清華大學(xué)楊殿閣在第二屆自動駕駛論壇發(fā)表了主題演講

2月20-21日，2019全球第二屆自動駕駛論壇在武漢舉辦，本次論壇以“智能駕駛 改變未來”為主題。清華大學(xué)汽車工程系主任楊殿閣發(fā)表了主題演講，演講內(nèi)容如下。

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位嘉賓，今天非常高興在這里跟大家有一個相聚的機(jī)會，也非常感謝組委會提供了這樣的機(jī)會。

今天我的匯報(bào)主要有四部分內(nèi)容，第一部分是從個人的角度來談一談對于智能汽車技術(shù)變革的理解，第二部分想講講智能汽車跟自動駕駛地圖的關(guān)系，第三部分講中國的自動駕駛地圖發(fā)展的現(xiàn)狀，第四部分想介紹一下我們中國的自動駕駛地圖工作組的一些工作情況。

汽車從1886年誕生到現(xiàn)在135年時間，這是一個穩(wěn)定的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。但現(xiàn)在我們所有人都看到，汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生一場劇變：傳統(tǒng)汽車企業(yè)正在轉(zhuǎn)型，同時大量的新興企業(yè)正在切入傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)，比如谷歌、蘋果、優(yōu)步，中國的百度、騰訊、阿里和滴滴等，這些企業(yè)都是新興勢力的代表，與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)，代表未來。當(dāng)所有的這些企業(yè)在不約而同集體切入傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)時，我們說一定有一股特別巨大的力量推動著這些企業(yè)在做這件事情，這種力量一定是一種革命性的力量。從另外一個角度可以得到一個印證，大家也可以看到世界各國歐洲、美國、日本，包括到中國，政府層面都高度重視這件事情，把智能汽車上升到國家層面，從國家的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策的角度來推動發(fā)展。所以我們汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生一場巨大的技術(shù)變革。

這場技術(shù)變革的典型特征就是新四化，汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化，當(dāng)然也有人會用低碳化來代替電動化，在新四化的背后，我們說是能源的技術(shù)革命，人工智能、大數(shù)據(jù)、共享經(jīng)濟(jì)等新技術(shù)的進(jìn)步力量推動。新四化帶來的不僅僅是汽車產(chǎn)業(yè)的巨大的變革，它也是未來交通出行方式的變革。特別是隨著高級別的自動駕駛，特別是無人駕駛來臨的時候，改變的不僅僅是汽車的擁有和使用的方式，交通基礎(chǔ)設(shè)施，交通管理，交通相關(guān)的法律法規(guī)，這一系列的內(nèi)容都需要發(fā)生改變，整個交通體系都需要被重構(gòu)。

衣食住行是人類的四大基本需求，當(dāng)交通出行方式改變時，整個社會形態(tài)會發(fā)生巨大的改變。所以我們說智能汽車帶來的不僅是汽車產(chǎn)業(yè)的一個變革，也是未來交通出行的重構(gòu)，也是未來社會形態(tài)重要的變化的機(jī)會。

說到這里，大家都會想無人駕駛到底什么時間點(diǎn)會實(shí)現(xiàn)呢？大家平時在看很多互聯(lián)網(wǎng)的文章，有些企業(yè)宣稱L4、L5的自動駕駛很快就要面試了，給大家的一個感覺，無人駕駛時代很快就要來臨一樣。但是真實(shí)的情況不是這樣子的？

根據(jù)美國斯坦福大學(xué)的預(yù)測，真正實(shí)現(xiàn)L4的高級別自動駕駛，節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在2020到2025年，而且最先是在卡車、共享出租車等專用車輛上實(shí)現(xiàn)。對私家車而言，L4級的自動駕駛應(yīng)該在2030年左右的節(jié)點(diǎn)，而L5的自動駕駛至少要等到2035年以后。

結(jié)合中國的實(shí)際情況，L1-L2的自動駕駛已經(jīng)開始規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，到2025年預(yù)計(jì)50%的新車將具備L1-L2的自動駕駛功能，到2030年，我們的基本上所有的新車都會具備L1-L2級自動駕駛，那就意味著如果到2030年，你在車上不具備輔助駕駛的功能，你的車將賣不動。

