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十年磨砺,他亲历了中国无人驾驶的变迁

 

1、

1997年,甘肃会宁青年张新钰选择进入清华大学汽车系学习。高考完的那年暑假,因为对汽车的迷恋,他还跟着父亲的货运车跑过运输、体验生活。

本科时期,张新钰主要学的是车辆系统工程,包括发动机、底盘、车身等,现任清华汽车系教授的李克强给他上过课。

那时,他也能接触一些汽车和计算机结合起来的技术,比如车辆的远程控制。

本科毕业以后,决定留校的他选择了教育技术专业继续研究生的学业,学的是计算机应用。学成后,张新钰顺利留校工作,这一待就是8年。

*前排左一为张新钰

漫长的时间里,国外研究无人驾驶的风潮传到了国内,张新钰回忆,那是在2008年的时候,国内无人驾驶热度开始提升,清华猛狮团队在李德毅院士的指导下开始研究无人驾驶微型车平台,进行相关技术的探索,还在一些国际比赛中收获奖项。

*无人驾驶微型车演示

同年,在中国工程院郑南宁和李德毅两位院士的倡导下,国家自然科学基金委员会通过重大研究计划“视听觉信息的认知计算”的立项,设立无人驾驶专项。

当时,很多高校都从这笔经费中申请了一部分,开始组建无人驾驶研究团队,清华也在其列。

依托于无人驾驶专项,“中国智能车未来挑战赛”应运而生,首届比赛选在西安举办,吸引了国内外7所高校参与。而后的第二届同样在西安举办,第三、四届则移师内蒙古,分别在鄂尔多斯和赤峰举办。

张新钰向雷锋网新智驾表示,当时参赛高校团队打造的无人车,在整体架构上多少都参考了美国DARPA无人车挑战赛的车辆样式。

包括应该用什么样的传感器,如何实现无人车的定位等。当然,因为激光雷达成本太高,一开始也并未启用相关的方案。因为诸多军事院校参与比赛,军用的雷达和惯导技术也逐渐被应用起来。

“当然,开始的时候大家都比较low,跑起来的效果就是学徒的状态。”张新钰这样回忆最开始几届比赛时大家的表现。

2、

时间来到2012年,连续四届“中国智能车未来挑战赛”成功举办后,清华大学的团队还是没有收获理想成绩,所以决定再组建一支队伍,而这个任务便交到了张新钰手里。

当时,张新钰已经考取了清华大学计算机系的博士,拜入李德毅院士门下,而李院士一直在推动中国无人驾驶的研究和实践;加之张新钰还有在汽车系学习的经历,所以理应由他接下重担。

“我去负责事情最合适,也得到了李德毅院士和李克强教授的支持。”张新钰向雷锋网新智驾回忆。

组建团队成了张新钰的第一要务。后来,他把计算机系的赵建辉博士、殷嘉仑博士、薛崇博士和汽车系的许庆博士、谢国涛博士等凑到一起,成立了一个7、8人的团队,参与到智能车挑战赛中。

*清华猛狮团队

回忆起这些,张新钰很感慨,“我学汽车的时候永远也想不到,将来会转到计算机,又从计算机转汽车,我觉得冥冥之中自有一种缘分。”当然,也因为无人驾驶技术的发展,汽车和计算机的结合越来越紧密。

张新钰表示,当时的无人车需要进行改装,都是自己来改。在李德毅院士的倡导下,军事交通学院牵头改车、改架构,车上搭载的算法都是自己来写,包括其中的雷达、视觉以及GPS数据都是自己开发代码进行处理。

最开始的时候,参赛车队基本都是利用图像传感器实现一些无人驾驶的功能,用不起激光雷达。后来,因为算法和技术的进步,多种传感器配合使用的方案逐渐占据了主流,激光雷达、视觉、惯导和GPS开始配合起来使用。

那个时候,包括Sick、Ibeo以及Velodyne的激光雷达,他们都有尝试,在线数的选择上也比较考虑性价比,比如Velodyne的十六线和Ibeo的四线。

2013年,“中国智能车未来挑战赛”移师常熟,清华猛狮团队参加了常熟的第一届赛事。张新钰记得,为了图像的事情,他特意提前去到常熟,在比赛的道路上进行测试,采集一些道路数据,包括红绿灯和交通标志物等。

他表示,“其实当时最难就是红绿灯,因为比赛过程中,其他的障碍雷达都可以处理,但是红绿灯是雷达处理不了的。”当时团队也有专门的成员负责激光雷达的相关算法和效果实现。

