我們正在讓自動(dòng)駕駛變成現(xiàn)實(shí)

文 張亞勤

過去幾年來，自動(dòng)駕駛已然成為最激動(dòng)人心、最令人關(guān)注的技術(shù)之一。今天我想談?wù)勛詣?dòng)駕駛的一些背景，特別是與智慧城市和智慧交通相關(guān)的內(nèi)容，比如車用無線通信技術(shù)（Vehicle to Everything，簡稱“V2X”）。

人工智能確實(shí)為新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了前所未有的歷史機(jī)遇。最先受到它影響的實(shí)際上正是IT產(chǎn)業(yè)本身：新算法、新軟件、新芯片、新技術(shù)堆棧、數(shù)據(jù)中心……當(dāng)然還有很多新產(chǎn)品和新服務(wù)。然后，它又變革了我們既有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，比如醫(yī)療業(yè)、金融業(yè)、教育業(yè)和制造業(yè)等。最重要的是，它還創(chuàng)造了新的產(chǎn)業(yè)，自動(dòng)駕駛當(dāng)然就是其中之一。

汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了100多年，無論是從技術(shù)、供應(yīng)鏈還是從商業(yè)模式來看，它都已經(jīng)是一個(gè)非常成熟的產(chǎn)業(yè)。它正經(jīng)歷這一百多年來的第一次重大變革，這是一次真正意義上的脫胎換骨。這次變革可以用4個(gè)字母來概括：CASE，即聯(lián)網(wǎng)化（Connectivity）、自動(dòng)化（Autonomy）、信息共享（Sharing）和電動(dòng)化（Electrification）。

V2X技術(shù)

人們常常問我，你為什么要把人們從駕車的樂趣中“解放”出來？因?yàn)樗滓膬?yōu)點(diǎn)是安全性高。有90%以上的車禍，尤其是致命的交通事故，都是由人為失誤釀成的。所以，把人從駕駛中解放出來，當(dāng)然就有助于消除或最大限度地減少這類失誤。它的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是效率高。我們平均每天要花60分鐘甚至更長的時(shí)間在車?yán)?，用于駕駛或是尋找停車位，簡而言之就是在“交通”上花的時(shí)間。而自動(dòng)駕駛能為你省下這些時(shí)間，我們就可以用來做其他的事情。當(dāng)然了，這也將會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

百度和麥肯錫最新的報(bào)告顯示，在不到10年后的2030年，新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)規(guī)模將達(dá)1.5萬億至1.8萬億美元之間。這還只是單單從全球的駕乘和機(jī)動(dòng)車產(chǎn)業(yè)來考察。在我看來，自動(dòng)駕駛是一種集成了眾多不同要素的技術(shù)。它具備感知、規(guī)劃和控制、模擬、精確到厘米級的高清路線規(guī)劃等能力，還涵蓋了各種軟件、新型的硬件堆棧聯(lián)網(wǎng)功能等。最重要的是，除了必須集成這種相似的東西，還得有安全性，容錯(cuò)率極低。因此，就其挑戰(zhàn)性和復(fù)雜度而言，我認(rèn)為自動(dòng)駕駛可謂終極的人工智能系統(tǒng)。但同時(shí)，我相信這個(gè)難關(guān)是可以攻克的。我們可以把一個(gè)特別復(fù)雜的問題分解成一個(gè)個(gè)可以逐一擊破的小問題。

那么，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的過程中，我們必須解決的關(guān)鍵問題、必須做的關(guān)鍵決策有哪些呢？這分為兩大類：市場力量和非市場力量。市場力量包括技術(shù)、藍(lán)圖——如何實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)，以及如何構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)等。非市場力量包括政策、法規(guī)、倫理道德、隱私和其他的人為因素。

