自動駕駛技術簡史。

自動駕駛是一個最近在產業界炙手可熱的關鍵詞。

無論是與人工智能相關的頂級會議還是各大造車廠商甚至各大投資商都為這個成長初期的藍海產業下註了美好的未來。

但是『汽車自動化』的理論與自動駕駛不同,提出至今已有近百年的歷史。

從最初的遙控到如今的ADAS及ADS承載了一代又一代前沿科學家對於方便人類生活出行的夢想和對智能化、高效化、自動化未來的展望。

至於未來究竟是美好還是隻是又一場泡沫,我們目前無從而知。

但是無論如何,自動駕駛已經成為了一個社會成長道路上的見證者,其歷史可以稱為人類用技術征服公路的歷程,這當中時而群雄並起時而一枝獨秀,在這條制造業與互聯網產業的紐帶上,儼然已於江湖。

第一輛『自動駕駛』汽車個人認同應該始於1925年一輛稱為『美國奇跡』的汽車。

之所以對自動駕駛一詞打上引號是因為這輛車並不能完全符合自動駕駛的準確定義。

維基百科對自動駕駛給出了這樣的定義:『自動駕駛汽車,又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛車、無人車、機器人車或自駕車,為一種需要駕駛員輔助或者完全不需操控的車輛。

作為自動化載具,自動駕駛汽車可以不需要人類操作即能感測其環境及導航』而這位『汽車自動化』的初始者是通過無線電的控制來實現的,類似於『玩具遙控車』。

雖然隻是通過無線電遙控,雖然能夠實現的隻是發動引擎和按響喇叭之類的簡單功能,但是無疑這是一個江湖的開端。

下一次的積極嘗試來自美國的通用汽車公司,1939年使用哈雷厄爾火鳥III車型的Futurama問世,代表了真正自動駕駛技術的研究開始。

這輛汽車的實現思路可能是現在從事或學習自動駕駛技術的我們很難想象的。

當時的技術並沒有如今成熟的AI模型和傳感器,上世紀中期距離計算機互聯網的時代還差之甚遠,那時候還是無線電的天堂。

這輛車的設計就是希望通過無線電控制的電磁場來實現自動駕駛,但是缺陷是電磁場的存在單純依靠汽車本身還不足夠,需要對路面同樣進行改造。

繁復的工程以至於到1958年這輛車才從紐約世博會的舞臺走上了專屬的電磁場路。

自動駕駛技術簡史。

此後的自動駕駛技術就像一位世外高人隱居於前沿實驗室當中又好像一個嶄新的生命在思索究竟如何去成長。

但是幸運的是實驗室的成果在不斷推進著整體的進程。

說來很巧,前幾日TESLA自動駕駛團隊負責人Karpathy宣佈離職,他正是斯坦福李飛飛教授的高徒,而今天要提到的第一輛能夠通過攝像頭和早期『學習系統』實現自動駕駛的產品也是來自斯坦福大學的Stanford Cart,雖然生產自1961年的它,運行速度很慢,要20分鐘才能移動1米,是一輛純粹隻能自動但是無法上路的實驗室汽車。

這輛汽車之所以值得一提,其意義在於斯坦福的先賢們搭建了一個一直沿用至今的自動駕駛基本架構:機器學習和硬件設備的結合。

這預示著自動駕駛的未來註定是互聯網和制造業的一次偉大會師。

這之後近20年的時間,自動駕駛的江湖一時風平浪靜,但是如果打開機器學習和計算機技術的大事年表我們會發現這段時間可謂如火如荼,計算機視覺技術迎來了從二維到三維,從實驗室研究成果到落地應用,翻天覆地的變化。

這為強烈依賴於計算機視覺技術的自動駕駛產業帶來了春天的氣息。

此後同樣的20年,自動駕駛技術即將飛速發展,傳統霸主開始變得年邁,國家和軍隊也不再是唯一的服務商,快速崛起的互聯網企業和制造業轉型企業群雄逐鹿,可謂華山論劍,各執一方。

如果問這段發展有多快,我們簡單了解一下這段發展歷程然後直接看成果。

1977年日本國家實驗室自動駕駛車利用攝像頭檢測前方標記進行導航;1983年美國國防部開啟ALV陸地自動巡航計劃;1986年卡耐基梅隆大學通過改裝雪佛蘭在車上加入便攜計算設備,實現第一代具有如今所說『智能計算平臺』的無人駕駛汽車。

