專家解讀智能車環(huán)境感知及高精度定位技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)大潮下，ADAS作為離現(xiàn)實最近的自動駕駛實現(xiàn)手段，備受行業(yè)關(guān)注。近日，“第三屆智能汽車技術(shù)國際論壇暨創(chuàng)新展”集合諸多行業(yè)專家、學(xué)者針對此話題展開深入探討，蓋世汽車將論壇中部分演講進行梳理，以饗以內(nèi)。

清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室楊殿閣教授

以下內(nèi)容為清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室楊殿閣教授關(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識。

我的報告分三部分：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)對智能車發(fā)展的驅(qū)動。

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、自動駕駛，搜到的最早的歷史在一百年前，1925年在美國紐約，美國一家無線電公司，在一輛轎車基礎(chǔ)上面做了“無人”駕駛汽車。大家知道今天討論的是車在高速公路上面的無人駕駛，一百年前美國已經(jīng)有人在城市里面實現(xiàn)了“無人”駕駛。我仔細查了這個車的資料，發(fā)現(xiàn)沒有什么環(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。所有無人駕駛的實現(xiàn)通過無線遙控來實現(xiàn)，充其量是一個無線遙控的汽車，不能稱之為自動駕駛的車。第一代自動駕駛車，應(yīng)該是1953年通用和美國無線電公司聯(lián)合開發(fā)的無人駕駛車，這個車實現(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，通過道路鋪設(shè)磁釘?shù)姆绞綄崿F(xiàn)車輛的導(dǎo)航引導(dǎo)。英國的道路交通研究所在1960年把這個技術(shù)發(fā)揮到極致，通過道路磁釘?shù)囊龑?dǎo)，在不同路況不同天氣的情況下實現(xiàn)了車輛差不多114公里速度的無人駕駛。我們看到在五六十年前自動駕駛的汽車，它的環(huán)境感知能力是比較弱的，車輛的導(dǎo)航引導(dǎo)主要通過道路磁釘來實現(xiàn)。

到八九十年代，計算機視覺技術(shù)以及雷達的發(fā)展，讓無人車技術(shù)進入新的階段。在80年代，慕尼黑在奔馳轎車上面基于計算機視覺實現(xiàn)了無人駕駛。圖中看到 1987年美國DARPA在ALV的計劃，通過計算機視覺實現(xiàn)車輛在復(fù)雜山區(qū)情況下的無人駕駛。中間是豐田ASV智能車，這個車很有名，很多人看過這一張圖，豐田在這個車上使用了雷達、使用了計算機視覺、車道保持等很多ADAS功能。最右邊是美國加州伯克利PATH技術(shù)，它把雷達技術(shù)、車間通信技術(shù)、道路磁釘技術(shù)綜合應(yīng)用在一起，實現(xiàn)了汽車隊列的自動駕駛。跟50年前的道路磁釘技術(shù)相比，我們說PATH的自動車具備更多環(huán)境感知的能力，車輛不僅能夠感受到在路上的位置，通過雷達具備了避撞功能，同時具備了路線自動選擇的能力。所以我們看到八九十年代視覺傳感器的發(fā)展對智能駕駛的推動非常大，特別是我們今天看到ADAS的很多應(yīng)用都是在這個階段產(chǎn)生的。

進入21世紀以后，無人車發(fā)展進入一個新的階段。其中可以看作里程碑的是美國的DARPA大賽。2004年舉行了第一次無人車的大賽，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，使用了計算機視覺。第三屆大賽是在城市里面舉行的。這個比賽雖然辦了三屆，但對于無人車的發(fā)展和推動是非常大的。

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)開發(fā)出來的。右側(cè)是谷歌第二代的智能車，在電動車技術(shù)上開發(fā)出來的無人智能電動車，我們要理解到，就是說對智能車的發(fā)展來講，特別谷歌、百度這樣的公司進入這個領(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作用。

對智能車來講，21世紀，這十年里面激光雷達，特別LIDAR是無人駕駛發(fā)展的很重要的推動力。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是無人車發(fā)展重要的推動力。當(dāng)然今天我們談到無人駕駛，大家會覺得這是很遙遠，特別對普通的百姓來講，雖然谷歌無人車在加州跑了上百萬英里，拉到北京，這個可能就不行了。我們大家知道，無人車的實現(xiàn)需要比較長的時間的，但是馬云先生也說了，理想我們還是要有的，萬一實現(xiàn)了呢。

我們汽車企業(yè)、行業(yè)對智能車相對來說比普通的百姓更加樂觀一些。這是李駿院士昨天報告的一張圖，我專門截了下來，大家可以看到，我們在2025年，在摯途 4.0實現(xiàn)的時候是全自動化的無人駕駛。這里面我注意到了，他把智能車起名為摯途，我想體現(xiàn)了我們在攻克智能車、無人駕駛的過程當(dāng)中充滿了信心，也充滿了應(yīng)對各種各樣困難的決心。不僅一汽，大家如果最近一段時間參加各種各樣的論壇，比如說日產(chǎn)、寶馬、大眾、奔馳，大家?guī)缀醪患s而同把他們產(chǎn)業(yè)化的時間放在 2025年，在2025年基本上可以實現(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年全自動的駕駛能夠得以實現(xiàn)，其實不僅大陸是這樣，如果大家把博世這個圖找出來，發(fā)現(xiàn)也是到2025年。

昨天有一個專家提到IEEE的預(yù)測，IEEE的預(yù)測比我們汽車廠商更加樂觀一些，2020年預(yù)測到沃爾沃、通用、奧迪、寶馬、奔馳、日產(chǎn)都會推出全自動駕駛的無人車。到2040年市場滲透率達到75%，我們看到是非常樂觀的一個數(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)于對我們國家智能化發(fā)展的預(yù)測。根據(jù)我們的預(yù)測，在最近兩到三年之內(nèi)，從2016年到2018年更多是 ADAS的推進，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駕駛，高速公路的自動駕駛，交叉口輔助通行等等。預(yù)測 2025年車路協(xié)同控制，市區(qū)自動駕駛、無人駕駛得以實現(xiàn)。我們對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也做了預(yù)測，縱軸，我們認為最近一些年內(nèi)，比如說車聯(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于無人車發(fā)展的預(yù)測，我們說理想非常美好，但現(xiàn)實很骨感。從現(xiàn)在到2025年不到十年的時間，百姓對無人車上路覺得遙遙無期。為什么?覺得很困難，一定有一些關(guān)鍵的瓶頸技術(shù)阻礙著無人車的發(fā)展。我們下面看看無人車的關(guān)鍵技術(shù)。