那么今天，我們將討論其中的一些技術(shù)，特別是V2X方面的技術(shù)。當(dāng)然自動(dòng)駕駛中包含其他的技術(shù)問題，如要采用什么樣的傳感器？雷達(dá)還是視覺？實(shí)現(xiàn)路徑是什么呢？是要像特斯拉和無比視（Mobileye）一樣，依次經(jīng)歷第二級、第三級，逐步進(jìn)展到第四級，還是像谷歌威摩（Waymo）和我們的百度一樣，直接跳到第四級研制無人駕駛汽車？它將是一個(gè)開源系統(tǒng)還是封閉系統(tǒng)呢？它是類似安卓系統(tǒng)還是像iOS系統(tǒng)呢？誰將贏得這場角逐呢？是傳統(tǒng)的原始汽車設(shè)備制造商（OEM），還是一些新興勢力、新興的電動(dòng)汽車制造商，抑或是科技巨頭呢？這里邊有很多有趣的問題。但是今天，鑒于我們要探討的是智慧城市和智慧交通，我們只關(guān)注一個(gè)主題，那就是V2X技術(shù)。

V2X技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可分為3個(gè)循序漸進(jìn)的步驟。第一個(gè)步驟很簡單，就是協(xié)同感知。它就是簡單地將道路和交通數(shù)據(jù)與你在車?yán)锟吹降男畔⒄显谝黄?。第二步是協(xié)同規(guī)劃。協(xié)同規(guī)劃意味著在掌握了這些信息后，就能做出路線規(guī)劃決策，以實(shí)現(xiàn)更高的效率。下一步當(dāng)然就是系統(tǒng)、全面的道路設(shè)施設(shè)計(jì)，可以從城市全局的角度最大限度地提升交通系統(tǒng)的效率。人們通常在自動(dòng)駕駛的模型設(shè)計(jì)這個(gè)議題上有很多疑問：它應(yīng)該更多地基于單車智能還是需要V2X數(shù)據(jù)智能的協(xié)助？哪個(gè)更重要？顯然，車輛本身需要非常智能化。要把人們從駕駛中解放出來，當(dāng)然需要有最基本的自動(dòng)智能去實(shí)現(xiàn)它。我也相信V2X技術(shù)、道路信息、交通信息以及整個(gè)城市設(shè)施給予我們的種種信息，對于實(shí)現(xiàn)更高水平的安全性是至關(guān)重要的。

在道路安全方面，有一些極端情況：比如惡劣的天氣影響了視線；比如發(fā)生了擁堵或事故；還有其他的問題，比如你看不到的盲區(qū)、突然出現(xiàn)的并線車輛，以及其他難以預(yù)見的因素。如果只有單車智能，那整體的視覺感知、數(shù)據(jù)和感知可能就會(huì)非常局限。在這種情況下，V2X信息就可以提供很多幫助。它可以將全局的交通信息和路側(cè)設(shè)備感知到的信息，以及單車自身全部范圍內(nèi)的信息和其他的危險(xiǎn)信息相結(jié)合。本質(zhì)上，簡單地說就是，你可以一邊自己接收道路信息和交通信號燈信息，城市基礎(chǔ)設(shè)施同時(shí)也為你補(bǔ)充額外的、你無法從車輛上感知到的信息。

此外，我們用到的很多功能、很多深度學(xué)習(xí)算法，都是基于數(shù)據(jù)的。所以，擁有的數(shù)據(jù)越多，得出的算法就越好。舉一個(gè)例子，一輛救護(hù)車在毫無預(yù)兆的情況下突然駛來。如果我們沒有路側(cè)感知信息，會(huì)車時(shí)，你得緊急剎車，這個(gè)體驗(yàn)就很不好。而如果使用V2X技術(shù)，就可以預(yù)知這輛救護(hù)車的駛來，并及時(shí)提醒司機(jī)提前剎?；驕p速，避讓它。

場景實(shí)驗(yàn)

