软硬一体:中国自动驾驶技术破局前行
尊敬的各位领导,亲爱的老师,同学们上午好!我是来自小马智行的产品经理肖平。20年前,我也和大家一样坐在大学教室里听着前辈们声情并茂地讲述他们科技报国的传奇故事。那时我们国家还没有兴起新能源汽车和自动驾驶的概念,当时最时兴的科技行业非互联网莫属了,而作为计算机专业学生,在2010年硕士毕业的时候,也就很自然地投身到中国互联网浪潮中去了,加入当时互联网技术最厉害的大厂扎根奋斗,亲历了中国互联网科技从‘Copy to China’到‘Copy from China’的转变。
如果说加入互联网行业是一次自然而然的过渡,那么2016年,迈入自动驾驶行业就算得上一次勇敢的选择了。当时自动驾驶仅有欧美的少数国家几个顶尖的企业在研究,可能是互联网时代积攒的自信,我们也期望通过自己努力让无人驾驶最终实现,实现更加安全的交通愿景,于是勇敢的选择转换赛道。这一步也算是真正踏入了新的科技‘无人区’。 十年磨一剑,我们不仅让无人驾驶技术从实验室走向全场景应用,更让中国方案领跑全球。今天,我将带大家走进这段‘中国自动驾驶技术破局前行’的攻坚历程。
一、开篇:从海淀街头到世界之巅的自动驾驶技术破局前行
同学们,我想先做一个小调查,有试乘体验过无人驾驶车辆的,无论是无人Robotaxi还是无人小巴,请举手,接下来我想请大家想象一下:如果汽车不再需要方向盘,我们的生活会变成什么样?
是彻底解放双手的出行自由?还是高速上自动穿梭的钢铁洪流?又或者——像图片一样,您此刻正坐无人驾驶的网约车,穿梭在北京早高峰的车流中?我想每个人都会有自己充满想象力的画面。
大家都知道,人工智能技术是发展新质生产力的关键引擎,可以说是科技行业的皇冠。而自动驾驶大家常称为人工智能“皇冠顶上的明珠”。自动驾驶也符合习近平总书记指出的新质生产力的高科技、高效能、高质量特征,正是新质生产力的题中应有之义,自动驾驶利用“世界模型”“车规级计算平台”等技术创新突破“卡脖子”的重大问题;自动驾驶通过效率革命提高城市交通安全和效率,降低社会物流总成本。自动驾驶还促进产业融合实现产业联合创新发展。
听上去自动驾驶是不是很酷,大家想不想知道他一开始的样子?那就让我们回到2016年,这是北京海淀区中关村里的一条街道上,就是这样一台小推车上,搭载着工控机、激光雷达等测试设备,被工程师在辅路中推着走。这就是小马智行第一台自动驾驶原型车了,它看上去一点都不高级,一点都不人工智能。可当传感器数据开始正常记录时,屏幕上滚动的日志仿佛在告诉我们——中国自动驾驶像个孩子一样刚开始「蹒跚学步」。
而今天,以小马智行为例,我们已经累计自动驾驶超过5000万公里,在北上广深四大一线城市均取得最领先的无人驾驶商业化许可,可以说自动驾驶已经拉开规模化应用序幕如果有机会,同学们走在北京亦庄街头,也可以看到一台台无人Robotaxi或无人小巴穿梭在车流中,面对早晚高峰的密集车流、暴雨中的模糊车道线、外卖小哥突然横穿马路的突发状况,依然能平稳应对时。我时刻在想,从2016的蹒跚学步,到2025的规模部署,这段跨越近10年的技术长征,不正是"社会主义是干出来的"最生动的注脚嘛!
