器
對于自主研發(fā)AVCU整車控制器，王肖解釋到，根據(jù)自身軟件方案來定制硬件方案，適合產(chǎn)品方向，能夠有效降低成本，并且滿足車規(guī)級要求。自動駕駛技術(shù)特點(diǎn)同傳統(tǒng)ADAS及PC端有很大區(qū)別。同工業(yè)計(jì)算機(jī)(IPC)和英偉達(dá)的PX, Xavier芯片或集成解決方案比，后者在價格、功耗及車規(guī)級方面均難以滿足要求，且對于自身軟件方案來說并非最優(yōu)解。
成本方面，面向L3量產(chǎn)項(xiàng)目，AVCU的成本須控制在5000人民幣左右。而影響成本最重要是具體數(shù)量，幾萬臺和幾十萬臺對于AVCU的價格影響很大。
AVOS2.0操作系統(tǒng)
相對于1.0系統(tǒng)，AVOS2.0系統(tǒng)強(qiáng)化了面向產(chǎn)品的應(yīng)用研發(fā)。
在感知部分，能夠自定義傳感器數(shù)量、安裝位置及品牌，提高擴(kuò)展性?；贔PGA的算法平臺使得2.0的實(shí)時性和數(shù)據(jù)質(zhì)量高于1.0的CPU實(shí)現(xiàn)效果；決策部分，2.0在行為決策及運(yùn)動規(guī)劃兩大模塊上進(jìn)行了改進(jìn)。
行為決策情景模板、行為語言及行為樹的三大開發(fā)流程模式，該模式將所有駕駛行為、場景及接口進(jìn)行規(guī)范化，摒棄“用戶一句話，代碼重頭來”的傳統(tǒng)開發(fā)模式。并通過自研AVVS開發(fā)套件工具，可以使得用戶能夠像Simulink一樣通過及其簡單操作來實(shí)現(xiàn)自定義自動駕駛功能。
運(yùn)動規(guī)劃部分重點(diǎn)改進(jìn)了高速情況下車輛動力學(xué)模型，特別是在精確控制要求。上述挑戰(zhàn)賽中180度急彎會車場景中，“星驥”的精確控制能力正源于此。
自誕生之初，智行者就選擇兩條腿走路的商業(yè)模式——低速自動駕駛車“蝸”系列＋高速自動駕駛車“星驥”。即首先落地安全性更高的低速車，逐步推出技術(shù)難度更高的高速車。
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，當(dāng)前無人掃地車（蝸小白）、無人物流車（蝸必達(dá)）及無人園區(qū)車（蝸來了）相繼落地。智行者被稱為“產(chǎn)品落地最快的無人駕駛創(chuàng)業(yè)公司”，其低速車產(chǎn)品已經(jīng)陸續(xù)成型。今年11月份，智行者首批“蝸”系列量產(chǎn)產(chǎn)品也將正式下線。
而內(nèi)部孕育研發(fā)多年的高速乘用車——“星驥”在近期天門山挑戰(zhàn)賽首次對外公示。王肖也向新智駕透露了智行者未來的高速自動駕駛乘用車計(jì)劃，即“星驥”無人車的落地量產(chǎn)方案。
同供應(yīng)商進(jìn)行資源整合，為整車廠提供L2.5-L3自動駕駛解決方案，包括高速公路自動駕駛、全自動泊車等等。今年年底，智行者將同Velodyne及視覺方案商推出低成本的L2.5自動駕駛解決方案。
智行者將于明年推出首批自動駕駛共享車隊(duì)，包含15臺可實(shí)現(xiàn)L4-L5級別自動駕駛汽車，主要面向開放自動駕駛道路。
智行者內(nèi)部將公司戰(zhàn)略總結(jié)為“有里子，有面子”，既要腳踏實(shí)地，也要仰望星空。
有里子即依托低速車快速實(shí)現(xiàn)落地，來保證充足的現(xiàn)金流，支持技術(shù)研發(fā)、人才引進(jìn)。同時，成型技術(shù)、落地化產(chǎn)品也能吸引國內(nèi)外一線供應(yīng)商。智行者目前已同國外頭部激光雷達(dá)公司Velodyne、國內(nèi)芯片供應(yīng)商地平線達(dá)成合作。
有面子即仰望星空。雖然高級別自動駕駛汽車量產(chǎn)依舊很遙遠(yuǎn)，但基于低速車量產(chǎn)產(chǎn)品吸引供應(yīng)商資源，提高自動駕駛水平，并不斷積累高速自動駕駛技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的路徑依舊要走。
資本的寒冬已經(jīng)來臨，自動駕駛行業(yè)不能再單純以先進(jìn)技術(shù)研發(fā)為驅(qū)動，而是要綜合考慮場景、落地及產(chǎn)品。王肖表示，以產(chǎn)品為導(dǎo)向，加強(qiáng)先進(jìn)性研發(fā)、工程轉(zhuǎn)化及質(zhì)量測試等將是智行者近兩年重點(diǎn)加強(qiáng)的方向。
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