各國政府都積極鼓勵(lì)部署V2X技術(shù)，包括中國、美國，以及歐洲各國等。在政策、試驗(yàn)場地和部署方面，中國處于遙遙領(lǐng)先的地位。目前，已有“5+2”個(gè)路網(wǎng)被指定為示范區(qū)，將來還有更多投入使用。C-V2X是一種用作基礎(chǔ)設(shè)施通信協(xié)議的主要技術(shù)。百度“阿波羅”（Apollo）就是一個(gè)特別的例子?！鞍⒉_”是百度從2017年開始開發(fā)的開源平臺(tái)。這一開源商業(yè)平臺(tái)最初主要是用于單車的，但現(xiàn)在，尤其是過去3年來，它新增了很多V2X功能。它在全球擁有200多個(gè)合作伙伴，進(jìn)行著V2X技術(shù)方面最前沿的工作：技術(shù)研發(fā)、部署和試驗(yàn)。清華大學(xué)與百度阿波羅開展了合作。大約一年前，我們啟動(dòng)了Apollo Air項(xiàng)目，充分利用路側(cè)智能的潛力探索車路協(xié)同領(lǐng)域的技術(shù)無人區(qū)。此外，就像汽車的自動(dòng)駕駛分級一樣，我們也在嘗試定義路側(cè)智能的分級標(biāo)準(zhǔn)。即使車輛本身沒有自動(dòng)智能，我們也可以借助路側(cè)、交通、道路和基礎(chǔ)設(shè)施的感知和算法，協(xié)助沒有自動(dòng)駕駛能力的汽車導(dǎo)航。

當(dāng)然，為了更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，我們還是要把單車智能和路側(cè)智能結(jié)合起來。我們已在多個(gè)城市部署了這一系統(tǒng)，主要是在北京的亦莊高級別自動(dòng)駕駛示范區(qū)，這是北京市政府為試驗(yàn)各類V2X技術(shù)而設(shè)置的開放式試驗(yàn)場地。為了證明V2X對駕駛安全的提升，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來評測兩條路線在不同交互場景中的表現(xiàn)。其中一條路線僅使用了單車智能，另一條路線運(yùn)用了V2X、車路協(xié)同（VICAD）信息。然后，我們再從車輛交互模型、交通模型去調(diào)整車輛駕駛模式，此時(shí)再通過安全評價(jià)模型去考察V2X技術(shù)對車輛整體的安全性有多大提升。P（AD）表示單車自動(dòng)駕駛的事故率，P（VIDCAD）表示運(yùn)用了V2X技術(shù)后的事故率。我們通過開發(fā)這一模型，得出了一組數(shù)據(jù)。我們也在亦莊用真實(shí)的車輛和V2X技術(shù)來協(xié)助驗(yàn)證了這一模型的效果。最終可以得出結(jié)論，在3個(gè)不同的場景中，V2X技術(shù)的表現(xiàn)是最出色的。它顯著提升了安全性，尤其是在無保護(hù)的左轉(zhuǎn)路口，這是普通車輛駕駛最頭疼的一個(gè)地方。你看不到道路另一側(cè)——無論是與道路水平一側(cè)還是垂直一側(cè)的交通狀況。在這種情況下，V2X技術(shù)就能提供驚人的超過10倍數(shù)量級的安全性。這些還只是初步的成果。我們在亦莊部署了很多車輛，改進(jìn)和迭代安全模型，以期取得更重大的成果。

我們既有真實(shí)的車輛駕駛數(shù)據(jù)，也有基于算法的理論模型。正是這一切讓V2X技術(shù)和整個(gè)自動(dòng)駕駛體驗(yàn)變得更加安全、更加令人信服。我想再次強(qiáng)調(diào)，自動(dòng)駕駛是過去幾年間最引人注目的技術(shù)進(jìn)步之一。多年來，自動(dòng)駕駛汽車一直是一個(gè)夢想。有史以來第一次，隨著技術(shù)的進(jìn)步，隨著新功能的誕生，我們有了新的算法、有了我之前提到的CASE，我們正在讓自動(dòng)駕駛變成現(xiàn)實(shí)。