2017年10月27日,由清华大学苏州研究院指导,清新汽车、清研车联联合主办的“自动驾驶快速产业化的密码”主题沙龙在苏州举办。清华大学苏州汽车研究院院长成波围绕“中国智能网联汽车产业发展机遇”为主题做了发言。
会上,智能网联汽车是选择渐进式发展还是跨越式发展?成波表示,传统车企和互联网企业对此各自选择了不同的发展路径。而针对现有企业争论,L3阶段到底要不要?他表示:“原来主机厂都是坚持要循序渐进,沃尔沃前段时间发布说跨过L3,从L2直接到L4。不过我感觉这个很难跨过去,从L2到L4这个鸿沟还是非常大。”另外,他还透露我国正在组建国家级智能网联汽车创新发展平台。
以下为成波院长演讲实录:
清华大学苏州汽车研究院院长 成波
将智能网联汽车产业技术发展的声量放大
今天我们是第一次以沙龙的形式一块儿来分享一些话题。因为我们在智能网联汽车研究上做了很多年,国内、国际上也是做了一些前瞻性技术研究,包括场景方面也有一些建树。不过感觉这些东西还是需要大家联合起来做,不管是做技术,包括做产业等,还是需要大家一块参与。我们实际上跟汽车工程学会有一次大型的年会,不过感觉一年一次年度会议还不够,所以我们有一个设想,希望能够通过这种沙龙比较宽松、比较灵活的方式,包括技术的研究人员,包括教育的人才,包括投资者各方一块儿来探讨,这是智轮行沙龙成立的一个基本初衷。
智轮行沙龙以全国巡回的方式,组织月度技术专题沙龙。期间,还将发布行业研究报告,由清华大学苏州汽车研究院通过研究并与清新汽车团队完成。另外,通过行业热点事件讨论,搭建围绕汽车、交通、互联网、通信等多领域的交流平台。在此,清华大学苏州汽车研究院也聘用清新汽车总编刘雄为产业研究总监,加快与研究院内部产业研究团队深度互动,通过清新汽车的媒体优势,将智能网联汽车产业技术发展的声量放大,促进产业正向发展。
关于智能网联汽车概念介绍
今天我们讨论这个话题,属于智能网联汽车。
原来我们说智能汽车,更多的还是自动驾驶,它是通过车载的传感器来感知、决策然后控制。网联的定义里面不需要智能,你只要联网就可以了,两个合起来就是智能网联汽车,这是一个概念的出处。
美国的SAE汽车工程学会对智能化的程度做了一个定义,从L1到L5。第一级是单功能的预测,前面有障碍,来帮助你紧急刹车,或者帮助你打方向盘规避,或者给你预警。第二级是集成,第三级一部分实现车辆自动驾驶,第四级是一般的结构化道路上都可以不需要人来驾驶。
去年的技术路线图里面,把它这个定义分成三级,一等就是通过网联对汽车驾驶进行辅助,比如提供信息,说前面弯路的时候人看不见,来提供信息。第二是对它进行感知,第三是决策与控制,这个就构成了我们对智能网联的一些基本概念。
还有一些概念,一个是大家知道的智能汽车,智能交通,还有车联网,智能网联汽车就是在中间,它们都相关,又有各自比较精准的定义。
智能网联汽车发展需要跨界融合
另一个就是智能汽车它是跨界融合的,光有汽车行业做不好智能网联汽车,另外汽车没有交通的环境,做得再好也没用。智能网联汽车车辆本身需要感知、决策、控制,要能自主导航,要能跟人进行交互,这是它本身的功能。不过它产业本身和生态环境都需要大家的融合,这里面有定位、地图,有V2X,车和车要进行联络,车和人要进行联络,车和基础设施要进行联络,还有信息通讯、汽车共享服务、大数据,当然还有其他的一些,构成整个产业的生态。
另外,一旦出行就有事故,就有责任,无人驾驶的车撞人了怎么办?谁来承担责任?无人驾驶的车能不能上路,这个路权谁来定义?尤其是现在不成熟的产品,谁敢把它放到路上去?所以这里面有法律的问题,有规范的问题,标准的问题,保险的问题,还有道德的问题。
什么道德问题?大家可能都听说无人驾驶车是由工程师编程序控制的,这个程序遇到危险以后是选择撞谁?是撞墙还是撞人?对于乘车人和外面的人,这个设计是利他还是利己?这里面就涉及到一个道德问题。
