中國(guó)工程院院士李德毅。
汽車工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力跨越三個(gè)世紀(jì),經(jīng)過(guò)將近150年的發(fā)展,初期人們感興趣的是底盤、傳動(dòng)、機(jī)械,后來(lái)關(guān)心的是能源、被動(dòng)安全、碳排放,關(guān)心汽車電池模塊化、新能源汽車,下一步人們更關(guān)注自動(dòng)駕駛、智能駕駛。
汽車怎么分?汽車廠商分五個(gè)等級(jí)或者六個(gè)等級(jí)。我分法不一樣,最近知道特斯拉發(fā)生了一次致死的事故,因?yàn)锳DAS(離線輔助駕駛,也叫自動(dòng)駕駛)方式。大家都認(rèn)為讓汽車自己跑挺好,但這時(shí)候汽車是自動(dòng)的嗎?特斯拉推辭說(shuō),是要求駕駛員把手放在方向盤上的,誰(shuí)叫你不放在方向盤上呢?所以自動(dòng)駕駛是一個(gè)陷阱,本質(zhì)上還是輔助駕駛。IT行業(yè)更多地把這種方式稱為“自駕駛”,或者叫做“沒(méi)有駕駛員的駕駛”,或稱“自主駕駛”。
我國(guó)家“十三五”規(guī)劃提出了一個(gè)新的概念,叫做以人為本的協(xié)同駕駛,這個(gè)詞比較好。
我個(gè)人,認(rèn)為智能駕駛分四個(gè)等級(jí),無(wú)論是輔助駕駛還是自動(dòng)駕駛都是人駕,到了自駕是“馬駕”,到了人機(jī)協(xié)同是“人馬一起駕”。大家知道指揮官騎在馬上,跨越壕溝時(shí)指揮官是不用考慮馬是怎么蹬腿的,但是指揮官受傷后馬得把指揮官帶回家,所以我們認(rèn)為馬和指揮官的關(guān)系相當(dāng)于人和智能駕駛汽車的關(guān)系。
全球智能駕駛的實(shí)踐近乎火爆,盡管形態(tài)多樣,方法各異,但也趨向形成共識(shí)。從認(rèn)知試驗(yàn)走向認(rèn)知工程,工程化很重要。汽車是跑出來(lái)的而不是設(shè)計(jì)出來(lái)的。
智能車的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)正在迅速開(kāi)辟道路,要建立全新的智能車生態(tài)環(huán)境,性能可靠性越高越好,成本越低越好。
智能車產(chǎn)業(yè)預(yù)測(cè)
預(yù)測(cè)一下智能汽車產(chǎn)業(yè)五年后2020年會(huì)是什么樣子?
性能要高就不能用一個(gè)攝像頭就解決了,如果把白色的大卡車看作是藍(lán)天白云這顯然是荒謬的,所以傳感器非常重要。不但要有攝像頭,尤其還要有高精度雷達(dá)、紅外雷達(dá),因此性能提高跟傳感器數(shù)量和種類密切相關(guān)。我這里尤其要強(qiáng)調(diào)的是,光有傳感器還不夠,中間少了一個(gè)裝備叫做“駕駛腦”,沒(méi)有駕駛腦光有傳感器車子開(kāi)不好。
可靠性,將駕駛可靠性三個(gè)9提高五個(gè)9,比人工駕駛高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
成本,智能車價(jià)格提升200%,能否接受?大概可以接受的,如現(xiàn)在40萬(wàn)的車將來(lái)用80萬(wàn)的,估計(jì)大家都愿意去試一試。
在這樣一個(gè)大市場(chǎng)背景下,是一個(gè)什么樣的生態(tài)環(huán)境呢?