去常熟参加第一届比赛的时候,张新钰在赛前测试时还出过一次事故。比赛前一天晚上两点,他坐在无人车的驾驶位上,突然车上的刹车踩不下去(后来总结原因在于车辆制动是拉线式的),结果智能车直接冲向路旁的一棵树上,车头严重损坏,这吓坏了张新钰。事故后,团队立即组织修理,最终花了半天时间将车修好,勉强可以参加比赛。那次比赛,环湖路他们拿下第二名,而城市道路则获得第五名。

*赛前的意外事故

当然,打造一辆参加比赛的无人驾驶汽车,其过程无疑是艰难的。

张新钰回忆,他们团队会设计好整体的无人车方案,转向则找相关的供应商合作,油门的改造是自己来做,因为团队有相关经验。最难的是制动,当时成熟的方案很少,好在有李德毅院士智能车联合团队的军事交通学院提供了实现相关功能的制动阀门。

李德毅院士很早就提出智能车联合团队技术共享,组建机械、电子、图像、雷达和测试各小组,小组成员可以从各个团队择优选拔,组成一个30人左右的团队,按照李院士“模块化架构、柔性化配置、AB角编程;矩阵式组织、交叉式验证、常态化试验;离线调程序、在线调参数;递进调模块、增量调智商;多握手少招手”的指导思想,大家相互学习,探索无人驾驶技术。事实上,这些参与比赛的高校平常也会进行交流以及联合测试,车队之间互相进行学习。

一开始,张新钰团队面临着经费不足的情况,各类传感器只能想方设法东借西凑。激光雷达凑钱买,惯导从武汉大学那边借,当时后者正在进行相关的研究,李德毅院士出面协调,100多万的惯导装备拿出来测试,当时比较偏军用一些。这些惯导后来也进行了产品化。

2013年,张新钰团队基于现代ix35进行改装,将其打造成可以参赛的无人车,不过因为那是一台外加装车辆,跑起来效果不是很好。

2015年,智能车联合课题组发起人李德毅院士和清华大学汽车系主任、睿骋线控车设计者李克强教授一拍即合,采用长安睿骋线控车参加比赛,长安汽车为清华猛狮团队提供了一台可改装车辆,还开放了一些底层的控制接口。长安和清华汽车系李克强教授都很有渊源,所以关系非常好。

为了比赛,他们迅速改装好无人车,代码现成的,底层硬件也有,而且长安开放了接口。差不多花了一周时间,他们就把车辆改装好了。那一年,张新钰团队目标是第一名,但是不幸的是,车辆在比赛过程中爆了胎,葬送好局,在20个车队中完成时间排序第二,综合成绩排名第四。

其实长安当时也在进行无人驾驶汽车的研究,还拉来了智行者团队以及博世的工程师一起,进行无人驾驶汽车的改装,这也就有了后来长安2000公里无人驾驶路测的事情。

3、

在不断的科研和参赛过程中,清华猛狮团队也参与到很多合作项目里,对象包括长安、百度、奇瑞以及宇通。当然,之所以能建立起合作关系,其实是仰赖于李德毅院士及李克强教授和业界的联系。

比如和百度无人车团队很早就有沟通,当时负责百度无人车的倪凯就是清华大学计算机系毕业,和李德毅院士关系很密切。包括后来加入百度的彭军、楼天成,也是清华计算机系毕业的,此后他们离职创办了Pony.ai。

清华猛狮团队与百度的合作也有一些渊源。他们曾在百度组建自己的无人车团队时提供了一些帮助,也包括人才支持。后来,清华猛狮团队还为百度-奇瑞无人车做过底层的改造。如今的百度无人驾驶资金充足、资源丰富,越做越大,这是企业本身的优势。

张新钰记得,当时和百度合作,他们要测试改装车辆的制动。百度方面要求车辆制动的控制周期做到10ms一次,而通常只需要100ms即可。当然这是从车辆本身来看,我们觉得这样的要求太苛刻了。

张新钰觉得,从这很小的细节上就知道,百度对无人驾驶的理解还是从计算机的角度去理解的,而对于车辆的底层控制部分还不是特别理解。“无人驾驶不仅仅是智能系统,更重要的是对车的理解”,张新钰说。

早期的百度选择与车企进行合作,包括宝马、长安和奇瑞。如今,百度开放了其自动驾驶平台,推行Apollo计划,努力寻找合作伙伴,其实就是为了能掌握更多的主导权。张新钰觉得,未来,百度应该会尝试控制一家车企,来巩固自己在无人驾驶领域的地位。

