自動(dòng)駕駛的應(yīng)用之路 - 自動(dòng)駕駛技術(shù)到底什么時(shí)候能成熟？

　　| 自動(dòng)駕駛的應(yīng)用之路

　　目前公眾對(duì)于自動(dòng)駕駛的質(zhì)疑，其實(shí)是有一個(gè)假設(shè)的前提，那就是允許汽車在任何時(shí)候，在任何開放道路上都可以行駛，這無疑是終極目標(biāo)，但你能想象自動(dòng)駕駛車如何聽從操著方言的交警指揮嗎？拿一個(gè)最難的場(chǎng)景去評(píng)估一項(xiàng)在發(fā)展中的技術(shù)，自然很容易得出較為悲觀的結(jié)論，而事實(shí)上，正如我們?cè)谇懊婵吹降淖詣?dòng)駕駛卡車的例子一樣，商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)生是有多樣化的，在達(dá)到終極目標(biāo)的過程中，或者限定場(chǎng)景，或者限定功能，就有可能將自動(dòng)駕駛應(yīng)用落地，產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值。

　　如果順著與自動(dòng)駕駛卡車相同的思路去探索商業(yè)化路徑，會(huì)發(fā)現(xiàn)不少行業(yè)都可以在短期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)。

　　倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)：領(lǐng)先的電商如亞馬遜和京東已經(jīng)部署了AGV；

　　用于農(nóng)業(yè)的自動(dòng)駕駛車輛：包括可以進(jìn)行耕作和收割的農(nóng)業(yè)機(jī)械，在非道路上進(jìn)行低速移動(dòng)的場(chǎng)景難度很小，轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)可用其它運(yùn)輸車輛轉(zhuǎn)移；

　　局部封閉場(chǎng)所：如度假村、旅游景區(qū)、機(jī)場(chǎng)、礦區(qū)、碼頭、建筑工地等，在該應(yīng)用下的車輛多數(shù)是特種車輛，如挖掘機(jī)、起重機(jī)、小型電動(dòng)車等。

　　隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，更多的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景將得以實(shí)現(xiàn)：

　　城市公交系統(tǒng)：有固定的行駛線路，例如使用公交專用道，可以有選擇地施行自動(dòng)駕駛。

　　商業(yè)運(yùn)營(yíng)車輛：如出租車、公司班車等。

　　對(duì)于私人車輛，其自動(dòng)駕駛的應(yīng)用普及也可以按照?qǐng)鼍暗牟煌秶鸩綌U(kuò)大：例如先在高速公路上實(shí)現(xiàn)；然后是停車場(chǎng)，最后才是開放道路。一份來自通用汽車的調(diào)查顯示，在超大型城市，30%的汽油浪費(fèi)在尋找停車位的過程中，而中心城區(qū)的停車時(shí)間通常超過15分鐘，停車場(chǎng)的自動(dòng)駕駛其實(shí)意義很大，而停車場(chǎng)的駕駛環(huán)境也相對(duì)友好，不存天氣因素，速度也低，也是封閉場(chǎng)所，其實(shí)現(xiàn)難度明顯要比開放道路低。

　　| 商業(yè)化的邏輯

　　無論自動(dòng)駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景是什么樣，這背后始終有三個(gè)核心原則需要滿足：技術(shù)上成熟度達(dá)到該應(yīng)用場(chǎng)景的要求；投資成本可接受；投資回報(bào)達(dá)到突破點(diǎn)：相對(duì)于之前的有人駕駛，必須能夠減少成本或者增加收益，并且這種商業(yè)收益是可以被量化的，一句話：部署自動(dòng)駕駛就意味著省錢或者賺錢，否則只能落入作秀的場(chǎng)景。

　　因此，自動(dòng)駕駛的商業(yè)化路徑，在不同國(guó)家也勢(shì)必各不相同，因?yàn)橄嗤膽?yīng)用場(chǎng)景，成本結(jié)構(gòu)不同，例如出租車行業(yè)，美國(guó)的出租車人工成本顯然要比中國(guó)高非常多，這也是Uber在自動(dòng)駕駛技術(shù)的投入上如此激進(jìn)的原因之一。