第一,出行有風(fēng)險(xiǎn),開(kāi)車須謹(jǐn)慎,安全無(wú)盡頭,智能無(wú)極限。不要想著有了智能車就不會(huì)出事故,就好像飛機(jī)在天上飛也可能掉下來(lái)。
第二,道路信息化有助于智能車工程化的實(shí)現(xiàn),但重點(diǎn)還是要放在車的智能上。
第三,車載傳感器必然是多元異構(gòu),沒(méi)有哪一種傳感器是萬(wàn)能的,不要想著單靠攝像頭就可以解決問(wèn)題,人的視覺(jué),雙目測(cè)試你距離到不了毫米和厘米,所以要綜合考慮性能可靠性和成本,輪式機(jī)器人的傳感器配置方案和駕駛途徑是多樣化的。
第四,包括自動(dòng)駕駛在內(nèi)的越來(lái)越豐富的汽車輔助駕駛手段離自主駕駛僅一步之遙,跨過(guò)這一步比人們預(yù)料的要快。
第五,引入人類生活130年的汽車,車輛動(dòng)力學(xué)性質(zhì)已經(jīng)相當(dāng)完善,其人機(jī)工程學(xué)的巨大成功導(dǎo)致縱向控制和橫向控制的解耦,為智能車的自主駕駛和雙駕駛雙控奠定了基礎(chǔ),人機(jī)協(xié)同共駕勢(shì)在必行。人可以開(kāi),機(jī)器也可以開(kāi),兩個(gè)人可以輪著來(lái)或者系統(tǒng)共駕。
以人為本的協(xié)同共駕,有多少人有哪些人?
一是機(jī)器人,二是駕駛位上的駕駛員(當(dāng)然他可以空缺),三是程序調(diào)試員、試驗(yàn)和維護(hù)人員,四是乘員,五是互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)端的車主,這個(gè)車主可以不在車上,但是他應(yīng)該能控制車,但有一種是互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)端的黑客?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+汽車”要考慮遠(yuǎn)端的請(qǐng)求、控制、攻擊。
第六,智能車帶來(lái)的倫理問(wèn)題和交規(guī)修改問(wèn)題沒(méi)有想象的那么難那么遠(yuǎn),歸根到底還是兩個(gè)責(zé)任人,一個(gè)是車廠,一個(gè)是車主,當(dāng)然在具體運(yùn)行方式上可能有保險(xiǎn)公司介入,但是責(zé)任可以分得清,修改法規(guī)并不難。
第七,智能駕駛,未來(lái)已來(lái)。和轎車相比,“兩客一危”、房車和中重型貨運(yùn)車輛智能化需求更為迫切,各種各樣的智能商用車的社會(huì)化運(yùn)營(yíng)比智能轎車的私人購(gòu)買要早。重心放在哪里?對(duì)企業(yè)家來(lái)說(shuō)必須有一個(gè)戰(zhàn)略的眼光,而不是湊熱鬧改小車。
第八,各國(guó)都在積極探索建立高效的智能車實(shí)驗(yàn)場(chǎng)、示范項(xiàng)目,規(guī)范智能車的測(cè)試語(yǔ)評(píng)估,探索運(yùn)營(yíng)模式。中國(guó)的第一個(gè)就在上海嘉定城,已經(jīng)在做規(guī)劃,將來(lái)可以在那里進(jìn)行試驗(yàn)。
第九,利用包括智能車傳感器在內(nèi)的大數(shù)據(jù),可以優(yōu)化交通基礎(chǔ)資源,實(shí)時(shí)監(jiān)控交通設(shè)施和車輛,即時(shí)處置交通事故,緩解交通擁堵,有效建立公路物流。
第十,智能駕駛對(duì)汽車也不是災(zāi)難而是福音,智能車渴望成為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代手機(jī)之后的新型端設(shè)備,包括自主駕駛汽車在內(nèi)的輪式機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)井噴期,整車價(jià)格上不封頂。專職司機(jī)行業(yè)將逐漸消失,私人擁有轎車的時(shí)代漸行漸遠(yuǎn),智能車產(chǎn)業(yè)化必將興起。
這是我對(duì)第一個(gè)問(wèn)題的基本思考。
這時(shí)候哪一家產(chǎn)業(yè)違背了智能車產(chǎn)業(yè)的生態(tài),就難以崛起,也不可能茁壯成長(zhǎng),不是你老板一拍桌子就可以解決的,我們交的學(xué)費(fèi)已經(jīng)就多的了。
智能車產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工作
僅僅由研究院所或高校利用改裝后的汽車在封閉道路環(huán)境下的無(wú)人駕駛試驗(yàn)和比賽已經(jīng)成為過(guò)去,轉(zhuǎn)而進(jìn)入智能車工程化和市場(chǎng)化的新階段。
沒(méi)有智能車的工程化就不可能有智能車的產(chǎn)業(yè)化,我們已經(jīng)從認(rèn)知科學(xué)的研究轉(zhuǎn)向認(rèn)知功能的實(shí)踐??傮w來(lái)說(shuō),一個(gè)智能車有三大類傳感器。第一大類是GPS、北斗衛(wèi)星定位接受器,第二大塊是攝像頭,有看交通指示牌的,有看前面障礙物的,攝像頭多的可以七八個(gè),少的可以一兩個(gè),現(xiàn)在車上都有一個(gè)行車記錄儀。第三類是雷達(dá),有激光雷達(dá)、超聲雷達(dá)、紅外雷達(dá),希望將來(lái)一個(gè)激光雷達(dá)大概1千美元以下。
以上主要解決三個(gè)問(wèn)題:我在什么地方?我周邊有什么?我下一步怎么走?
