无人驾驶汽车,引领第四次工业革命

汽车纵横 / 2020年12月18日 18:59

新闻

编者按:在“2016中国汽车论坛”上,百度高级副总裁、百度技术战略委员会主席、自动驾驶事业部总经理王劲受邀来到论坛现场并发表了有关“汽车的智能化”的演讲,引发业界关注。在接受本刊的约稿后,王劲特别撰写了《无人驾驶汽车,引领第四次工业革命》一文,本文是王劲对于“无人驾驶汽车”领域的最新思考,对于汽车行业来说,其来自于“互联网思维”的观点不乏新意和启发。

百度无人车去年底亮相乌镇世界互联网大会,受到国家主席习近平的高度关注。随后,无人车受到了国内外更广泛的追捧,今年的北京车展上,就有超过15家车企展示了“自动驾驶”和相关的产品。然而,与车展上的辅助驾驶技术相比,百度研发的“完全自动驾驶”系统,目标是在没有驾驶员的情况下,汽车可以自动驾驶。

从政策面来看,“无人车”或“智能汽车”已引起政府决策层的重视。2015年10月,《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》关于人工智能的部分,将发展人工智能提升到国家战略高度。

该《指导意见》提出,“依托互联网平台提供人工智能公共创新服务,加快人工智能核心技术突破,促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽车、机器人等领域的推广应用。”在“十三五”的百大工程项目中,有关机器人和无人车的项目被多次提及,分布在第29-60位之间。

中国国家主席习近平对百度无人驾驶汽车寄予厚望。2015年12月的世界互联网大会上,习近平主席参观了百度无人车,习主席很关切地问道:技术的自主研发程度如何、时速能达到多少、成本怎么样、什么时候能实现大规模商用等。

5月16日,百度与芜湖市政府签订战略合作协议,联合打造全无人车运行区域。这也是百度无人驾驶汽车去年年底在北京G7高速公路、五环和城市道路上实现首次路测以来,百度无人车又一次里程碑式的事件。

事实上,百度已与多个城市达成合作意向,这些城市有望成为全球无人车大规模商业化的先行者,必将为未来中国无人车产业做出卓越的贡献。

可以预见,继车联网、新能源汽车等优化创新举措之后,无人驾驶技术必将重新规划、改变现有的汽车产业格局,带来汽车、交通等诸多产业的重塑。

无人驾驶第四次工业革命的引领者

自1886年第一辆四轮汽车诞生以来,汽车产业肇始于蒸汽机时代,并经历了电器时代、信息时代的洗礼。

从1939年奥兹莫比尔公司推出第一个自动变速系统,到如今随处可见的自动巡航系统、车道偏离预警系统、主动刹车系统、自动泊车系统等技术,汽车变得越来越“聪明”了。

进入21世纪,人类面临空前的全球能源与资源危机、全球生态与环境危机、全球气候变化危机的多重挑战,由此引发了第四次工业革命。它是以互联网产业化,工业智能化,工业一体化为代表,以人工智能(Artificial Intelligence)、清洁能源、无人控制技术和量子信息技术为主的全新技术革命。

聚焦到汽车行业,伴随着新能源化、共享化和智能化创新,传统的产业格局正在裂变。

汽车新能源化,客观上降低了汽车制造的门槛。据德勤咨询统计,传统汽车零部件的总数是电动车的3倍,在电动车时代,内燃发动机、变速箱等传统汽车行业积累百年的核心部件和技术,将被新能源汽车电机、电池、电控等所取代。

汽车共享化,则极大的提升了汽车和道路的使用效率。据高盛公司和美国《经济学人》杂志报道,私家车在95%的时间里处于闲置状态;24%的城市土地空间用于停车。以优步(Uber)为代表的出行共享模式,能够实时调度车辆,优化资源配置,提升交通效率。

根据管理咨询机构埃森哲的报告预计,到2025年,基于互联网创新的汽车后市场的规模将从目前的5000亿元增长至2.4万亿元,而目前尚未启动的数字化衍生服务市场规模则有望达到2.7万亿元。

自动驾驶汽车是汽车产业高端发展的必然产物。美国高速公路安全局(NHTSA)将自动驾驶技术分为五个层级。除零级车辆外,其他层级均具备不同程度的自动驾驶功能。

第一层级被称作“常规的驾驶员辅助系统”,技术是车道偏离警告、正面碰撞警告和盲点报警系统等。这些技术能为驾驶员在驾驶时提供必要的信息采集,在关键时候,给予清晰的、精确的警告。如今,在自主品牌车型的高配置车型上,基本都带有“常规的辅助驾驶系统”,因此,第一层级已经较为普及。

第二层级是“半自动驾驶技术”,技术表现为紧急自动刹车,紧急车道辅助等。在驾驶员得到警告后,仍然没能做出相应措施时,这些半自动驾驶系统能让汽车自动做出相应反应。目前,这些技术处于积极普及的过程之中。

第三层级是“高级自动驾驶系统”,能在驾驶员监控的情况下,让汽车提供长时间或短时间的自动控制行驶。奔驰近期在德国与荷兰进行了卡车自动驾驶测试,“这几乎接近第三层级的水平”。