　　在國(guó)內(nèi)，一線城市都在積極推動(dòng)自動(dòng)駕駛的測(cè)試實(shí)驗(yàn)區(qū)開發(fā)，背后的商業(yè)化驅(qū)動(dòng)力不容忽視，北京市超過20%的路面是被汽車所占據(jù)的，而一輛私人汽車的實(shí)際利用率通常只有不到10%，超過90%的時(shí)間里都處于泊車狀態(tài)，這帶來了兩個(gè)巨大的難題：停車難、擁堵（潮汐式通行，尋找停車位造成的局部路段擁堵）。

　　解決之道呢，從傳統(tǒng)上講，需要修建更多的停車場(chǎng)，以及更多的道路，而這無可避免地要消耗土地，現(xiàn)在的一線城市土地是什么價(jià)？上海平均超過一個(gè)億/畝，如果我們能利用自動(dòng)駕駛提高車輛利用率，停車場(chǎng)就可以少建，如果少停10萬(wàn)輛車，則省出來的停車場(chǎng)面積至少是1.6平方公里，價(jià)值2400億元！道路資源也是一樣，如果可以利用自動(dòng)駕駛結(jié)合綠波帶通行，將道路利用率提升一倍，則很多道路就可以重新規(guī)劃，例如減少新建道路，或者舊的道路連同小區(qū)集中拆除，做整體改造，對(duì)于土地的節(jié)約是顯而易見的。

　　成本同樣是無法忽視的，一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，其商業(yè)化之路，往往是伴隨著成本的下降逐步展開的。今天，我們的大部分汽車上都安裝有雷達(dá)，但當(dāng)雷達(dá)最初投入實(shí)用，是在二戰(zhàn)前夕，1936年英國(guó)人在索夫克海岸架起了第一個(gè)雷達(dá)站，之后在二戰(zhàn)中，雷達(dá)技術(shù)在巨大的軍事需求下得到飛速發(fā)展，從地基防空雷達(dá)擴(kuò)展到艦載雷達(dá)，隨后機(jī)載雷達(dá)也出現(xiàn)了，之后雷達(dá)才漸漸步入民用，二十年前雷達(dá)才開始應(yīng)用于汽車，而77GHz毫米波雷達(dá)在汽車上的應(yīng)用只是近幾年的事，這里面固然有技術(shù)的因素，但成本無疑是決定性的，畢竟汽車是大眾消費(fèi)品，成本的因素?zé)o法忽視，對(duì)于自動(dòng)駕駛同樣如此，在成本沒有降低到一定程度之前，在乘用車上的普及是不可能的。

　　| 不可忽視的技術(shù)因素

　　目前，幾乎所有的自動(dòng)駕駛測(cè)試車都是基于自主感知的模式，也就是利用多種不同種類的傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知，但是，任何一種傳感器都是有局限性的，而傳感器融合并不是那么容易做到。例如，雷達(dá)探測(cè)到前方有強(qiáng)烈的回波并確認(rèn)這是一個(gè)很大的障礙物，而攝像頭卻沒有看到，這時(shí)該相信哪一種傳感器的數(shù)據(jù)？而真實(shí)情況可能是前方有一個(gè)易拉罐，它放大了雷達(dá)的回波。

　　自動(dòng)駕駛所需要的安全性如此之高，必須有多重冗余的感知手段，V2X在這里扮演了非常關(guān)鍵的角色，與攝像頭或者雷達(dá)不同，V2X是一種精確感知手段，依靠802.11p或者5G通信，V2X可以在大得多范圍內(nèi)（室內(nèi)300米，室外1000米）準(zhǔn)確感知周圍車輛的態(tài)勢(shì)，包括其位置、車速、轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)等，同時(shí)，通過與道路基礎(chǔ)設(shè)施的通信，獲得局部范圍的精確地理信息；V2X使動(dòng)態(tài)的車隊(duì)組網(wǎng)成為可能，并且可以通過V2I，實(shí)現(xiàn)綠波帶通行；V2X不會(huì)受到天氣條件的影響，這一切是其它傳感器難以企及的?？梢哉f，V2X使自動(dòng)駕駛的可靠性發(fā)生了質(zhì)的飛躍。

