【電腦報(bào)】龔建偉博士聊智能汽車研發(fā)那些事
發(fā)布日期：2014-01-23 供稿：機(jī)車學(xué)院 鄂嵋 編輯：機(jī)車學(xué)院 陶麗剛 閱讀次數(shù)：
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編者的話：作為智能汽車的一個(gè)分支，無人駕駛汽車正在全球范圍興起。在中國，很多人一提起無人駕駛汽車就會(huì)想到谷歌，但其實(shí)中國科技界從很早就開始了對(duì)無人駕駛類的智能汽車進(jìn)行研究，今天我們特意邀請(qǐng)到北京理工大學(xué)的龔建偉博士同大家聊聊中國智能汽車研發(fā)那些事。
讓我談中國智能汽車研發(fā)過程，可能并不是最合適的人選，因?yàn)樵谄嚬竞鸵恍氖螺o助駕駛技術(shù)的研究人員眼中，具有一定輔助駕駛功能或者配備智能、娛樂、通信和導(dǎo)航等設(shè)備的車輛也可以稱為智能汽車。如果將智能汽車定義為無人駕駛汽車，那我國自上個(gè)世紀(jì)九十年代初期（“八五”期間）就開始研究地面無人車輛了。
我本人則是從1997年開始涉足這個(gè)領(lǐng)域，一開始就和對(duì)我國無人車輛研究做出重要貢獻(xiàn)的老教授們?cè)谝黄稹Ｋ麄兪侵袊鵁o人車輛的先驅(qū)，至今仍然在指導(dǎo)著這個(gè)領(lǐng)域的研究方向，我們首先應(yīng)該向他們致敬。
現(xiàn)在回想這些年的研制過程，我認(rèn)為中國無人駕駛汽車已經(jīng)經(jīng)歷了兩個(gè)重要的階段，有收獲也有教訓(xùn)。
第一階段：從地面移動(dòng)機(jī)器人初探無人駕駛
第一個(gè)階段，我認(rèn)為是1990年至2000年，積累了關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)了人才隊(duì)伍。當(dāng)時(shí)研制的我國第一輛無人車目前還停在北京理工大學(xué)，當(dāng)時(shí)的研究項(xiàng)目是以地面智能機(jī)器人模式進(jìn)行研究的，由南京理工大學(xué)楊靜宇教授負(fù)責(zé)，北京理工大學(xué)、國防科技大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)是參與單位。這個(gè)研究項(xiàng)目是對(duì)當(dāng)時(shí)美國無人車研究的跟進(jìn)，相比美國人而言，包括后面的1996年開始的“九五”無人車項(xiàng)目（這輛車現(xiàn)在也停放在北理工），研究經(jīng)費(fèi)都少得可憐，我至今還能回想起當(dāng)年和楊靜宇、陸際聯(lián)、賀漢根、何克忠、劉濟(jì)林、朱淼良等教授們?cè)谠囼?yàn)場(chǎng)邊吃饅頭邊調(diào)試的情形。
當(dāng)時(shí)項(xiàng)目的目標(biāo)是突破簡單行駛環(huán)境感知、規(guī)劃決策和車輛自動(dòng)駕駛控制等關(guān)鍵技術(shù)的研究，當(dāng)然還承載著培養(yǎng)研究人才的重任，項(xiàng)目也確實(shí)起到了這種作用，現(xiàn)在放眼看去，我國絕大部分研究無人駕駛汽車的研究團(tuán)隊(duì)骨干，都受益于這兩個(gè)項(xiàng)目的培養(yǎng)。
現(xiàn)在每次我播放這輛躍進(jìn)牌卡車改裝的無人車進(jìn)行車道保持自動(dòng)駕駛錄相時(shí)，當(dāng)人們看到車?yán)锏囊粋€(gè)老式換擋手柄在不停地?cái)[來擺去，就會(huì)發(fā)出笑聲。原來這輛車還是手動(dòng)擋變速器的卡車，而無人車是沒有人在車?yán)锊倏v換擋手柄。當(dāng)時(shí)，在國內(nèi)也很少有自動(dòng)變速器的車輛，結(jié)果北京理工大學(xué)丁華榮教授硬是把手動(dòng)擋變速器，神奇地變成了機(jī)械自動(dòng)換檔變速器。不過，當(dāng)時(shí)車輛故障還是不少，現(xiàn)在還經(jīng)常能回憶起當(dāng)時(shí)的情景：北理工負(fù)責(zé)車輛控制的陸際聯(lián)教授和負(fù)責(zé)車輛自動(dòng)駕駛的丁華榮教授滿臉油污鉆在車底下的情形。
第二隊(duì)段：智能車未來挑戰(zhàn)賽里的笑與淚
無人駕駛汽車研制的第二個(gè)階段，應(yīng)該從2009年開始。2009年，國家自然科學(xué)基金委“視聽覺信息的認(rèn)知計(jì)算”重大研究計(jì)劃以無人駕駛汽車為驗(yàn)證平臺(tái)，自2009年至2013年，連續(xù)五年開展“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”，極大地促進(jìn)了我國無人駕駛汽車的研究，從試驗(yàn)場(chǎng)行進(jìn)到了實(shí)際交通環(huán)境中。2009西安比賽，在封閉的區(qū)域，車速非常慢，比賽時(shí)，我們參賽隊(duì)隊(duì)員就跟在無人車旁邊行走，但有時(shí)還要等等無人車，但到2013年常熟比賽，在實(shí)際道路上，裁判車跟在無人車后邊有時(shí)也得加足油門才能趕上無人車了，可以說，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