第四层级是“完全自动驾驶系统”,也就是在没有驾驶员操控的情况下,汽车可以完全实现自动驾驶。

中国车企和一些互联网企业尚处于驾驶辅助系统(ADAS)、1-3级的自动驾驶层级,而欧美部分车企则正在尝试研发第四级。

我认为,在L3与L4两者中间有一道非常大的鸿沟,这个鸿沟跟算法,跟传感器都有非常大的关联。使用了一、二、三级价格比较便宜的传感器后,是没办法直接过渡或者升级到第四级的,三级自动驾驶,连四级的里程碑都算不上。关于这一点,很多号称“自动驾驶”的研发机构自身都不清楚。

百度则直接跳过前三级,一开始就致力于完全自动驾驶技术(L4)。

三大核心优势打造百度无人车

数据、计算能力和算法,是人工智能的三个核心要素,它们决定了无人驾驶汽车智能的高低。百度拥有海量数据、超强计算能力和当今最优秀的人工智能算法。

首先,百度搜集了全网万亿级的网页,特别是和移动相关的“行为数据”。人工智能技术突破的一个重要原因就是海量数据的积累,为训练深度学习算法提供了所需的材料。百度无人车通过大量数据的训练,不断提升其智能水平。

百度无人车搭载了各种类型的传感器,单车每小时大约产生100GB的数据。如果按照万台车辆计算,每天将会有数十PB的数据被收集到云平台上,用于训练无人驾驶系统。

百度的三维高清地图和定位技术也已领先全球。去年,百度高精地图的定位如今已经精确到厘米级了。我们所使用的高精度地图每公里道路的原始数据量,是传统地图的10万倍。数据的快速积累推动汽车智能的不断突破。

其次,百度拥有超大规模的计算集群,其中的一个“小小的集群”,其计算能力就相当于两个“天河一号”。百度先进的软件技术,有能力将整个机房的机器“合并成一台服务器,共同去完成同一个任务。”通过优化GPU管理方法,相同的深度学习训练任务运算时间可以缩短到原来的1/6。

第三,百度深度学习算法的参数规模为10的6次方,是全球最大的。这不是简单的把服务器弄到一起就可以的,就像一个公司一样,管理10的6次方的员工和5个员工,所需要的技能是不一样的,有本质的区别。

深度学习的参数规模越大,人工智能程度越高。在国际公开的最大的自动驾驶场景数据集KITTI的车辆识别评测中,2015年使用深度学习方法的车辆识别错误率要比2013年采用的传统方法下降了69%。

以KITTI人工视觉程序为例,其中的判断车、人和障碍物等指标,百度很多指标都是全世界第一。

众所周知的事实是,云可以让无人车共享驾驶经验,云是百度的优势。如果有一万台无人车,各自跑10公里的不同路况,差不多接近于一台车跑10万公里。车辆上搭载的各种传感器将不断产生大量数据,并将通过深度学习等优秀算法在云上训练建立模型;模型又将用于汽车在线计算,让汽车可以感知、决策和控制。

车辆、数据、算法和云计算将形成汽车智能正循环,通过几十万台服务器同时计算,找出“有人驾驶”无法企及的最佳解决方案。

无人驾驶汽车可以通过数据量的不断积累,自我学习、不断提升,带来更强的智能。今天,驾驶员和研发人员教会自动驾驶汽车处理不同的情况。未来,自动驾驶系统将远超人类,车会教车,一辆车遇到一个特殊状况,它学到以后上传给云,云将把任何一辆车学到的新技能共享给所有车,这是人类远达不到的能力。

以后每一辆出厂的车都是非常优秀的驾驶员,无人驾驶系统远远超过人类大脑,我们有理由相信以后的交通会比今天更安全、更高效。

建立产业生态共建“无人驾驶”

无人驾驶时代已经到来。

美国电气电子工程师学会专家预计,无人驾驶汽车将成为最可行的智能交通工具。到2040年,无人驾驶汽车与全球上路汽车的占比可达75%。美国麦肯锡咨询公司预测,无人驾驶汽车到2050年可以产生2000亿至1.9万亿美元的产值。

百度为此做好了充分准备。最近百度公司调整业务架构,无人驾驶汽车事业部被提升到百度公司的战略层面来布局和建设。未来百度会高度依赖人工智能的发展,人工智能正在重构百度业务体系。

目前,百度自动驾驶技术专利的申请数量已近200项,包括无人车的智能感知与控制、智能检测与定位、高精地图、语音和图像处理、机器学习、无人车测试等国际领先技术。

百度在近期公布了关于语音方面的众多技术突破,包括汉语安静环境下识别率接近97%的语音识别技术,基于大数据的情感语音合成技术等。

百度始终秉承开放的原则,将众多核心领先技术开放给业界。这些国际领先的科研成果,不仅支撑百度公司核心业务的发展,还推动整个行业的创新进步。

百度无人车的目标是三年商用、五年量产。未来10到15年,在新生产的汽车中将会有80%的汽车使用新能源,80%的汽车加入出行共享,80%的汽车具备完全自动驾驶功能。

为此,百度愿以技术、数据、用户、资金、运营和安全等方面的优势,与中央及地方政府、汽车制造商、传感器芯片和服务器制造商、出行服务商、保险公司、科研机构紧密配合,形成合力,打造我国创新、开放、合作、共赢的自动驾驶生态。

百度非常看好无人驾驶的应用前景。中国现在每天由于交通事故造成的死亡人数大约是500人,未来无人驾驶技术的应用,可以使这个数字降低到不到百分之一。这意味着可以每天挽救500人的生命。

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