國(guó)有大部分汽車電子企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)走的是后裝和改裝之路,形成當(dāng)今ADAS的最后繁榮。在全球智能化產(chǎn)業(yè)化的大潮逼迫下,不得不走上原裝和前裝之路,從汽車電子專項(xiàng)電子汽車、數(shù)字汽車、自動(dòng)汽車,直到智能汽車,車載傳感器在產(chǎn)業(yè)化鏈條中的位置大大前移。駕駛過(guò)程中,駕駛員在回路中的預(yù)測(cè)控制是汽車自身無(wú)法替代的。
自主駕駛的基本問(wèn)題就是駕駛員駕駛過(guò)程中與環(huán)境和周邊車輛的交互認(rèn)知“哪里去了”,駕駛員的作用在自主駕駛中“由誰(shuí)替代”,用雷達(dá)傳感器、視覺(jué)傳感器、車載傳感器、定位傳感器進(jìn)行定位,通過(guò)這些來(lái)決策當(dāng)前和下一步應(yīng)該怎么辦。有了這個(gè)決策之后就可以控制車子的方向盤、油門和剎車,然后進(jìn)行控制。
看一個(gè)車就是看它的感知、認(rèn)知,再感知再認(rèn)知的過(guò)程,其中有記憶、長(zhǎng)期記憶、工作記憶和瞬間記憶,有思維判斷,有執(zhí)行,感知、認(rèn)知、行動(dòng),再感知,再認(rèn)知,再行動(dòng),構(gòu)成了智能車的全部?jī)?nèi)容。
駕駛腦研發(fā)走過(guò)了十年的道路,一開(kāi)始我們把傳感器、交換機(jī)、計(jì)算機(jī)和服務(wù)器放在車?yán)铮郧笆呛艽蟮?,后?lái)放在一個(gè)小一點(diǎn)的抽屜那么大的,現(xiàn)在一體化,把駕駛腦融入車內(nèi),僅僅飯盒這么大。以前人們認(rèn)為,自動(dòng)駕駛就是啟動(dòng)計(jì)算機(jī)程序讓汽車自動(dòng)開(kāi),如果程序不合適就由人調(diào)程序,本質(zhì)是程序員通過(guò)程序教機(jī)器人開(kāi)車,成為“軟件定義的機(jī)器”實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。
這樣的觀點(diǎn)是對(duì)還是不對(duì)?我認(rèn)為是錯(cuò)的,因?yàn)樗疡{駛員取消了。自動(dòng)駕駛是不是等于自主駕駛呢?多少種自動(dòng)駕駛模式才能夠完全覆蓋各種各樣的駕駛場(chǎng)景,這是充分條件。從一種自動(dòng)駕駛模式切換到另一種自動(dòng)駕駛模式是唯一確定的嗎?這是必要條件。如果不能確定,那自動(dòng)駕駛是一個(gè)陷阱,自動(dòng)駕駛本質(zhì)是輔助駕駛,一定要自主駕駛。
智能車研發(fā)的困難。
不僅僅是各種動(dòng)力學(xué)要求,更重要的是研發(fā)和駕駛員一樣的在線的駕駛腦,模擬實(shí)現(xiàn)人造回路的預(yù)測(cè)和控制。把人在回路中的自主駕駛讓車廠去模擬,是難以承受之重,把機(jī)器駕駛腦的研發(fā)讓車廠去做是難以承受之重,現(xiàn)在北汽、吉利都在做方面的研發(fā),可以把車做得好一點(diǎn),自動(dòng)化水平做得更高一點(diǎn),僅此而已??梢岳梦㈦娮蛹夹g(shù),采用CPU加GPU加FPGA加ASIC架構(gòu)生產(chǎn)專用芯片和板卡來(lái)研發(fā)機(jī)器駕駛腦。
對(duì)于駕駛腦,我們要求“一打一小兩高兩低”:大接口、小尺寸、高性能、高可靠、低功耗、低成本。
車相隨,學(xué)相伴。把駕駛大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為價(jià)值,把駕駛員腦轉(zhuǎn)化為機(jī)器駕駛腦,并和機(jī)器行為融合在一起,讓駕駛員教機(jī)器人開(kāi)車,讓大數(shù)據(jù)開(kāi)車,這才是根本之道。