　　但V2X是典型的依賴于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，這意味著其真正主導(dǎo)者只有一個(gè)：政府。目前，中國(guó)的V2X的標(biāo)準(zhǔn)還在制定中，LTE-V技術(shù)也才剛剛開始研究，距離實(shí)用化還有很長(zhǎng)的路要走，這折射出政府決策的復(fù)雜性，這使得V2X部署時(shí)間很難預(yù)測(cè)，而局部封閉場(chǎng)所的V2X部署要容易得多，一家公司就可以在機(jī)場(chǎng)或者某個(gè)園區(qū)部署V2X，并且由于是封閉場(chǎng)所，不需要考慮互聯(lián)互通，或者標(biāo)準(zhǔn)的問題，因此商業(yè)化實(shí)施的效率就很高。

　　V2X的價(jià)值依賴于它的普及率，如果公路上的車輛V2V的覆蓋率不是100%，那它的意義就會(huì)大打折扣，V2I則需要基礎(chǔ)設(shè)施方面的大量投入。目前自動(dòng)駕駛研發(fā)方面，媒體的聚光燈對(duì)準(zhǔn)的依然是車廠，但如果要讓V2X達(dá)到全覆蓋，政府的作用是不可替代的。和任何一項(xiàng)大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資一樣，V2I的部署不可能一開始就規(guī)劃全覆蓋，而是先從局部開始，因?yàn)檫@樣的投資必須考慮商業(yè)回報(bào)。我們可以設(shè)想，政府可能會(huì)先在幾條主干高速公路部署V2I，例如G2京滬高速，長(zhǎng)三角城市帶高速等，以提升道路利用率，獲得更高的商業(yè)回報(bào)。

　　今天，自動(dòng)駕駛的感知和決策環(huán)節(jié)的主流技術(shù)發(fā)展方向逐漸清晰，即基于深度學(xué)習(xí)與增強(qiáng)學(xué)習(xí)結(jié)合的機(jī)器學(xué)習(xí)，但機(jī)器學(xué)習(xí)需要大數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)才能達(dá)到高性能和高可靠性。這意味著，開發(fā)者需要將自動(dòng)駕駛設(shè)備先安裝到大量的車輛上，讓車輛在實(shí)際運(yùn)行中才能產(chǎn)生所需要的數(shù)據(jù)量，結(jié)果就會(huì)陷入雞生蛋還是蛋生雞的問題：一開始自動(dòng)駕駛的可靠性不好，無法出售大量設(shè)備；設(shè)備量不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)量不夠，又會(huì)制約性能的提升。如果最開始先在某些特定應(yīng)用方面進(jìn)行部署，則可以逐步積累數(shù)據(jù)，提升性能，為更大范圍的自動(dòng)駕駛應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

　　谷歌自動(dòng)駕駛從七年前開始測(cè)試，到現(xiàn)在也只跑了3百萬(wàn)公里，而特斯拉的Autopolit從15年10月啟用以來的多半年內(nèi)，已經(jīng)積累了1.6億公里以上的行駛里程；Uber更夸張，摩根士丹利曾在一份報(bào)告中稱：“Uber在24分鐘內(nèi)收集到的數(shù)據(jù)，就相當(dāng)于谷歌自動(dòng)駕駛汽車自誕生以來記錄下的所有數(shù)據(jù)。”

　　這就是通過量產(chǎn)車積累數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)。說到底，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)必須在實(shí)踐中才能完善，單個(gè)公司的測(cè)試規(guī)模有限，而且效率太低。在技術(shù)史上這樣的例子不勝枚舉，蘋果在推出第一代iPhone的時(shí)候，上市后僅僅幾周，用戶就發(fā)現(xiàn)了幾百個(gè)bug，這還是質(zhì)量要求苛刻的喬布斯的作品。

　　同時(shí)，自動(dòng)駕駛的開發(fā)還有高度的地域性特點(diǎn)，歐洲和北美的駕駛環(huán)境不同，中國(guó)的駕駛環(huán)境與歐美差異更大，比如司機(jī)變道頻繁、人車混行嚴(yán)重等，車輛特征差異大、道路系統(tǒng)復(fù)雜等，這些本地化因素往往導(dǎo)致本來在歐美比較成熟的功能，如變道、過十字路口等，在中國(guó)實(shí)測(cè)的成功率急劇降低。從這個(gè)意義上講，本地化的數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)駕駛決策算法開發(fā)是無法回避的，在這個(gè)問題上，地平線機(jī)器人與相當(dāng)多的國(guó)外車廠和國(guó)際Tier1都有廣泛的討論，各方都有高度認(rèn)同。

　　| 歷史的啟迪

　　美國(guó)智庫(kù)蘭德公司在其發(fā)布的《駛向安全》報(bào)告中認(rèn)為，自動(dòng)駕駛的安全性需要數(shù)億至數(shù)千億英里，才能驗(yàn)證其可靠性，凸顯了在開放道路上全自動(dòng)駕駛的復(fù)雜性，以及由此帶來的在測(cè)試方法上的巨大挑戰(zhàn)。

