自動(dòng)駕駛是人工智能最有前途的應(yīng)用之一,也是目前復(fù)雜度最高的應(yīng)用。自動(dòng)駕駛的分享分三個(gè)部分:應(yīng)用情況、技術(shù)簡(jiǎn)介、由無人駕駛溢出的機(jī)會(huì)。
應(yīng)用情況:介紹了自動(dòng)駕駛在toC乘用車、特種車輛、長(zhǎng)途貨運(yùn)、公共交通等領(lǐng)域的現(xiàn)狀。
技術(shù)簡(jiǎn)介:包含自動(dòng)化駕駛的主要技術(shù),這部分只包含技術(shù)所需解決的問題,未包含技術(shù)方案的介紹。此外還介紹了這個(gè)領(lǐng)域主要的派系分歧和挑戰(zhàn)。
機(jī)會(huì):自動(dòng)駕駛的發(fā)展推動(dòng)了哪些變化
這是第一部分——應(yīng)用篇
自動(dòng)駕駛是計(jì)算機(jī)視覺最具潛力的應(yīng)用方向之一。2019年全球在人工智能領(lǐng)域的投資,有10%都投給了自動(dòng)駕駛。
L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛——高度/完全自動(dòng)駕駛——將會(huì)徹底改變城市交通的管理方式,小汽車將成為公共交通的主體。也會(huì)改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞剑^大部分個(gè)性化的市內(nèi)交通需求都可以即時(shí)滿足,私家車將不再必要。
這幾年,從各個(gè)媒體不斷看到自動(dòng)駕駛汽車上路的消息,那么,自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)來了嗎?
很多的人工智能應(yīng)用,是問題驅(qū)動(dòng)的:想要把印刷物錄入電腦,于是有了文字識(shí)別;想要從監(jiān)控視頻中鎖定一個(gè)人太費(fèi)勁,于是智能安防開始行動(dòng);想要提高肺癌的早期發(fā)現(xiàn)比例,于是醫(yī)院和科技公司開始了合作。
自動(dòng)駕駛不一樣,它是夢(mèng)想驅(qū)動(dòng)的:絕大部分人并不享受駕駛的樂趣,只是想要一個(gè)隨時(shí)可以按需使用的中、長(zhǎng)距離出行工具。自動(dòng)駕駛的目標(biāo)就是要讓人們徹底享受出行的便利,避免一切麻煩。
因此,很多的自動(dòng)駕駛科技公司,在項(xiàng)目啟動(dòng)之初,就錨定了高度甚至完全自動(dòng)駕駛(L4、L5級(jí))。
自動(dòng)駕駛分級(jí)
L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛涉及“多領(lǐng)域”,需要依據(jù)“不完全信息”進(jìn)行決策和行動(dòng),難度很高,需要的時(shí)間也很漫長(zhǎng)。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中,科技公司和車廠選擇成熟的技術(shù)首先商用,因此目前市面上已經(jīng)能夠見到L1、L2級(jí)的自動(dòng)駕駛車型。
市面上常見的自動(dòng)駕駛功能有:
車道偏離警示系統(tǒng)(LDW)
前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)(FCW)
(后方、橫向)盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(BSD)
變道輔助系統(tǒng)(LCA)
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(DCW)
自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(ACC)
主動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)
自動(dòng)泊車系統(tǒng)(APS)
智能車速輔助系統(tǒng)(ISA)
車道保持系統(tǒng)(LKS)