人常常是在錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)的,試探糾錯(cuò),吸取事故教訓(xùn)是提高駕駛水平的重要環(huán)節(jié),因此一次次的駕駛事故也可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)形成事故記憶棒。比較的駕駛員在當(dāng)前駕駛態(tài)勢(shì)下是如何避免事故的,這樣一來(lái)就生成事故記憶棒。假如說(shuō)特斯拉這次這個(gè)情景變成一個(gè)事故記憶棒,告訴大家奇跡將發(fā)生,所有的車子裝上這個(gè)場(chǎng)景,那么這個(gè)駕駛事故將會(huì)被所有的智能車銘記,這倒是一幅美妙的前景。
當(dāng)今深度學(xué)習(xí)正站在全球人工智能的風(fēng)口,普遍把卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于點(diǎn)云圖象識(shí)別、完成感知階段的自學(xué)習(xí)。而我們另辟蹊徑,把卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于形式化之后的、基于可用路權(quán)的駕駛態(tài)勢(shì)圖和反映駕駛操作全部?jī)?nèi)容的認(rèn)知箭頭形成的圖對(duì)上,用于認(rèn)知階段的深度學(xué)習(xí),大大減少簡(jiǎn)化了實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)量。
駕駛腦是作為智能車產(chǎn)業(yè)化重要的零部件,在傳感器之后,但是在整體解決方案之前,是一個(gè)重要的零部件,它是一個(gè)活地圖,傳感器替代不了,車廠替代不了,駕齡替代不了,地圖替代不了,自動(dòng)駕駛替代不了。
自動(dòng)駕駛本質(zhì)是輔助駕駛,它是一個(gè)陷阱,我們要用深度學(xué)習(xí)的方法研發(fā)駕駛腦替代駕駛員。
云計(jì)算大數(shù)據(jù)助推并成就了智能車產(chǎn)業(yè)化。
在我們的駕駛腦里面是雙總線架構(gòu),智能車零部件從車載傳感器到駕駛腦,從零部件性能可靠性到整車的智能魯棒性評(píng)測(cè),正在形成規(guī)?;a(chǎn)智能車的全新產(chǎn)業(yè)鏈條,形成智能車市場(chǎng)切入的突破口,跨界創(chuàng)新、尤其是人工智能、自動(dòng)化工程和汽車業(yè)的跨界創(chuàng)新展現(xiàn)出勃勃生機(jī)。
我們30年用市場(chǎng)換技術(shù),最后拿到了多少技術(shù)?我們?nèi)鄙龠@方面的知識(shí)產(chǎn)權(quán),人家不給你開(kāi)放。不要再做美夢(mèng)了,市場(chǎng)是換不來(lái)技術(shù)的,只有技術(shù)才能換來(lái)市場(chǎng)。
國(guó)家的戰(zhàn)略需求。
車載傳感器國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫,尤其是車載雷達(dá),ADAS的最后繁榮和轉(zhuǎn)型之路將會(huì)導(dǎo)致一大堆ADAS公司倒閉,因?yàn)槿藗儾灰愫蟾难b的產(chǎn)品了。建立智能化和自動(dòng)化握手的方法學(xué),我們正在做,建立智能車測(cè)試場(chǎng)和智能駕駛示范,制定智能車行駛道路和環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn),發(fā)放智能車生產(chǎn)許可證和智能車駕照。
智能駕駛試驗(yàn)、示范與評(píng)估迫在眉睫。
智能車各種感知和認(rèn)知手段相互依存,甚至彼此纏繞,在各類比賽場(chǎng)、測(cè)試場(chǎng),智能車表現(xiàn)出的千奇百怪、反反復(fù)復(fù),人們困惑過(guò)、迷茫過(guò),試來(lái)試去理不出頭緒,試驗(yàn)和評(píng)估活動(dòng)混亂無(wú)序。