通过看这个整个生态更详细的图谱,发现涉及到上游的软硬件问题,处理器、储存器,还有驾驶的硬件、软件、商业应用,包括技术的解决方案,也包括传统整车制造,整个生态中,我们的汽车制造企业只占那么一角。
现在做预期,在这里面未来盈利最大的可能是移动服务的提供商,在整个价值链里面可能是占位最高的。还有平台的服务商和终端软件的设备。而对于其他的硬件,在这里面不占优势。
渐进式发展VS跨越式发展? 传统车企与互联网企业选择各不同
对于智能网联汽车到底应该怎么去发展?这一直是有争论,或者大家在选择一些不同的方向与路径,也是必然的,因为都在探索。智能网联汽车未来是一个什么画像,实际上现在也没画太清楚,刚刚说分五级、分六级,这也都是我们一个理想的状态。
从现在参与到整个行业里面的,一个是传统的汽车厂,包括它的零部件供应商。还有一些新兴的互联网、ICT还有一些服务的企业。在发展的时候有两种不同的路径,对于传统的主机厂肯定是渐进式的,因为它转型的包袱太重,他不可能把现在所有的车都扔掉,一步跨到无人驾驶,这是不可能的。另外它的一些供应商必须一块儿走,一个是商业上的利益共享机制,另外一个主机厂的核心技术不在零部件供应商手上。
另外互联网企业,选择的则是直接从高度的自动驾驶这儿来做,因为制造不是他的强项。所以这是两个不同的路径。
L3级恐很难跨越
我们说多少级,实际上现在认真弄下来,不需要分那么多级,高度自动驾驶和完全自动驾驶可以做成一个等级,1和2实际上也可以做成一个等级,3也许是一个过渡,实际上分3级就够了。因为到第3级以后,前面1级、2级驾驶员是100%的责任,无论用不用驾驶辅助系统,出了事故责任都是人的。到了3,车的控制权可以发生转移,我这个指令或者说系统要求,系统可以接管汽车的驾驶。也就是说在这段时间发生的事故,可能这个责任要重新划分。
另外对系统技术的要求,更多的是它的可靠性问题,Fail safe就是系统出故障了要保证它安全,首先要把车停下来,靠边停下或者紧急刹车。到车辆责任完全由系统来控制,这段时间,这个时空他是完全负责的。在这个时候出现故障以后,车还得人驾驶,还得行驶,行驶速度可能下来。飞机现在到空中都是无人驾驶,它一定要求系统是多套的,这个对于整个系统的可靠性提出了远远超出我们现在想象的要求。
现在也有企业在争论,L3阶段要不要?原来主机厂都是坚持要循序渐进,沃尔沃前段时间发布说L3他们跨过去了,从L2直接到L4,是有这些说法。不过我感觉这个很难跨过去,从2到4这个鸿沟是非常大。
“单车智能 ”与“网联智能”两种技术路线的博弈
对于智能网联汽车,怎么个造法?也是有不同的路线。特斯拉现在的智能化水平实际上是2的水平,它现在基本不依赖基础设施,更多的是用它车载的传感器来实现自动驾驶。Google一开始就是依托于高精度地图,它到一个城市就要用三维的激光雷达把所有的模型造好,这个车实际上是跑在数字地图上,它才能够对照并进行精准定位,来对车进行控制。现在普遍接受的是谷歌这种多一些,欧洲、北美都在大量的采用道路数据。像特斯拉做这种可能也有它的理由,真要等着基础设施完善,车不知道什么时候才能上路,需要在有限的条件下首先让车能跑起来,这还是两条不同的技术路线选择。
新的平台技术现下比较单薄
我们现在说智能网联汽车是一个颠覆性产品,所谓的颠覆不光是从使用,实际上我们在整车的架构方面,一些核心技术上,也出现了一些新的需要突破,这里列了十个,我们说传统车上没有的,作为支撑现在智能网联汽车平台性的技术,不是单一的技术。感知、决策,电子电器架构原来是有的,不过在智能驾驶情况下,电子电器架构要重新定义。还有车载的终端,现在我们都是单向的,只是播放信息,以后它是双向交互,以后语音的交互,还有一些视觉的交互,它会有很多,包括信息的交互。