接下来,我将从软件与硬件两个方面,和大家详细展开这段技术破局前行之路。先说硬件,形象一点说,硬件就是咱们自动驾驶的骨骼和脊梁,这个脊梁一定要站直了,不能弯,不能被国外公司拿捏。但一开始我们缺背负着国外零部件的承重枷锁。
二、塑造自动驾驶的坚硬骨骼
2016年,全球自动驾驶刚刚开始从实验室走向产业界,很多国家,包括中国产业界也没有什么积累,几乎所有的核心零部件都依赖国外的公司。在这样一个被国外垄断的硬件市场里,我们中国团队要想打造一台自动驾驶车辆,其难度可想而知。购买零件得看国外企业脸色;车辆改装随意让你排队等4个月;货物不提供国际运输服务,我们只好人肉背回国;售后问题响应极慢等等。在这样的艰难条件下,我们硬是「千方百计」、「敲敲打打」的攒出来了小马智行第一代自动驾驶车辆。
“ 头顶大花盆、脚踩二手刹、背着拖拉机、白天吹空调、晚上暖宝宝”。说得就是它搭载了如巨型花盆一般的激光雷达、车辆本身的线控(转向和制动 )都是国外一个小改装厂改的,什么时候失效完全未知;背着拖拉机指的是我们的计算大脑-一台巨大的工控机,噪声大,扇热高。白天因为工控机扇热亟需吹空调,我们就得把车辆空调管路专门引一条到后备箱,对着工控机吹,而且还得把空调温度调到最低。晚上暖宝宝,不是指我们工程师贴暖宝宝工作,而是在北京零下十几度的天气下,要给我们的激光雷达贴暖宝宝,防止它不转动不工作了。
历经千辛万苦我们的车总算跑起来了,全公司都兴奋极了,只有我们这群经历过痛苦的同学心里清楚背负的这个沉重枷锁非打破不可。
正如习总书记嘱托:“关键核心技术是要不来、买不来的、讨不来的,必须靠干字破局。” 再后面的每一代车型研发,我们便定下来硬件研发原则:『硬件选型尽量国产化』,坚持自力更生,『坚持和国内供应链一起进步』。充分发挥我们中国创业公司『小步快跑,迅速迭代』的本领。虽然我们是小公司,但中国科技的飞速发展不已经一次次证明了,我们中国人踏实肯干、有骨气能吃苦、他们能行的,我们中国人一定能行!一定能打破缠绕在脊梁上的枷锁!!于是我们联合禾赛、速腾等硬件创业公司一起,攻坚激光雷达量产工艺和产品应用;在定位方面,找了北斗产业公司,自研了基于北斗的高精度定位单元。
(展示第五代自动驾驶车型),经过4年多的硬件迭代,到2021年推第五代车型的时候,我们已经基本上用上国产零部件了,比如禾赛和速腾的激光雷达,自研的计算大脑和基于北斗的高精度定位系统等,并且第五代车经过技术攻关,也可以安全的无人驾驶了,这也是目前中国第一款获取北上广深四大一线城市的全无人许可的车型。
我们这一轮轮技术升级的'逼迫',把国产供应链兄弟们也卷得够呛,不过他们也是越战越勇。大家看这是9年后的自动驾驶硬件全球格局。今天,禾赛华为和速腾稳居全球激光雷达市场前3位,就在9月15日,禾赛宣布取得美国头部Robotaxi公司4000万美元的激光雷达订单,10年奋进,满屏已经刷新成了中国红!
(展示第七代自动驾驶车型)正是因为咱们中国智能网联汽车供应链的进步,小马智行也在今年4月推出三款第七代全无人Robotaxi车型,分别是北汽极狐T5款、广汽埃安霸王龙款和丰田铂智款,接下来他们也将代表中国最先进的自动驾驶科技,走向全球。
作为7代硬件进化的亲历者,我也整理了它们的成长过程。(播放7代回顾视频)(第0代,海淀街头小推车、第1代:头顶大花盆、第2代:雷达变小一点了,但还是裸露的,第三代:开始一体化造型,批量车辆跑上街头;第四代:传感器格局基本成型;第五代:终于摆脱林肯MKZ、传感器也大量国产化,车辆已经可以无人化了;第六代:全球首款使用半固态激光雷达Robotaxi车型,更小更漂亮,获得北上广深全部无人许可;第七代:全车规、更低成本、全冗余设计,接下来将会在全国多个城市开启无人驾驶运营)。
蓦然回首,轻舟已过万重山,我想说,我们小马智行7代Robotaxi进化发展,不正是在致敬中国自动驾驶的脊梁从受制于人,到自力更生,挺起来,硬起来的历程嘛!