有些報(bào)告中,將上述前5個(gè)功能歸為L1級(jí)自動(dòng)駕駛,后5個(gè)功能歸為L2級(jí)。這樣的區(qū)分其實(shí)不準(zhǔn)確。
L1級(jí)自動(dòng)駕駛開始,車輛就必須在某種場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)駕駛的閉環(huán):
自動(dòng)駕駛閉環(huán)
以典型的防止碰撞的功能為例。
L1級(jí)自動(dòng)駕駛應(yīng)該能夠:
Step1:感知,行人/前車有碰撞風(fēng)險(xiǎn)
Step2:決策,認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)很高,需要采取制動(dòng)措施
Step3:行動(dòng),控制車輛緊急制動(dòng)
僅僅監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn),發(fā)出告警但是不能控制車輛采取行動(dòng)的,不能稱為L1級(jí)自動(dòng)駕駛。
L2級(jí)自動(dòng)駕駛意味著,在限定的路段和路況條件下,車輛可以綜合調(diào)度多個(gè)功能,實(shí)現(xiàn)無需人工干預(yù)的自動(dòng)行駛。例如在路況良好的高速公路自動(dòng)駕駛,就需要調(diào)度:變道輔助、自適應(yīng)巡航、車道保持等功能。
今年發(fā)布新車型中,大約1/4具備L1、L2級(jí)自動(dòng)駕駛功能(自動(dòng)泊車和高速公路自動(dòng)行駛)。
這些功能雖然裝配率提升的很快,但實(shí)際使用的比例很低:
一方面是因?yàn)檫@些功能有很多使用限制,真實(shí)世界中滿足使用條件的時(shí)候不多;
另一方面部分功能還不完全可靠,相關(guān)事故的報(bào)道打擊了用戶的信心。
小型乘用車的自動(dòng)駕駛,是自動(dòng)駕駛“皇冠上的明珠”,是難度最大的應(yīng)用場(chǎng)景,它的落地應(yīng)用,除了要解決技術(shù)問題,還要解決法律和倫理問題,注定會(huì)非常漫長(zhǎng)。
和絕大部分新技術(shù)一樣,自動(dòng)駕駛——尤其是L3以及更高級(jí)的自動(dòng)駕駛,其早期的商用,有很大一部分屬于toB市場(chǎng),原因是:
早期自動(dòng)駕駛對(duì)道路和路況的限定,在某些商用應(yīng)用中,比較容易滿足;
toB客戶愿意為了提升效率、降低成本,為自動(dòng)駕駛技術(shù)付比較高的費(fèi)用。
toB客戶愿意在技術(shù)應(yīng)用的過程中,和技術(shù)方一起解決問題,創(chuàng)造應(yīng)用落地的條件。
自動(dòng)駕駛首先投入商用的,是在私有封閉環(huán)境、路徑固定、工作強(qiáng)度大、環(huán)境比較惡劣的運(yùn)輸或物流領(lǐng)域:
礦區(qū)貨運(yùn)。主要是用自動(dòng)駕駛卡車完成礦石或材料在礦區(qū)內(nèi)的運(yùn)輸。國外,力拓集團(tuán)已經(jīng)開始規(guī)模使用。國內(nèi),鄂爾多斯的寶利煤礦也開始試運(yùn)營。
農(nóng)業(yè)。主要是用自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī),完成土地整備、植播、收割等作業(yè)。
建筑工地。主要是用自動(dòng)駕駛卡車在工地內(nèi)運(yùn)輸土方和材料。用于工地的卡車,需要適應(yīng)工地的復(fù)雜地形,需要的控制更精細(xì)。
港區(qū)貨運(yùn)。主要是用自動(dòng)駕駛卡車在港區(qū)內(nèi)調(diào)度貨物,或者在港口和物流樞紐之間運(yùn)送貨物。這個(gè)用途的卡車,工作環(huán)境已經(jīng)不是完全封閉的了。
自動(dòng)駕駛在礦、港、建、農(nóng)這些領(lǐng)域的應(yīng)用:
商業(yè)上,解決了員工短缺、安全風(fēng)險(xiǎn)高、效率低等問題,因此能夠比較迅速的落地。