　　憑借在機(jī)器學(xué)習(xí)方面的出色成績(jī)，地平線機(jī)器人在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域吸引了業(yè)界的廣泛關(guān)注，同時(shí)，地平線定位于做自動(dòng)駕駛解決方案的Tier2供應(yīng)商，與多家車廠和Tier 1保持了廣泛的溝通，并與其中的多家合作伙伴進(jìn)行了深入合作，這樣的一個(gè)比較偏上游的定位，給了地平線一個(gè)很好的視角，去觀察并思考這個(gè)行業(yè)，更多地從市場(chǎng)真實(shí)需求從出發(fā)，去制定相應(yīng)的技術(shù)路線圖。

　　在通往完全無人駕駛的終極目標(biāo)的路上，確定了較多的中間節(jié)點(diǎn)，我們相信ADAS依然會(huì)持續(xù)演進(jìn)，從目前的Level2向Level3過渡，最終朝Level4的自動(dòng)駕駛發(fā)展，而在技術(shù)研發(fā)上從感知，到三維場(chǎng)景語(yǔ)義理解，再到環(huán)境態(tài)勢(shì)預(yù)判、路徑規(guī)劃，場(chǎng)景方面逐漸擴(kuò)大其適用面，從高速公路到一般道路。同時(shí)，ADAS也會(huì)從外部感知擴(kuò)展到對(duì)司機(jī)的感知和理解，確保在自動(dòng)駕駛和手動(dòng)駕駛方面的過渡可靠性。

　　一個(gè)有遠(yuǎn)大抱負(fù)的企業(yè)往往會(huì)希圖畢其功于一役，一步到位將革命性的技術(shù)投入商業(yè)化。摩托羅拉一手開創(chuàng)了移動(dòng)通信時(shí)代，當(dāng)時(shí)移動(dòng)通信最大的挑戰(zhàn)是地面基站的覆蓋面不足，并且基站之間的切換可靠性也很差，于是這個(gè)當(dāng)時(shí)的技術(shù)巨人在發(fā)展新一代移動(dòng)通信技術(shù)時(shí)，決定建設(shè)一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，徹底解決這一問題，這就是著名的銥星系統(tǒng)，在技術(shù)上這是一個(gè)偉大的設(shè)想，但是令人始料未及的是，地面基站的建設(shè)速度超乎預(yù)期，并且在普及過程中可靠性逐步完善，而依靠摩托一己之力的銥星系統(tǒng)卻獨(dú)木難支，巨額投資導(dǎo)致服務(wù)費(fèi)用高昂，盈利回報(bào)達(dá)不到預(yù)期，最終黯然退出市場(chǎng)。

　　從某種意義上講，一個(gè)系統(tǒng)，無論是技術(shù)，還是政治、經(jīng)濟(jì)，只要足夠復(fù)雜，就很難有一步到位，推出一個(gè)完善、可靠的系統(tǒng)。

　　二十多年前，當(dāng)前蘇聯(lián)的鐵幕無奈落下時(shí)，福山發(fā)出了著名的論斷：歷史的終結(jié)，他樂觀地認(rèn)為，自由民主制度是“人類意識(shí)形態(tài)發(fā)展的終點(diǎn)”和“人類最后一種政治形式”，而時(shí)至今日，中東亂局恰恰證明了自由民主革命不見得會(huì)帶來一個(gè)更好的政治生態(tài)，改良的成功例子似乎更多。俄羅斯也試圖用休克療法重建一個(gè)完美的經(jīng)濟(jì)格局，結(jié)果一敗涂地，反而是中國(guó)的漸進(jìn)式改革取得了巨大成功。在今天自動(dòng)駕駛的喧囂聲中，歷史的啟迪或許值得深思。
　　本文作者李星宇，地平線機(jī)器人自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)總監(jiān)，前飛思卡爾應(yīng)用處理器汽車業(yè)務(wù)市場(chǎng)經(jīng)理，原士蘭微電子安全技術(shù)專家。