三、健全自动驾驶的中枢神经
如果说硬件是自动驾驶的骨骼,那么算法就是它的神经中枢。国内外自动驾驶算法几乎同时起步,如果说硬件我们还有「洋零件」可以先借鉴再革新,那留给我们算法同学的就只有自力更生一条路。可是当国外自动驾驶企业的算法在简单的交通环境中游刃有余时,大家可以看看中国算法工程师面临是什么挑战。左边是我们广州CBD的晚高峰画面,短短200米内挤进了几十辆汽车、和电动车,密密麻麻的行人比蚂蚁搬家还热闹......,右边是我们再中国交通环境中可与遇到的形形色色、千奇百怪的路面物体。可以说咱们拿到的是史诗级难度的副本。
那么我们是如何在自动驾驶软件技术破局的呢? 这里我想分享关于我们的感知算法「捕风捉影」的故事。
这个故事和外卖小哥有关系,大家都知道我们的外卖小哥很辛苦,每天都在追风逐电,特别在送餐高峰期的道路上,你永远难以猜到他那早已人车合一小电驴的下一步动向,因此也成了中国自动驾驶的特殊挑战。
传统感知检测算法由于数据缺失和检测方法单一,针对外卖小哥的交通意图识别经常误判——特别是容易把急转弯掉头识别成即将碰撞,引起自动驾驶车辆急刹车。或者没有意识到到外卖小哥马上会在车头前横穿,引起安全员紧急接管。传统算法可谓溃不成军,好些优秀工程师都败下阵来。
有一天,我们的一位感知算法工程师程同学受到总理答记者会的启发,"坐在办公室碰到的都是问题,下去调研看到的全是办法,高手在民间。" 他提出自己要去外卖密集区域蹲守,观察外卖小哥送外卖过程、驾车习惯,甚至还在空闲的时间和外卖小哥打招呼请教他们的驾车习惯,当时就差真的整一辆电瓶车注册个账号送外卖了。
在调研过程中,他记录那些骑手们过街时常用的微动作:肩线倾斜预示变道,脚尖点地暴露刹车意图,左右观察准备横穿,甚至到店门口准备压弯等。同时并安排公司采集车在高峰时段特意跑到外卖密集区域采集真实数据,并根据自己调研收获的经验提炼出数据标注规则标注数据。在算法模型中加入对骑手视线、躯干的姿态识别,以及对车把、车轮的精确检测,最终形成一套准确高效的电瓶车意图理解算法,将我们的算法准召率提升了10个百分点。现在我们的无人驾驶车辆,每天都穿行在繁忙的街头,看遍城市的热闹与繁华,与每一个交通参与者安全交互。
我想说,这个故事只是软件算法解决问题的一个小缩影。现在我们每天仍在遭遇新的技术挑战,不过好在我们中国自动驾驶行业有成百上千像程同学这样的优秀工程师,正是因为他们的坚持和奋斗,让我们每天都在进步,中国自动驾驶技术也终于从站了起来到真正的强了起来!
四、未来已来:自动驾驶开启的"中国式现代化"
同学们,当我们站在2025年的时空坐标上回望,中国自动驾驶技术破局前行的故事只是中国科技创新浪潮中的一朵浪花。从5G智能网联到北斗卫星通信,从新能源汽车到全场景无人驾驶,中国正在书写人类交通科技史的新篇章。
1. 让城市生活更美好
在北京亦庄,Robotaxi与Robobus、无人配送车组成"未来交通网"。通过小程序随时可以呼叫Robotaxi上下班,刷脸就可以进入Robobus座舱体验无人公交,无人配送车让快递更快送达到客户手中。自动驾驶让城市生活更美好,我想这正是"人民至上"理念的科技表达。
2. 科技让边疆不再遥远
在西北戈壁滩,无人驾驶重卡正在运载着无人区地底下的矿物宝藏;在内蒙古甘其毛都口岸,无人驾驶重卡正不知疲倦的进口着蒙古国的煤炭矿产。科技让边疆充满生产活力,我想这正是"共同富裕"承诺的生动实践。
3. 中国为世界提供新方案
当国外车企还在为自动驾驶责任认定争论时,中国已构建起北京亦庄在内的十多个智能网联示范区,几千台无人驾驶车辆已经上路运行;当美国车企还在突破中国公交车道难题时,小马智行在内的中国自动驾驶车辆已经在中东等一带一路国家上路运行。中国开始为世界提供自动驾驶方案,我想这是"人类命运共同体"的科技担当!
五、结语:欢迎大家一起奋斗
同学们,当习近平总书记视察宁东能源基地发出“社会主义是干出来的”伟大号召时,我们科技工作者深受感召。在攻克自动驾驶技术难题的时候,我们经常也会因为遇到的问题长期没有解决思路而苦恼和难过,但我们始终咬牙坚持,没有放弃,将中国自动驾驶技术带到了前所未有的高度。
今天,中国自动驾驶算法这个史诗级的副本还没有被完全攻克,我们也在不断遭遇新问题,需要更多的年轻工程师们共同攻坚,再此我也想向同学们发出邀请,大家有意愿从事新能源汽车、从事自动驾驶行业的同学们,请关注这个行业、准备相应技能和知识,期待有一天咱们可以并肩奋战。要始终相信,社会主义是你我干出来的,新时代是你我奋斗出来的!
谢谢大家!