L4級自動駕駛是區(qū)域有條件的無人駕駛，預(yù)計(jì)在2020到2025這個期間，特別是在奧運(yùn)會之后開始真正的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。我國北京2022年的冬季奧運(yùn)會將是一個很好的自動駕駛的展示舞臺。L4級自動駕駛將首先在專用車輛，在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，比如說公交、礦山、港口，然后包括一些園區(qū)的無人駕駛，但是真正的成熟的L4級自動駕駛商業(yè)模式的成熟期應(yīng)該在2030到2035年。

針對L5級的無條件無人自動駕駛，未來一定能夠?qū)崿F(xiàn)，不過時間將非常久遠(yuǎn)，道路將非常曲折，L5級自動駕駛的成熟商業(yè)模式預(yù)計(jì)到2045-2050年左右才能實(shí)現(xiàn)。

L5級無人駕駛實(shí)現(xiàn)為什么會需要這么長的時間呢？我們來分析一下不同自動駕駛技術(shù)背后的推動力量。大家注意，就是L1-L3級自動駕駛的真正推動方是汽車企業(yè)和零部件公司，應(yīng)對的是消費(fèi)者的需求，消費(fèi)者需要輔助駕駛技術(shù)減輕駕駛壓力，提升行車安全。在這種商業(yè)模式下，成本是一個非常重要的因素，因?yàn)檐囘€是要賣給終端用戶的，用戶是否愿意出錢購買這個功能是技術(shù)落地的重要決定因素。這也決定了L1-L3自動駕駛必定會采用以視覺和毫米波雷達(dá)為主的低成本方案，對這個級別的自動駕駛，用戶只要能接受就能落地。

L4級自動駕駛是場景及運(yùn)營需求驅(qū)動，車企開發(fā)L4級汽車將不是賣給個人用戶，而是賣給運(yùn)營方。運(yùn)營方真正在意的是能否滿足運(yùn)營需求以及運(yùn)營所帶來的收益。比如說在港口，有300輛貨車，有400到500個司機(jī)，一年幾千萬的工資投入，如果L4級無人駕駛上來，一年可以節(jié)省幾千萬工資嘔吐突入，這就是運(yùn)營帶來的收益，這種條件下，車即使增加了一些成本，只要能滿足運(yùn)營需求就能落地。

但是L5級無條件的無人自動駕駛的市場需求推動方并不明確？針對交通安全和交通效率帶來的巨大收益，可能政府會很關(guān)心L5的大規(guī)模應(yīng)用，政府確實(shí)會去推動這件事情。但政府不是一個商業(yè)主體，難以形成有效的市場推動力量。所以這也注定了L5級自動駕駛需要更長的時間去落地。

汽車從駕駛輔助到無人駕駛，從感知到?jīng)Q策、控制、架構(gòu)、車聯(lián)網(wǎng)、信息安全、自動駕駛地圖、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和測試驗(yàn)證，有很多關(guān)鍵技術(shù)需要突破。我今天在所有共性關(guān)鍵技術(shù)里面重點(diǎn)就講我們自動駕駛地圖這部分內(nèi)容。

首先來看一下自動駕駛地圖和智能汽車的關(guān)系。針對5個級別的自動駕駛，L1-L2級ADAS系統(tǒng)，最多使用亞米級的ADAS地圖就可以了，地圖只是一個選項(xiàng)。到L3級自動駕駛，除了ADAS地圖，可能會用到HD MAP，但不是必須的。但如果是到了L4級自動駕駛，厘米級高精度自動駕駛地圖則是必須的。到L5級自動駕駛，自動駕駛地圖不僅是必須的，還必須是實(shí)時自動更新。