还有车载的计算平台,现在我们都是用微型的计算ECU来,未来在车载需要大量进行数据的处理,进行判断,所以这个计算平台一定要有。高精度的地图、大数据、云控,还有信息安全、人工智能,这些都是未来不可或缺的。而这里面现在的积累从全球来讲,还是比较单薄的。
人工智能至关重要
在这里面提到人工智能,之所以智能汽车这么快发展,尤其最近开始加速,人工智能在这里面发挥了比较大的作用。从人工智能来讲,目前我们能看得到有些出色表现的,比如AlphaGo把冠军棋手全打败了,它在计算上,在局部游戏这方面做到极致。到下一步感知智能,一个是听,一个是看,现在从数据上来讲、性能上来讲都超过或者赶上人,而且未来肯定会比人更强。认知这块它就要理解,现在在车用上还没有,在一些医疗上有用。第二轮人工智能爆发的时候是60年代时候,也是医疗专家系统,它的识别精度就比人要高得多。
除了在感知这块,在行为决策、直接控制这块它也能发挥作用。不过目前来讲,还是在感知这块现在有比较明确的一些结果。而对于增强学习和迁移学习这块,现在英伟达做样车在进行尝试,它在高速公路上跑了10公里,还是处于特别初级的阶段。
我们回过头简单说一下自动驾驶,它基本的任务我们认为一个是环境感知,一个是驾驶的决策,一个是车辆的控制,车辆控制这块实际上传统的车里面基本上已经解决了。一个是感知,一个是决策,这是需要新增的。感知这里面它有环境的识别,有情景的理解,决策就有行为决策还有路径规划,这是细分来讲。
在这里面做这个事情也有两类方法,一类是我们说传统的,它是基于规则的,把一些复杂的道路环境识别把它分成一个一个独立的问题,然后一个一个去解决,这是我们解决复杂问题的一个基本逻辑。就是把这个复杂问题给它分解、简单化。不过我记得几十年前就有提出来,复杂的问题并不一定要通过这种结果的方式去解决,不过那时候他提的理论实用性不强。现在我们说端到端的进行机器深度学习,它可能没有严密的逻辑或者说数学逻辑,所谓端到端就是我有一个输入图象,我既可以识别这个道路上的这些障碍物,同时我还可以直接延伸到来产生我操作的一些指令,这就是端到端。
这里两种方法它各有优劣,我们说现在端到端这块的识别,精度确实非常高,不过它有一些致命的弱点,一个是它的可解释性太差,就是这个黑匣子,这个结果到底是合理不合理?说不清楚,为什么是这个结果,它也说不清楚,是因为什么产生,产生的理由、依据也搞不明白。这个最大的问题就是对于我们汽车制造商,出了问题以后我要迅速的把这个问题找到而且要替换它。如果我们整个控制系统以后是学习的,说出了问题了,这个故障你怎么去找?那是没法找的,所以这个可解释性就成了未来品质追溯的一个重大的难关。
另外还带来一个问题,以后是在线学习,说我车卖你的时候是一个样,你每天开的那个地方,你常年开上海这个街道和常年开苏州街道学出来的结果就不一样,你在北京练出来的车,到纽约不一定跑的好。美国车肯定训练完了到中国寸步难行,类似这些东西带来很大的不确定性。
它的好处就是对于算法,对于复杂度非常高,人不用写代码了,你有个基本的架构我来进行一些适应性的训练,这个是受到大家追捧的。
这是说到环境感知,我们再分解一下,跟大家再科普的专业一点,环境感知实际上可以分成三个层次,一个层次是识别,路上有车还是有人、有树。第二个是情景的理解,有这些东西了,它是一个什么东西,前面那个车是在我正前方还是要右转,还是要掉头,这个情景的理解需要。第三个对于其他物体的预测,行人也好,车辆也好,只有这个问题解决了,我们说感知感觉,知是感知,知觉,认知。然后这些解决了以后才是决策,才是控制,才到车辆。现在我们大部分工作在这块。
这是信息获取,现在百度通过一些竞赛,说信号灯识别准确率已经达到3个9,行人检测已经超过95%了,还有其他的一些指标,包括车辆识别可能精度也是非常高,这个比我们传统做环境识别的算法都要高得多,未来他们在挑战行人的识别率也要达到几个9。
