自动驾驶的前世,今生,未来

2024-11-28

从科幻电影中的未来设想,到如今逐步融入我们日常生活的真实场景,自动驾驶技术的发展历程充满了探索与突破。
在正式进入公众视野之前,自动驾驶技术已经默默耕耘了整整二十年:民间自研,巨头先行,资涌潮争,行业凛冬,另辟蹊径,冬尽春来。作为自动驾驶领域的积极参与者,狗熊机器人深感荣幸能亲眼见证并参与到这一伟大变革中。今日,就让我们以“狗熊”视角,为大家述说这段往事。
电影《我,机器人》中的自动驾驶片段
民间自研
无人驾驶概念的提出,最早可以追溯到上世纪20年代,但往后数十年间都未能从探索中走向深入。
直到2004年,DARPA(美国国防部高等研究计划局)组织了第一届野外无人驾驶挑战赛(Grand Challenge),自动驾驶迈出了它的“一小步一大步”,从概念走向实战应用。2005年,第二届挑战赛上,斯坦福大学团队的无人车凭借5个激光雷达,成功完成了约200公里的沙漠自动驾驶挑战,夺得桂冠。

第二届DARPA挑战赛中获得冠军的斯坦福大学团队无人车

在DARPA挑战赛的推动下,以感知(Perception)、规划(Planning)、控制(Control)为核心架构的自动驾驶技术成为了业界的统一认识。而在挑战赛中大放异彩的激光雷达,则逐渐成为了感知层的核心硬件。

巨头先行

与许多其他人工智能领域的故事一样,热衷于前沿技术研究的谷歌(Google),成为了第一个进军自动驾驶的重量级角色,成为自动驾驶的领航者。

2007年,在谷歌联合创始人Larry Page的招募下,DARPA挑战赛中斯坦福大学团队的领队Sebastian Thrun加入谷歌,领导Google街景的研究。正是在研究街景项目的过程中,两位大拿发现,高精地图在自动驾驶领域的巨大潜力。

谷歌街景

2009年,谷歌自动驾驶项目「Project Chauffeur」正式启动,汇聚了大量DARPA挑战赛中的精英人才。

该项目在技术上延续了DARPA挑战赛的核心思路,即利用多传感器感知周遭环境,进而进行路径规划,最终由线控系统执行驾驶指令。

谷歌第一代自动驾驶测试车辆

通过激光雷达与高精地图的融合,谷歌自动驾驶车辆取得了显著的进步,激光雷达可以精确测算车辆和各类障碍物的动态距离,而高精地图则通过精准定位减轻了感知系统的压力,以此应对复杂多变的道路环境。

经过长时间的游说,2011年9月,美国内华达州通过自动驾驶法案;2012年5月,谷歌获得内华达州颁发的首张自动驾驶测试牌照。而在此之前,谷歌的无人驾驶车辆已悄然驶过了超过一百三十万英里的测试里程。

资涌潮争
2014年,谷歌推出自研自产的全自动驾驶原型车Firefly,配备了摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波等传感器,并融合了Google地图与云服务等优势资源,同时还取消了方向盘、油门和踏板。

Firefly
至此,技术的摸索、人才的积累、法律的完善,在谷歌的努力下,自动驾驶似乎不再遥不可及,行业迎来了大量资本的瞩目与涌入。一时间,高科技企业、汽车制造商及初创公司纷纷投身其中,融资热潮不断攀升,自动驾驶领域从谷歌的单一引领,迅速演变为多方势力激烈角逐的态势。
2016年,无疑是自动驾驶发展历程中的关键节点。
这一年,谷歌将自动驾驶业务独立,成立了Waymo,成为首个获准在公共道路上无人驾驶的商业化企业,短短两年后估值从700亿美元狂飙到1750亿美元。
同年,国内自动驾驶领域的先行者百度,获得了美国加州政府颁发的无人车上路测试牌照。

百度与奇瑞合作研发的自动驾驶试验车
此外,SAE(美国汽车工程师学会)在这一年提出了至今仍被广泛采纳的自动驾驶等级界定标准。
与此同时,在加州的另一个角落,特斯拉于开始自主研发自动驾驶系统——FSD(完全自动驾驶)。特斯拉创始人Elon Reeve Musk认为:既然人类能通过视觉感知进行驾驶,那么机器也必然可以。因此,FSD采用了摒弃激光雷达的非传统路径,并在后来逐步取消高精度地图、传感器和雷达的应用,发展出自动驾驶的新流派——纯视觉。

