火狐平台APP下载官网:智能车环境感知及高精度定位技能

来源:火狐体育官网登陆 作者:火狐体育备用网址 日期:2022-11-06 22:58:50

  以下内容为清华大学轿车安全与节能国家要点实验室杨殿阁教授关于“智能车环境感知及高精度定位技能”的讲演实录:

  我的陈述分三部分:结合智能车的开展前史跟咱们评论一下智能车的环境感知技能对智能车开展的驱动。

  咱们首要看一下智能轿车的开展前史,咱们在互联网上查找智能轿车、主动驾驭,搜到的最早的前史在一百年前,1925年在美国纽约,美国一家无线电公司,在一辆轿车根底上面做了“无人”驾驭轿车。咱们知道今日评论的是车在高速公路上面的无人驾驭,一百年前美国现已有人在城市里边完结了“无人”驾驭。我仔细查了这个车的材料,发现没有什么环境感知的才能,所以也不具有避撞、不具有挑选路途的才能。一切无人驾驭的完结经过无线遥控来完结,充其量是一个无线遥控的轿车,不能称之为主动驾驭的车。第一代主动驾驭车,应该是1953年通用和美国无线电公司联合开发的无人驾驭车,这个车完结的理念在39年贝尔先生提出的戏法公路的根底上面,经过路途铺设磁钉的方法完结车辆的导航引导。英国的路途交通研讨地点1960年把这个技能发挥到极致,经过路途磁钉的引导,在不同路况不同气候的情况下完结了车辆差不多114公里速度的无人驾驭。咱们看到在五六十年前主动驾驭的轿车,它的环境感知才能是比较弱的,车辆的导航引导首要经过路途磁钉来完结。

  到八九十年代,计算机视觉技能以及雷达的开展,让无人车技能进入新的阶段。在80年代,慕尼黑在奔跑轿车上面依据计算机视觉完结了无人驾驭。图中看到1987年美国DARPA在ALV的方案,经过计算机视觉完结车辆在杂乱山区情况下的无人驾驭。中心是丰田ASV智能车,这个车很有名,许多人看过这一张图,丰田在这个车上使用了雷达、使用了计算机视觉、车道坚持等许多ADAS功用。最右边是美国加州伯克利PATH技能,它把雷达技能、车间通讯技能、路途磁钉技能归纳使用在一同,完结了轿车行列的主动驾驭。跟50年前的路途磁钉技能比较,咱们说PATH的主动车具有更多环境感知的才能,车辆不只能够感受到在路上的方位,经过雷达具有了避撞功用,一同具有了路途主动挑选的才能。所以咱们看到八九十年代视觉传感器的开展对智能驾驭的推动十分大,特别是咱们今日看到ADAS的许多使用都是在这个阶段产生的。

  进入21世纪往后,无人车开展进入一个新的阶段。其间能够看作里程碑的是美国的DARPA大赛。2004年举办了第一次无人车的大赛,第一届、第二届的大赛都在沙漠区域完结,总共200多公里的旅程。第二届大赛,斯坦福大学使用了LIDAR,使用了计算机视觉。第三届大赛是在城市里边举办的。这个竞赛尽管办了三届,但关于无人车的开展和推动对错常大的。

  咱们看到中心谷歌第一代智能车,这是依据斯坦福相关的技能根底上,依据LIDAR技能开宣布来的。右侧是谷歌第二代的智能车,在电动车技能上开宣布来的无人智能电动车,咱们要了解到,便是说对智能车的开展来讲,特别谷歌、百度这样的公司进入这个范畴,除了跟咱们智能车技能相关以外,新能源车在里边也起到了十分重要的推动效果。

  对智能车来讲,21世纪,这十年里边激光雷达,特别LIDAR是无人驾驭开展的很重要的推动力。将近一百多年的前史,传感器技能的开展、环境感知才能的不断增强是无人车开展重要的推动力。当然今日咱们谈到无人驾驭,咱们会觉得这是很悠远,特别对一般的群众来讲,尽管谷歌无人车在加州跑了上百万英里,拉到北京,这个或许就不行了。咱们咱们知道,无人车的完结需求比较长的时间的,可是马云先生也说了,抱负咱们仍是要有的,假如完结了呢。

  咱们轿车企业、职业对智能车相对来说比一般的群众愈加达观一些。这是李骏院士昨日陈述的一张图,我专门截了下来,咱们能够看到,咱们在2025年,在挚途4.0完结的时分是全主动化的无人驾驭。这儿边我留意到了,他把智能车起名为挚途,我想表现了咱们在霸占智能车、无人驾驭的进程傍边充满了决计,也充满了应对各式各样困难的决计。不只一汽,咱们假如最近一段时间参与各式各样的论坛,比如说日产、宝马、群众、奔跑,咱们简直不谋而合把他们产业化的时间放在2025年,在2025年基本上能够完结它的产业化。