2015年,清华猛狮团队和宇通合作打造的自动驾驶巴士在郑开高速成功完成测试造成了很大的影响。

在和宇通的合作中,张新钰也得出了一些商用车无人驾驶的心得。张新钰认为,巴士和卡车还不太一样,巴士的路线是固定的,环境也相对简单一些。卡车其实在中国的道路环境实现起来很难,不但车多,不守规矩的驾驶者也会相对更多一些。

和宇通的合作发展到今天,张新钰团队开始和宇通推进BRT的合作,因为推行无人驾驶快速公交,会更为简单一些。

当然,张新钰的团队还参与2016年京东无人车的合作项目,基于无人驾驶的经验,研发了国内首辆无人驾驶配送车,并在2016年11月11日的双十一活动中进行了展示。

4、

在一届又一届无人车的比赛过程中,张新钰身边的很多同仁选择加入企业或是自主创业,展开和无人车相关的工作。比如北京理工大学车队的姜岩后来去了驭势科技,张新钰团队中也有几个人去往百度,其中就包括张天雷。张天雷后来离开百度,创办主线科技,目前公司仍然处在保密状态。

此外,在李克强团队的张德兆也出来创业,创办了智行者。当然,张新钰团队中的成员有一些也出来做无人驾驶的小车,主要是作为科研实验平台。

相比于这些走出校园,走向业界或者自主创业的同仁,张新钰还是更喜欢大学的环境。而且,他手头也有自己的科研项目,成家立业也成为他无法自由自在的因素。

虽然张新钰没有选择出去创业,但是他表示,他在学校待着,可以整合资源去支持团队里出去创业的人。比如那些做无人驾驶小车科研平台的团队,后面也会做稍微大一点的平台,提供给无人驾驶公司。

如今,张新钰参与讲授人工智能的课程,同时从事无人车相关的科研。

无人驾驶研究内容有很多,核心还是无人车的感知、认知和决策,张新钰团队同时在研究传感器数据的融合,包括雷达数据和图像数据等。而且,也在尝试用深度学习的方法来做感知。此外,还有定位技术,主要集中在传感器的融合定位方面。

5、

在无人驾驶的圈子辗转这么多年,历经了学界和业界所发生的变化,张新钰感触很深。

变化很明显,从2009年开始大家拳打脚踢,再加上无人驾驶刚刚开始以视觉为主,从纯粹的视觉检测、做一些简单的无人驾驶,到现在已经可以在园区、高速上跑。

无论是业界还是国家层面,对无人驾驶越来越重视。张新钰保持乐观,“这个没什么可以犹豫的,尤其是奥迪A8的L3级别的出现,会大大地加速国内车厂对无人驾驶技术的布局,从而促进L4和L5级别的无人驾驶加速,当然,我觉得L5级别的无人驾驶需要差不多10年时间,因为这个时候,技术也进步了,传感器的精度高了,价格也便宜了,你可以用不同的传感器进行冗余,基本上就可以解决大部分问题了。”

他很感激李德毅院士,他觉得李德毅院士对于中国无人驾驶的发展起到了功勋作用。他一开始就支持无人驾驶的发展,“做到现在你看他带了多少团队,他和清华、军交、联大、北航、同济好多大学都有合作,提供技术支持,我个人认为他对中国的无人驾驶绝对有贡献,他可以被称为发源人”。清华猛狮也是李德毅院士智能车车队的一个重要成员。

李院士经过近十年在智能车领域的潜心研究,充分发挥团队在人工智能界和汽车界的跨界优势,融合创新,凝练出独到的智能驾驶技术成果——驾驶脑,申请发明专利近20项,并在现代ix35、长城哈弗、长安睿骋、奇瑞EQ、奇瑞瑞虎、北汽C70、北汽E70、北汽E30、宇通客车等多款车辆平台上进行了智能驾驶试验,培养了军交猛狮、清华猛狮、北航猛狮、联大京龙等一批优秀车队和行业人才。

当然,依然在学校工作的张新钰,也感受到了学术界和工业界的联系越来越紧密。

现在国家已经有很多重点项目的计划,针对无人驾驶的基础研究和关键技术进行支持。而且,还将业界的企业聚在一起进行交流、分享,共同推动中国无人驾驶的发展。当然,企业界也是大手笔投入无人驾驶研发,在竞争中合作,在合作中竞争,相互交融。

而张新钰,作为一个已经在圈子里看过十数年变迁的“老人”,也在憧憬着无人驾驶到来的那天。

*文中图片由受访者提供给雷锋网(公众号:雷锋网)新智驾

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