特斯拉-弗里蒙特工厂
在一片繁荣的景象中,业界普遍认为自动驾驶即将迎来爆发式增长,企业纷纷喊出“三年量产,五年商用”的口号。然而,期望膨胀得有多快,泡沫幻灭得就更快,自动驾驶行业竟径直驶向了寒冬。
行业凛冬
2022年10月,背靠福特和大众,曾在2020年7月估值超过70亿美元的自动驾驶行业巨头——Argo AI宣布倒闭。一个巨头倒下的背后,是“尸横遍野”的残酷现实。公司破产、项目停摆、股价下滑、资金链断裂,是当时自动驾驶行业的真实写照。

Argo AI自动驾驶车辆
投资人早悉自动驾驶行业是一个“资金黑洞”,但导致这些企业迟迟未能商业化落地的“长尾问题”,成为了压死这些企业的最后一根稻草。
一直以来,自动驾驶技术依赖于人工编写的规则代码来驱动。然而现实世界中的不可控因素太多,人工代码难以覆盖所有现实场景,尤其是那些虽然概率极低但仍有可能发生的边缘事件。这些人工代码难以触及的盲区,便是“长尾问题”。由于“长尾问题”的存在,自动驾驶系统始终无法保证在任何情况下均能做出正确的决策,形成了“行百里者半九十”的困境。

“长尾问题”的现实体现:

2023年10月,一名行人被一辆由人类驾驶的汽车撞倒,导致行人被卷入了正处于自动驾驶状态下的Cruise车辆车底,而车辆将行人拖拽了近6米后才得以停下。当月月底,Cruise因“事故频发”,被吊销了无人驾驶牌照。

另辟蹊径
在鲜为人知的角落里,一批初创企业和传统重工巨头,则选择在特定的场景或封闭园区内,挖掘自动驾驶的应用潜力。
以狗熊机器人为例,自2020年进军自动驾驶领域以来,迅速崭露头角。2022年,推出搭载低速无人驾驶系统的首款产品——智能观光车X2,在智能观光车细分领域上遥遥领先。2023年便在全国多个园区和景区实现商业化运营,成功构建商业闭环。今年,再次推陈出新,实现L4级自动驾驶,并且发布了更小而灵活的智能漫游车X2mini,以满足更多元化的应用场景和需求。

此外,无人驾驶技术的广泛应用还体现在多个领域:九识智能的无人驾驶物流配送车、友道智途的无人驾驶港口码头专用车、宇通重工的无人驾驶环卫车,以及易控智驾的无人驾驶矿卡等,自动驾驶并不仅仅局限在日常的用车场景。

无人驾驶配送车
值得一提的是,像扫地机器人、送餐机器人等运用双目摄像头或激光雷达技术的机器人,某种程度上也是自动驾驶技术的衍生产品。另外还有将应用场景转移到水路上的,例如欧卡智舶的无人驾驶清洁船。

扫地机器人
这些理性而多元的探索与实践,拓宽了自动驾驶技术的应用边界,使得自动驾驶未来发展似乎明朗了些。
冬尽春来
2022年11月,基于Transformer架构的Chat GPT发布,瞬间引爆了全球互联网,拉开了生成式人工智能技术革命的序幕。
回溯至一年多前的2021年9月,特斯拉对自动驾驶代码进行了重构,推出了基于“Transformer+BEV(鸟瞰图视角)”技术的FSD,将感知部分交给大模型,显著提升了自动驾驶的感知能力。
2023年12月,特斯拉开始陆续推送FSD V12,实现了首个“端到端”的大模型自动驾驶。即将感知、规划和控制三大模块整合在一起,打破模块壁垒,精简系统架构,提升运行效率。“端到端”自动驾驶的出现,使特斯拉的人工规则算法从V11版本的30万行锐减至2000行,完全颠覆了原有的自动驾驶方案。

得益于特斯拉庞大的行车数据资源作为深度学习样本,FSD V12在在处理复杂交通情况时更加灵活和智能,能够更好地模拟人类的驾驶行为和决策过程‌。
简单来说,它更像人了。
2024年5月,百度在武汉发布第六代萝卜快跑无人驾驶汽车,车上搭载了支持L4级自动驾驶的大模型Apollo ADFM。目前,国内无人出租车服务试运行的队伍日益壮大,百度、小马智行、如祺出行等企业竞相角逐。

萝卜快跑
2024年10月,特斯拉“Robotaxi Day”发布会上,没有方向盘和踏板的无人驾驶出租车Cybercab和无人驾驶巴士Robovan惊艳亮相。

Cybercab

Robovan
2024年11月,Waymo宣布出租车服务现在对洛杉矶的所有用户开放,至此,凤凰城、旧金山、洛杉矶三大城市的用户均已能享受到Waymo提供的无人驾驶出租车服务。

Waymo无人驾驶出租车

经过一轮激烈的行业洗牌后,自动驾驶行业似乎正重返正轨。科幻电影中描绘的未来景象,再一次浮现在眼前。

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