我們會(huì)永遠(yuǎn)記住，楊靜宇教授為促進(jìn)無人車研制在全國穿梭的身影；原基金委信息學(xué)部主任李德毅院士每次做無人車報(bào)告時(shí)總是會(huì)開玩笑感嘆道：“無人駕駛汽車好啊，路邊的美女就可以隨便看了”；也要感謝重大研究計(jì)劃專家組組長鄭南寧院士以及專家組的教授們，正是他們的鼓與呼，促成了中國無人駕駛汽車的發(fā)展。
“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”有一個(gè)很有意思但極具挑戰(zhàn)性的規(guī)定：為了保證比賽公平，無人駕駛汽車?yán)锊辉试S坐人，這樣真正意義上的無人車在大街上行駛，可能只有中國做到了。不過，這同樣也可能帶來危險(xiǎn)重重，五年比賽里試驗(yàn)測(cè)試和比賽過程中都險(xiǎn)象環(huán)生。
應(yīng)該說，能積極參加2009年第一屆“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”的研究者們是勇敢的，當(dāng)時(shí)參加正式比賽的有我們北京理工大學(xué)和湖南大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)，心里非常緊張，我們之前一次也沒有在全無人狀態(tài)下測(cè)試過。結(jié)果，車跑到中途，就撞電線桿了！我能體會(huì)到揪心痛的感覺，為了不讓研究生們看到，跑到?jīng)]人的地方大喊了一陣，眼淚也掉了下來，心痛和學(xué)生們經(jīng)歷很多個(gè)不眠之夜搭出的車被撞了。那時(shí)由于收到比賽通知比較晚，參與賽車準(zhǔn)備的女同學(xué)也經(jīng)常只和衣躺在草地休息兩個(gè)小時(shí)。
以后幾屆比賽中，碰撞事件時(shí)有發(fā)生，我們每個(gè)研究團(tuán)隊(duì)特別是領(lǐng)隊(duì)真的都承受不小的心理煎熬，技術(shù)水平是一方面，更為擔(dān)心的是安全。我們其他單位的參賽老師和同學(xué)們，雖然是競(jìng)爭關(guān)系，但他們?cè)谖倚睦锒际翘貏e親近的同行者，是值得我尊敬的勇敢者。
2013年11月，第五屆“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”，北京理工大學(xué)3輛無人車參賽，我們一輛全程表現(xiàn)都很優(yōu)秀的賽車，接近終點(diǎn)時(shí)因制動(dòng)系統(tǒng)故障無法減速。事件發(fā)生后，我們團(tuán)隊(duì)酷愛無人車研究的姜巖博士回憶說：“當(dāng)時(shí)覺得天都塌下來了。”而我經(jīng)歷了那么多，已經(jīng)非常淡定了：積極處理，自己承擔(dān)后果，保護(hù)研究團(tuán)隊(duì)；還有其他參賽隊(duì)的賽車也發(fā)生了不少類似的事件。
未來關(guān)鍵：突破國外汽車產(chǎn)業(yè)的專利壁壘
研究過程中經(jīng)歷的痛，也令我們更加深入思考我國無人駕駛汽車前進(jìn)的道路。前面的研究，我們主要關(guān)注環(huán)境感知與規(guī)劃決策技術(shù)，但忽視了同樣重要甚至是更為重要的一方面，那就是我國汽車產(chǎn)業(yè)沒有真正參與。到今天我們突然發(fā)現(xiàn)，在拉斯維加斯2014消費(fèi)電子展上，奧迪、寶馬等幾乎所有大品牌汽車公司都展示自己的無人駕駛汽車了，我們又落后了！
無人駕駛汽車技術(shù)的成熟，還是以傳統(tǒng)汽車技術(shù)為基礎(chǔ)的。感知、決策必須與車輛動(dòng)力、傳動(dòng)、制動(dòng)等系統(tǒng)相結(jié)合，就好比一個(gè)知道自己腿腳不好的人，在感知周圍環(huán)境、決定自己的行為時(shí)，會(huì)充分考慮到自己的行動(dòng)能力。但我國汽車工業(yè)包括大多數(shù)自主汽車品牌的關(guān)鍵總成部件都是“拿來”的，現(xiàn)在無人駕駛汽車的研制，就受制于這些技術(shù)積累。
從2009年比賽后，我就開始尋找國產(chǎn)自主汽車企業(yè)，而且汽車公司也非常配合，給我免費(fèi)提供試驗(yàn)車輛，但無奈內(nèi)臟基本掌握在國外企業(yè)手中，無法深入控制。2012年底開始和比亞迪開始合作，2013年無人車比賽就拿到冠軍。我驚奇地發(fā)現(xiàn)，比亞迪自己掌握了大部分底層控制技術(shù)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速器，還有幾乎全部的汽車電子產(chǎn)品技術(shù)，雖然一時(shí)在整車性能上比不上那些全部“拿來”的車輛，但我相信比亞迪會(huì)越做越好，用比亞迪羅如忠總工的話說：我們研制智能車，基本不受制于技術(shù)。事實(shí)上，我們其他國產(chǎn)自主品牌也認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)。
現(xiàn)在，國外智能車由于技術(shù)的成熟度和法律瓶頸，留給中國智能無人駕駛汽車的研究時(shí)間應(yīng)該只有五年左右，現(xiàn)在正是應(yīng)該走向第三個(gè)階段的時(shí)候：汽車企業(yè)的參與。同時(shí)，在此帶動(dòng)下，研制相關(guān)的汽車電子產(chǎn)品。高校和研究機(jī)構(gòu)也應(yīng)該積極走向企業(yè)，在給我們有限的時(shí)間內(nèi)，促成無人駕駛汽車的飛躍，盡快突破國外汽車產(chǎn)業(yè)的專利壁壘。
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