我們再看一下車載電子地圖的發(fā)展歷史，從上世紀(jì)80年代電子地圖產(chǎn)生，地圖的精度是在一百米左右。到上世紀(jì)的90年代，隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展，地圖精度得到大幅度提高,精度提升到5米到10米，本世紀(jì)初開始出現(xiàn)ADAS的map，地圖增加了道路的坡度、曲率等，到2012年后，開始出現(xiàn)高精度的自動駕駛地圖。與傳統(tǒng)地圖相比，自動駕駛地圖不僅是位置和形狀精度大大提高，更為關(guān)鍵的是地圖結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及體系都發(fā)生了巨大的變化，地圖從給司機(jī)使用，變?yōu)榻o自動駕駛的計(jì)算機(jī)使用。

自動駕駛地圖應(yīng)該是什么樣子？這是去年我們自動駕駛技術(shù)工作組提出的一個7層模型，與日本的四層模型相比，我們的模型更加完善。在這個模型里面，傳統(tǒng)的道路級的地圖數(shù)據(jù)在里面依然是很重要的一層，也就是說傳統(tǒng)路網(wǎng)數(shù)據(jù)是自動駕駛地圖的一部分，在此基礎(chǔ)上，要有高精度的車道級數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，要有一層高精度的道路環(huán)境3D數(shù)據(jù)，此外還需要有一層數(shù)據(jù)兼容實(shí)時的環(huán)境感知信息，叫動態(tài)障礙物層。第七層信息，與駕駛員相關(guān)，部分與駕駛決策相關(guān)的信息會存在地圖里。傳統(tǒng)地圖可能每公里只是幾十K的數(shù)據(jù)，但是到自動駕駛地圖的時候，每公里可能是幾百兆，當(dāng)時1G的數(shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)更新的頻率也發(fā)生了很大的變化。傳統(tǒng)的路網(wǎng)數(shù)據(jù)是按月來更新的，動態(tài)交通信息是按分鐘來更新的。將來自動駕駛地圖真正要更新的時候?qū)⑹前疵雭碛?jì)算的。

自動駕駛地圖是智能汽車決策的關(guān)鍵數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。整個智能駕駛地圖我們可以看做是一個超級的地圖容器，它本身也是一個巨大的傳感器，它會把所有的感知信息融合在自動駕駛地圖上，形成一個虛擬的行駛環(huán)境，在虛擬的行駛環(huán)境里面進(jìn)行感知、認(rèn)知和理解，進(jìn)而根據(jù)車輛動力學(xué)來規(guī)劃出自己的行駛的路線，再把行駛的路線變成車輛運(yùn)動的軌跡，再把這個軌跡變成它的油門，方向盤和剎車的信號，在控制車輛的行駛，實(shí)現(xiàn)車輛的自動駕駛。所以我們可以看到在這個過程中，自動駕駛地圖是非常重要的，是整個自動駕駛大腦的核心。

下面給大家介紹一下中國自動駕駛地圖的進(jìn)展。近年來，地圖產(chǎn)業(yè)涌入了很多的新的進(jìn)入者，除了傳統(tǒng)的圖商，新增了很多新的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、汽車零部件企業(yè)以及整車企業(yè)。根據(jù)我們工作組的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)百度、四維和高德等幾家傳統(tǒng)圖商在自動駕駛地圖的發(fā)展過程中還是領(lǐng)先的，起著主導(dǎo)的作用，整個地圖數(shù)據(jù)的制作加工上面也是處于領(lǐng)先的。目前這三家圖商，自動駕駛地圖基本都采集了30萬公里左右，覆蓋了高速路、大城市的環(huán)路。預(yù)計(jì)在2020年左右可以覆蓋主要的城市道路。在數(shù)據(jù)的采集加工制作方面，這幾家圖商除了進(jìn)口一些高精度采集設(shè)備以外，基本上也都具備自主開發(fā)測量設(shè)備的能力。從地圖數(shù)據(jù)的加工上，地圖的自動化加工技術(shù)和能力也得到了大幅度的提升，AI技術(shù)在地圖加工中發(fā)揮了重要的作用。