  这是昨日一位先生的图,从这一张图能够看到,这代表轿车零部件公司、轿车电子公司,他的规划里边到2025年全主动的驾驭能够得以完结,其实不只大陆是这样,假如咱们把博世这个图找出来,发现也是到2025年。

  昨日有一个专家说到IEEE的猜测,IEEE的猜测比咱们轿车厂商愈加达观一些,2020年猜测到沃尔沃、通用、奥迪、宝马、奔跑、日产都会推出全主动驾驭的无人车。到2040年商场浸透率抵达75%,咱们看到对错常达观的一个数字。

  这是清华大学跟工信部,以及咱们的联盟一同拟定的关于对咱们国家智能化开展的猜测。依据咱们的猜测,在最近两到三年之内,从2016年到2018年更多是ADAS的推动,自适应巡航、车道坚持、辅佐泊车、辅佐换道等等。到2020年左右有条件的主动驾驭,高速公路的主动驾驭,交叉口辅佐通行等等。猜测2025年车路协同操控,市区主动驾驭、无人驾驭得以完结。咱们对车联网技能也做了猜测,纵轴,咱们以为最近一些年内,比如说车联网更多的停留在联网辅佐信息交互的阶段,在中期开展到联网的协同感知阶段,到2025年左右真实会走到联网的协同操控决议计划阶段。

  前面看到了各家厂家关于无人车开展的猜测,咱们说抱负十分夸姣,但实际很骨感。从现在到2025年不到十年的时间,群众对无人车上路觉得遥遥无期。为什么?觉得很困难,必定有一些要害的瓶颈技能阻止着无人车的开展。咱们下面看看无人车的要害技能。

  首要看一下无人车智能轿车的相关界说,很早的时分百度在百科里边用的界说是这个,最近现已换掉了。这个界说是什么?界说的是在一般轿车的根底上面经过添加先进的传感器、操控器、履行器,使这个车具有智能的环境感知才能,主动剖析轿车行进的安全情况和风险情况,按照人的毅力抵达目的地,终究完结替代人来操作的新一代轿车。下面这个图更简略了解,智能网联轿车做到三个作业:替代人的眼睛、耳朵、有先进的中心决议计划体系替代人的大脑、履行体系替代人的四肢。这个视点来说,智能轿车要害技能分三大部分:环境感知技能、中心决议计划技能、底层操控技能。

  反过来看底层操控技能,轿车职业做了这么多年,对咱们轿车零部件厂商,底层的操控体系是比较定心的。关于无人车来讲,这些操控体系能够功用完结,能够不断地完善,九到十年是没有问题的。一切人知道关于无人车来讲首要的困难决议在哪?中心决议计划体系。关于人来讲,驾驭轿车,咱们说会不断学习,遇到各式各样的情况会不断学习,遇到各种意外的情况有应急的处理办法。最要害的一点人其实能够犯错的,比如说你撞了人或许出了交通事故是你负责任,但背面是一套完善的法律体系做保证。这一套法律体系用了一百年的时间建立起来,一整套的完好的环节做后边的支撑体系。但关于无人车来讲,恰恰缺少的是这个。关于无人车,它对环境、对各式各样的路况、交通事故,假如不能做到预知,遇到就不知道怎样处理。咱们说谷歌公司、百度公司的参与让咱们智能车有必定的智能学习的才能,但咱们想这个才能是远远不行的,现在恐怕连5岁、8岁的小朋友才能都不到,别谈到18岁老练的人的才能。最要害无人车遇到意外情况的时分不知道怎样处理,这时分出了交通事故,背面法律体系的保证是不完善的。中心决议计划必定是无人车开展进程傍边十分大的瓶颈,这个瓶颈想要战胜,必定要经过环境感知体系的加强来处理这个问题。环境感知体系,假如无人车行进进程中环境感知才能超出人的感知才能,除了轿车行进进程中对周围一切环境信息做到全息感知以外,做到超视觉、超视界的感知,许多的风险是能够提早防止的,防止一些杂乱情况的呈现,这时分咱们说才有或许,中心体系处于比较简略的情况。

  所以关于无人车,往后十年的开展,中心决议计划技能、环境感知技能这两部分是咱们很重要的应战。

  我在这选了美国高速公路管理局关于智能轿车界说的分类,挑选它首要是由于从各级改动的时分,哪些技能上面取得打破,给了一些相关的条件。咱们现在智能车的水平更多处在二三等级,部分的智能驾驭向有条件智能驾驭的过渡阶段,要害需求打破的技能恰恰是环境感知才能的提高和中心决议计划技能的提高。

