专家解读智能车环境感知及高精度定位技术

首先看一下无人车智能汽车的相关定义，很早的时候百度在百科里面用的定义是这个，最近已经换掉了。这个定义是什么?定义的是在普通汽车的基础上面通过增加先进的传感器、控制器、执行器，使这个车具备智能的环境感知能力，自动分析汽车行驶的安全状态和危险状态，按照人的意志到达目的地，最终实现替代人来操作的新一代汽车。下面这个图更容易理解，智能网联汽车做到三个事情：替代人的眼睛、耳朵、有先进的中央决策系统替代人的大脑、执行系统替代人的手脚。这个角度来说，智能汽车关键技术分三大部分：环境感知技术、中央决策技术、底层控制技术。

反过来看底层控制技术，汽车行业做了这么多年，对我们汽车零部件厂商，底层的控制系统是比较放心的。对于无人车来讲，这些控制系统能够功能实现，能够不断地完善，九到十年是没有问题的。所有人知道对于无人车来讲主要的困难决定在哪?中央决策系统。对于人来讲，驾驶汽车，我们说会不断学习，遇到各种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措施。最关键的一点人其实可以犯错的，比如说你撞了人或者出了交通事故是你负责任，但背后是一套完善的法律体系做保障。这一套法律体系用了一百年的时间建立起来，一整套的完整的环节做后面的支撑体系。但对于无人车来讲，恰恰缺乏的是这个。对于无人车，它对环境、对各种各样的路况、交通事故，如果不能做到预知，遇到就不知道怎么处理。我们说谷歌公司、百度公司的加入让我们智能车有一定的智能学习的能力，但我们想这个能力是远远不够的，现在恐怕连5岁、8岁的小朋友能力都不到，别谈到18岁成熟的人的能力。最关键无人车遇到意外情况的时候不知道怎么处理，这时候出了交通事故，背后法律体系的保障是不完善的。中央决策一定是无人车发展过程当中非常大的瓶颈，这个瓶颈想要克服，一定要通过环境感知系统的加强来解决这个问题。环境感知系统，如果无人车行驶过程中环境感知能力超出人的感知能力，除了汽车行驶过程中对周围所有环境信息做到全息感知以外，做到超视觉、超视野的感知，很多的危险是可以提前避免的，避免一些复杂情况的出现，这时候我们说才有可能，中央系统处于比较简单的状况。

所以对于无人车，今后十年的发展，中央决策技术、环境感知技术这两部分是我们很重要的挑战。

我在这选了美国高速公路管理局关于智能汽车定义的分类，选择它主要是因为从各级变化的时候，哪些技术上面取得突破，给了一些相关的条件。我们现在智能车的水平更多处在二三级别，部分的智能驾驶向有条件智能驾驶的过渡阶段，关键需要突破的技术恰恰是环境感知能力的提升和中央决策技术的提升。

智能车的环境感知技术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。通过上午姚教授介绍的车路协同，协同式的环境感知。未来，一定是二者结合，通过协同式环境感知加上自主式的环境感知，车辆行驶过程当中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点，以谷歌公司为主的，更喜欢用的是LIDAR这种，大家知道LIDAR非常贵。最近推出了一个更便宜一点的16线的LIDAR。LIDAR系统昂贵的价格阻碍了这个大批量产业化的很重要的瓶颈。

不仅是奔驰、奥迪、大陆系的公司，更多的是把计算机视觉和雷达技术融合在一起，更好的实现车辆低成本对周围环境的感知。

信息感知完了要做什么事情?不同的传感器获得信息，做信息融合以后，要做的一个事情，高精度地图基础上面做定量，车辆高精度定位，高精度定位基础上面做什么?根据车辆行驶的目的地、任务，做车辆路径和轨迹规划。我们刚才在讲汽车的中央控制、决策，中央控制决策在做什么呢?最核心的内容其实就是在做轨迹的规划，而且这个轨迹的规划做什么?做车辆动力学的输入控制。汽车行驶过程中怎么走?这是对于智能汽车最关键的，要躲避所有的障碍，达到目的地，要知道每一步做什么事情。

针对这样的工作，需要高精度地图的支持。无人车环境下面，高精度地图和传统地图已经完全不是一个概念了。整个地图的建模、地图的信息，包括整个对地图感知的方式都会发生彻底的改变，这样的地图当中，右图当中看到每一个固定的建筑物、标识都可能成为定位辅助。

要解决对无人车中央决策、轨迹决策的问题，我们从会场到虹桥火车站，首先还是要路网级的信息，要知道哪一个地方堵车，什么地方不堵，车要走哪些路。这个对无人车是不够的，还需要知道任何一个时间、任何一个时刻在哪一条车道上面。不仅要知道车道，还要知道在路上行驶的周围所有的障碍物、潜在的障碍物，这个时候选择的路径是什么。

我们看到在高精度地图上面，如果说这是驾驶员看到的视野，右侧在高精度定位出你车的位置。在这样的地图上面车走的车道，这还不够，通过你的环境感知系统知道你周围所有的障碍物的基础上，在这个路上面规划出车辆行驶的路径。讲到这里，今天最想讲的一个观点，前面介绍的所有的内容在说什么呢?就是在讲高精度地图、高精度定位。大家对地图、导航、定位都有自己的认识，每个人手上都有手机，都有导航，汽车厂商以前认为导航很重要，但不是最核心的技术，但对于智能汽车、无人汽车来讲，我们说地图定位、导航，已经不是传统的定位导航了，是整个智能汽车最核心的部分，涉及到的是什么?智能汽车中央控制决策。智能汽车真正怎么走?未来十年二十年里面最大的瓶颈技术就在这个地方，大家看一下，比如说2015年欧洲，大众、奔驰、宝马做了什么事情?收购了Here。2015年 4月份Uber宣布做智能车以后，两个月之后购买了一个地图团队。大家如果说看今年1月份通用和Mobileye做的什么事情，宣布做高精度地图，基于 Mobileye技术来制作高精度地图的采集。我们再看比如说丰田公司，丰田公司很少谈智能车，今年1月份重点谈的是什么?面向智能汽车做的高精度地图。我们看到世界上所有大的汽车公司，包括百度、谷歌，为什么能做智能车?因为有强大的地图数据基础。但我们可以看到中国的汽车行业对高精度地图、高精度定位和导航的重视程度远远不如国外大的汽车公司，但这些恰恰是我们智能汽车非常核心的关键技术。如果这些技术不突破、这些技术不掌握在自己手里面，将来你说开发出很好的智能汽车，这个还是值得犹豫的。所以非常希望我们国内汽车行业对今天我们在座的企业包括各位专家所做的事情予以更多的重视。