技術(shù)上,在變現(xiàn)的同時(shí),也在持續(xù)進(jìn)行復(fù)雜路況下的L4級(jí)自動(dòng)駕駛路測(cè)訓(xùn)練。這是所有自動(dòng)駕駛落地的基礎(chǔ)。
Apollo落地場(chǎng)景
自動(dòng)駕駛這兩年開始投入商用的,還有一個(gè)熱門領(lǐng)域是:長(zhǎng)途貨運(yùn)服務(wù)。貨運(yùn)公司用L4級(jí)自動(dòng)駕駛卡車,在空曠、車流稀疏的道路上,為客戶提供固定線路的長(zhǎng)途貨運(yùn)服務(wù)。貨運(yùn)服務(wù)對(duì)技術(shù)公司和客戶是雙贏的選擇:
商業(yè)上,自動(dòng)駕駛解決了員工短缺、疲勞駕駛的問題,同時(shí)提高了貨運(yùn)效率、降低成本。
技術(shù)上,貨運(yùn)服務(wù)在變現(xiàn)的同時(shí),也在持續(xù)的進(jìn)行半開放環(huán)境下,全天候、全時(shí)段的,高速的自動(dòng)駕駛訓(xùn)練,這是toC自動(dòng)駕駛商用重要的一環(huán)。
去年以來,城市道路上的自動(dòng)駕駛應(yīng)用也開始出現(xiàn),例如:
國內(nèi)(如廣州、長(zhǎng)沙)、國外(如美國亞利桑那州)出租車營運(yùn)服務(wù);
國內(nèi)(深圳)公交車營運(yùn)服務(wù)
在這些乘用車領(lǐng)域的商用,目前都還處在試運(yùn)營階段,未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)變現(xiàn)。自動(dòng)駕駛公司投入資源做這些嘗試的目的:
一方面是在城市開放道路環(huán)境下,進(jìn)行高速的自動(dòng)駕駛路測(cè);
一方面是引入自動(dòng)駕駛的重要參與者——用戶,來改善用戶在使用、感官、心理等方面的體驗(yàn)。除了可以改善產(chǎn)品,也可以為未來的商業(yè)模式設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
這些也是toC自動(dòng)駕駛商用前必須完成的工作。
自動(dòng)駕駛在功能和應(yīng)用場(chǎng)景上的準(zhǔn)備
自動(dòng)駕駛的商用,還出現(xiàn)在路徑固定,對(duì)速度要求不高的場(chǎng)景中,例如景區(qū)、園區(qū)、步行街等區(qū)域的,低速通勤、接駁、遞送,或清掃作業(yè)。
這些場(chǎng)景的市場(chǎng)容量并不太大,但是對(duì)于全開放環(huán)境下,自動(dòng)駕駛的感知、決策、行動(dòng)閉環(huán)的可靠性驗(yàn)證很有意義。
自動(dòng)駕駛在物流、安防服務(wù)機(jī)器人上的應(yīng)用,也是商用方向之一。這個(gè)場(chǎng)景下,環(huán)境的可控性非常強(qiáng),對(duì)感知、決策、控制的要求都不是非常高,現(xiàn)階段屬于自動(dòng)駕駛的下沉應(yīng)用。
自動(dòng)駕駛的導(dǎo)航技術(shù),還被用于掃地機(jī)器人這樣的toC產(chǎn)品,這更是自動(dòng)駕駛的下沉應(yīng)用。
L4/5級(jí)小型乘用車(toC自動(dòng)駕駛)是自動(dòng)駕駛的終極目標(biāo),toB的商用既是商業(yè)變現(xiàn),維持技術(shù)發(fā)展所需資金的需要,也是為跨越toC商用鴻溝做的準(zhǔn)備。
自動(dòng)駕駛的toB、toC商用都還有大量的工程問題需要解決,在可預(yù)見的未來,自動(dòng)駕駛企業(yè)將會(huì)找到更多的商用場(chǎng)景。在這些場(chǎng)景中某些變量是被限定或受控的,因而實(shí)施的難度會(huì)降低,企業(yè)也就能夠更早的投入解決真實(shí)場(chǎng)景中的問題。
當(dāng)消費(fèi)者能夠在很多場(chǎng)景下見到自動(dòng)駕駛被安全的應(yīng)用時(shí),自動(dòng)駕駛的toC商用,也就完成了消費(fèi)者的心理準(zhǔn)備和早期教育。