语义理解,这是情景理解力的一部分,因为车是在路上跑的,哪些地方是我能跑的,一个是在路上,另外一个是没有障碍物,现在没有,将来我到的时候也没有,这是预测。还有边上站的一些人他的行为要进行预测,通过不同颜色来进行区分,再进行聚集以后它可以把这个区域轮廓画出来,为决策提供非常便利的条件。这些通过深度学习都可以解决。
对于行为决策更难一些,这是传统的,这是美国SAE弄的一个分层的结构,每一个实际上还要细分,所以这个东西要解决还是挺难的。
端到端这个时间不长,1989年还是在校园里,后面的也是最近几年,随着人工智能的一些算法提升以后。现在就是英伟达在做实车的测试,其他的到控制端的还少。
现已启动建立国家级智能汽车创新发展平台
简单介绍一下未来我们存在的一些机会,因为我们刚刚说的一些技术路线的选择,因为一个产品要推出社会,尤其要和人发生交互,它整个生态链包括社会体系必须具备。各个国家的政府高度重视,而且都是把它列为国家战略,国外对于一个产品它很难都列为国家战略,从上个世纪九十年代开始,围绕着交通,把智能交通和智能汽车,持续这二三十年一直在做,美国、德国、日本基本上都是按一个节奏在走。东京2020冬奥会就要推出自动驾驶服务车辆,我们国家现在定的目标是在2022的冬季奥运会也会有自动驾驶车辆。
中国现在提出目标了,L3以下的到2020年装车率是50%,这个是非常高的,能不能实现这个真是不好说,现在也就3年了。2025到80%,2030是新车标配,而且汽车联网要100%,这还是可以预期的,我们先不管说实现路径怎么样,作为一个国家,尤其中国政府是说话算数的,所以大家有的是机会。
目前我感觉机遇还是有的,围绕现在定义的概念,自动驾驶没有大规模的应用,这块留给了我们一定的时间。第二个,现在的发展都是国家引领,产业协同这么一个国家战略,凡是说抱团打群架的,中国一定是强的,因为政府的号召力强,政府还有钱,所以这块只要方向不错,我们说核心技术可以等一等再攻破,就跟高铁一样,我先把路给你跑上,把车给你跑起来。后面还有一些,一个是我们汽车市场多,任何车厂都可以到我们这儿来卖。第二个我们场景复杂,场景复杂有一个什么好处?我这儿训练的车到别的地方都不能跑。你像欧洲、美国训练出来的到中国跑不了。第三个,我们现在做统一的平台,尤其信息安全这是未来一个名正言顺的壁垒,所有的车到中国跑必须入网,数据必须交出来,必须按我们的规矩来,所以这些我感觉是有机会的。另外中国现在的智慧城市还是下一步经济发展的重点。
最新的一个动态,现在发改委正在发力,工信部在技术创新这块推动比较大,发改委现在是要在产业这方面,现在已经在启动要建立国家级的智能汽车创新发展平台。
另外车厂也在动起来,这个我感觉是有机会的。
未来将是服务来引领创新
有几个趋势,跟大家分享、讨论,一个是驾驶逐步的去人化,从上个世纪我们说智能汽车、智能交通,就是通过智能化让人少参与汽车的驾驶,或者不参与汽车的驾驶。因为汽车发生事故,10%是车本身的故障产生的,欧美这些车可能5%都不到,道路环境大概30%,有的地方可能多一点。人的原因是90%,所以让人尽可能的少开车或者不开车,这是解决交通安全事故的重点,现在一年交通事故伤亡120万到130万,这个是巨大的。
另外提高效率,只要不是人开车,就没有脾气,车就会按统一的路径来走。低成本。
第二个肯定是逐步走向共享,中国这么大的人口基数,我们按照国外的人均汽车拥有量那绝对是走不通的,出行的需要又是一个刚需,所以通过共享,现在共享在国内推动的还是比较快。所以共享以后,品牌的价值会降低,客户是买服务不是买品牌,另外出行因为方便了,大家出行也没有任何顾虑,估计短途的、长途的都会增加。
第三个,移到服务,我们都认为这里面有它转型的障碍,在现有的土壤上要成长出一批新的主机厂来替代。未来应该是由服务来引领创新,而不是技术来驱动创新。电动汽车可能会找到它更好的发展机会。
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