最后給大家介紹一下我們自動駕駛技術(shù)工作組的一些工作。在2018年4月份，在中國汽車工程學(xué)會協(xié)會和智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)盟的支持下，成立了自動駕駛地圖工作組。工作組由學(xué)會、協(xié)會和聯(lián)盟指導(dǎo)，清華大學(xué)和國汽牽頭組織，目前成員單位已經(jīng)有38家企業(yè)，包括整車企業(yè)，零部件企業(yè)，圖商。工作組的一個重要任務(wù)就是對接ISO，歐洲的OADF和NDS，以及日本的DMP。推動中國自動駕駛地圖標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。在地圖工作組成立后，我們啟動了三個方面的課題研究：一個是自動駕駛地圖的標(biāo)準(zhǔn)體系，一個是自動駕駛地圖政策法規(guī)如偏轉(zhuǎn)問題，一個是中國自動駕駛地圖的技術(shù)路線圖。在過去的一年中我們開了兩次的工作組的內(nèi)部會議，舉辦了兩次大的學(xué)術(shù)交流活動，在工程院、學(xué)會和協(xié)會的支持下，與國家政府部門就有關(guān)自動駕駛地圖測繪及出版發(fā)行、插件和偏轉(zhuǎn)等問題進(jìn)行了探討交流。由于保密原因，中國的車載地圖使用過程中有很多的限制，地圖數(shù)據(jù)精度是有限的，而且是經(jīng)過加密偏轉(zhuǎn)的，同時地圖數(shù)據(jù)中沒有高程和曲率等信息，而這些信息對自動駕駛是非常重要的。

后面我們自動駕駛地圖工作組也將重點(diǎn)圍繞這三方面開展工作。一個很重要的一個工作是我們希望能夠解決自動駕駛地圖的出版發(fā)行，這涉及解決審圖問題，解決加密插件問題等。同時我們自動駕駛地圖還可能會涉及眾包采集問題，如何推進(jìn)眾包采集自動駕駛地圖，這也將是我們工作組后面重點(diǎn)要推進(jìn)的一個工作。

工作組還將重點(diǎn)推動我們中國的自動駕駛地圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。自動駕駛地圖應(yīng)該有哪些標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)該怎么去起草？什么時間起草，標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容如何確定。我們怎么去跟NDS地圖標(biāo)準(zhǔn)兼容，怎么去跟DMP兼容？當(dāng)然里面還有一些剛才提到的地圖在線更新，地圖分包采集等。

除數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)外，自動駕駛地圖中還隱藏著車輛安全問題，我們現(xiàn)在的地圖里頭有一個插件，這個插件是我們09年的時候引入的，根本沒有車輛安全等級的考慮。這就意味著不管是什么級別的車控軟件，只要加了這個插件進(jìn)來以后，安全等級立馬就掉下來了，滿足不了汽車的控制的使用要求，這也是一個很重要的問題，這也是我們工作組正在推動的一些工作。

剛才介紹的這些工作，大家也可以看到，所有的這些工作恐怕不是任何一個企業(yè)自己能做的，也不是我們清華大學(xué)自己能做的，這些事情是需要全行業(yè)去做的，就像今天比如我們在做500多人，如果每個人有自己的聲音，500多個聲音，政府都不知道該聽誰的，但如果500多個人凝聚在一起，統(tǒng)一起來用一個聲音發(fā)聲，國家就知道你整個行業(yè)的訴求是什么。所以這也是我們自動駕駛工作組的很重要的一個目的，希望凝聚全行業(yè)的力量來推動這件事情的發(fā)展，我們其他的智能汽車相關(guān)技術(shù)也是希望用這樣的方式去發(fā)展，整車企業(yè)、零部件企業(yè)、ICT企業(yè)和科研院所，跨界融合，協(xié)同創(chuàng)新，聯(lián)手實(shí)現(xiàn)自動駕駛共性關(guān)鍵技術(shù)的突破，建立自動駕駛關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐，構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，全面推動自動駕駛應(yīng)用落地和產(chǎn)業(yè)化，在此過程中提升中國汽車產(chǎn)業(yè)的綜合競爭實(shí)力，助力中國汽車強(qiáng)國夢的實(shí)現(xiàn)。

我的匯報(bào)就到這里，謝謝大家的傾聽。