  智能车的环境感知技能分为自主式的环境感知,加装雷达、摄像头都是自主式的环境感知。经过上午姚教授介绍的车路协同,协同式的环境感知。未来,必定是二者结合,经过协同式环境感知加上自主式的环境感知,车辆行进进程傍边对周围环境有一个很好的了解。

  自主式的环境感知又有不同的观念,以谷歌公司为主的,更喜爱用的是LIDAR这种,咱们知道LIDAR十分贵。最近推出了一个更廉价一点的16线的LIDAR。LIDAR体系贵重的价格阻止了这个大批量产业化的很重要的瓶颈。

  不只是奔跑、奥迪、大陆系的公司,更多的是把计算机视觉和雷达技能交融在一同,更好的完结车辆低成本对周围环境的感知。

  信息感知完了要做什么作业?不同的传感器取得信息,做信息交融往后,要做的一个作业,高精度地图根底上面做定量,车辆高精度定位,高精度定位根底上面做什么?依据车辆行进的目的地、使命,做车辆途径和轨道规划。咱们方才在讲轿车的中心操控、决议计划,中心操控决议计划在做什么呢?最中心的内容其实便是在做轨道的规划,并且这个轨道的规划做什么?做车辆动力学的输入操控。轿车行进进程中怎样走?这是关于智能轿车最要害的,要逃避一切的妨碍,抵达目的地,要知道每一步做什么作业。

  针对这样的作业,需求高精度地图的支撑。无人车环境下面,高精度地图和传统地图现已完全不是一个概念了。整个地图的建模、地图的信息,包含整个对地图感知的方法都会产生完全的改动,这样的地图傍边,右图傍边看到每一个固定的建筑物、标识都或许成为定位辅佐。

  要处理对无人车中心决议计划、轨道决议计划的问题,咱们从会场到虹桥火车站,首要仍是要路网级的信息,要知道哪一个当地堵车,什么当地不堵,车要走哪些路。这个对无人车是不行的,还需求知道任何一个时间、任何一个时间在哪一条车道上面。不只要知道车道,还要知道在路上行进的周围一切的妨碍物、潜在的妨碍物,这个时分挑选的途径是什么。

  咱们看到在高精度地图上面,假如说这是驾驭员看到的视界,右侧在高精度定位出你车的方位。在这样的地图上面车走的车道,这还不行,经过你的环境感知体系知道你周围一切的妨碍物的根底上,在这个路上面规划出车辆行进的途径。讲到这儿,今日最想讲的一个观念,前面介绍的一切的内容在说什么呢?便是在讲高精度地图、高精度定位。咱们对地图、导航、定位都有自己的知道,每个人手上都有手机,都有导航,轿车厂商曾经以为导航很重要,但不是最中心的技能,但关于智能轿车、无人轿车来讲,咱们说地图定位、导航,现已不是传统的定位导航了,是整个智能轿车最中心的部分,涉及到的是什么?智能轿车中心操控决议计划。智能轿车真实怎样走?未来十年二十年里边最大的瓶颈技能就在这个当地,咱们看一下,比如说2015年欧洲,群众、奔跑、宝马做了什么作业?收买了Here。2015年4月份Uber宣告做智能车往后,两个月之后购买了一个地图团队。咱们假如说看本年1月份通用和Mobileye做的什么作业,宣告做高精度地图,依据Mobileye技能来制造高精度地图的收集。咱们再看比如说丰田公司,丰田公司很少谈智能车,本年1月份要点谈的是什么?面向智能轿车做的高精度地图。咱们看到世界上一切大的轿车公司,包含百度、谷歌,为什么能做智能车?由于有强壮的地图数据根底。但咱们能够看到我国的轿车职业对高精度地图、高精度定位和导航的注重程度远远不如国外大的轿车公司,但这些恰恰是咱们智能轿车十分中心的要害技能。假如这些技能不打破、这些技能不把握在自己手里边,将来你说开宣布很好的智能轿车,这个仍是值得犹疑的。所以十分期望咱们国内轿车职业对今日咱们在座的企业包含各位专家所做的作业予以更多的注重。

  最终一部分给咱们简略介绍一下咱们的一些作业,方才小伙子现已举过牌子了,我十分简略地过一下。这是咱们跟姚教授承当的863车路协同的专项,这是河北一个演示项目,做车辆环境感知的增强,辨认行人、辨认看不见的妨碍物。这是咱们跟长安的协作,在室内环境下面依据计算机视觉完结的车辆主动驾驭。这是长安跟咱们主动化系协作,在无锡上一年参与无人车大赛。这是咱们跟北京一个公司协作,跟国内一个车厂协作,北京车展期间这个车也有展出,做到无人车相关的开发作业。