1991年美國國會授權交通運輸部研發自動化汽車和高速公路系統,自動駕駛系統的名號從此走上歷史舞臺。

1992年大眾開啟了一項新的項目,自動泊車也加入了自動駕駛技術大家庭,至今APA、AVP也是重要的研究板塊。

同年,中國國防科技大學研發出中國第一輛無人駕駛汽車,可謂是國產自動駕駛車的鼻祖。

1993年在德國慕尼黑,賓士S500車身上配備了多種攝像頭和傳感器,實現自動駕駛超過1000公裡,此時可以說自動駕駛的應用技術已經逐漸走向落地。

1995年卡耐基梅隆大學和慕尼黑聯邦國防大學進行了一場無人駕駛技術比賽,距離提升至兩個城市之間行進。

車上配備了便攜計算機、攝像頭、GPS系統等輔助設備,徹底形成了ADAS的思路和架構。

在自動駕駛領域中國同期也一直處於靠前位置,90年代末清華大學研發了自動駕駛實驗平臺和THMR系列無人車,2003年清華大學研制成功了THMR-V無人駕駛車,能夠在標識清晰的結構化道路上以超過100公裡每小時的速度行駛,這基本上已經是我們對於自動駕駛的初步理想想象。

2005年首輛城市無人駕駛汽車在上海交通大學研制成功,這標志著自動駕駛產品未來終將會走進城市服務的行列。

眾多事件中影響最為巨大的就是美國軍事研究機構DARPA舉辦的無人車越野大賽,在2005年的比賽中來自斯坦福大學的Sebastian Thrun所帶領的Stanley車隊獲得了第一名,一人一車都可以說是下一個時代繼往開來的代表。

車是一輛大眾途銳《Touareg》,隻不過搭載了微型計算機、現代標準的攝像頭、雷達和激光掃描設備,能夠依靠機器學習決定自己該如何前進,用現在的分級來講,可以大概估計這是一臺L2級自動駕駛汽車。

人更是一位傳奇的締造者,隨著美國國防部在2007年開展的城市自動駕駛挑戰賽,越來越多曾經服務於政府和軍隊的自動駕駛科學家開始走進了產業界,使用自動駕駛技術改裝汽車,其中著名的初創公司代表就包括Google、Uber和TESLA。

隨著和Google創始人拉裡相關的『1000公裡挑戰』的完成,Google Prius的問世,著名自動駕駛公司Google Waymo走向誕生,而Waymo項目的創始者正是這位Sebastian Thrun。

從此自動駕駛真正成為了互聯網和制造業緊密結合的產物,是軟件系統和硬件架構的完美結合。

自動駕駛至此已經進入了互聯網時代,這不再是一個大型汽車公司的一個想法或者是軍方政府的試驗品,計算機產業與人工智能產業的快速發展讓所有人在21世紀看到了此處無限的可能,眾多大型汽車制造品牌和新興自動駕駛公司躍躍欲試逐漸形成了幾超多強的局面。

目前著名的自動駕駛公司包括之前提到的Waymo、以及傳統汽車制造企業和硬件供應商Ford、Toyota、Bosch、Honda、NVIDA和Intel的Mobileye等等,還有中國的百度、小馬智行、小鵬汽車等一批具有強大競爭力的公司。

如今的自動駕駛已經不僅僅是『汽車自動化』的概念,它擁有了市場,擁有了特定的研究領域,擁有了發展未來。

也有了不同公司,不同想法,其大概可以分為兩種。

第一種被稱為輔助駕駛,也就是ADAS,屬於中期可見效果的領域,在自動駕駛的分級中處於L2-L3,也就是我們目前最常見的自動駕駛發展領域。

另一種理論是市場空間更大的ADS,分級為L4-L5的高度自動駕駛系統,目前實現效果安全系數令人擔憂但是具有極大發展潛力。

隨著Camera、LiDAR和Radar的應用,不同產品也都展開了不同的策略部署,Radar+Camera成為了目前應用主流,自動駕駛算法也演進到了多模感知與融合推理的新階段,眾多API帶來的新的車載服務,曾經的儀表盤如今有可能成為遊戲顯示屏,智能座艙的人性化改造已經開始普遍應用……

百年的歷史,自動駕駛的藍海終於打開,人類在追尋自動化、智能化的路上不會停歇,這裡的江湖還會有新的傳說。