也就是在這多彩多姿的實(shí)踐活動(dòng)中,正在逐漸形成明確的試驗(yàn)約束,呼喚智能車零部件生產(chǎn)與組裝、智能駕駛規(guī)范化試驗(yàn)、智能評(píng)估認(rèn)知的方法學(xué)。我們十多年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)摸索出了一條道路,這條道路可以解耦合、排先后、拾階而上,由上而下的認(rèn)識(shí)問(wèn)題,由下而上的解決問(wèn)題;先后有序,遞進(jìn)式調(diào)模塊,不牽一發(fā)而動(dòng)全身,減少耦合,增量式調(diào)智商,不相互纏繞?;旌暇幗M,交叉驗(yàn)證,常態(tài)試驗(yàn)。
智能車產(chǎn)業(yè)化展望
智能車是我國(guó)智能制造2025的第一張名片,也是我國(guó)智慧城市、智能交通的第一張名片,智能車產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的變化是全方位的,影響不可低估。我們認(rèn)為,智能商用車的社會(huì)化運(yùn)營(yíng)可能要比智能車轎車購(gòu)買較早,將來(lái)可能商務(wù)大巴是潮流,公路列車物流、中重型貨車、特種車輛、社區(qū)通勤、景觀觀光也是潮流。房車可能是一個(gè)家庭的第三輛車或者第四輛車,房車就是移動(dòng)家居,智慧城市必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),房車怎么做?我們現(xiàn)在正在深圳做兩臺(tái)房車的無(wú)人駕駛。還有賽車,賽車也是很重要的產(chǎn)業(yè)。
輪式機(jī)器人正在擠壓乘用車市場(chǎng)空間,正成為人類生產(chǎn)、生活的經(jīng)常態(tài),工廠用、農(nóng)田用、港口用、測(cè)量用、戰(zhàn)場(chǎng)用,社區(qū)用,辦公用,家里用,醫(yī)院用,方便、簡(jiǎn)潔、自主、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí),和手機(jī)一樣正在成為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,正在擠壓小轎車市場(chǎng)。不是說(shuō)小轎車市場(chǎng)沒(méi)有了,還是有人愿意用來(lái)表現(xiàn)自己的身份。
未來(lái)智能車產(chǎn)業(yè)化有七個(gè)里程碑,在座的企業(yè)愿意成為其中一員嗎?
第一個(gè)里程碑是誰(shuí)能成為我國(guó)生產(chǎn)車載毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)量產(chǎn)首家過(guò)千臺(tái)的企業(yè),這在當(dāng)前有引領(lǐng)的作用;
第二個(gè)里程碑,誰(shuí)能成為我國(guó)生產(chǎn)線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、線控動(dòng)力系統(tǒng)量產(chǎn)首家過(guò)千臺(tái)的企業(yè),自動(dòng)化做不好什么都是浮云;
第三個(gè)里程碑,誰(shuí)能成為我國(guó)駕駛腦量產(chǎn)首家過(guò)千的微電子企業(yè);
第四個(gè)里程碑,政府尤其工信部何時(shí)能夠發(fā)放我國(guó)自主車生產(chǎn)許可證,何時(shí)能發(fā)放智能車駕照,說(shuō)這個(gè)車子可以拿到C2、B2或者A照;
第五個(gè)里程碑,誰(shuí)能成為我國(guó)智能車量產(chǎn)首家過(guò)千臺(tái)的企業(yè);
里程碑六,哪個(gè)企業(yè)能夠成為我國(guó)首個(gè)將智能車用作移動(dòng)共享工具的服務(wù)性行業(yè);
里程碑七,哪個(gè)城市能夠成為我國(guó)首個(gè)快速公交智能車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行城市。這七個(gè)里程碑都是值得我們大家考慮的。