10月24日,小鹏召开了一年一度的1024小鹏科技日,小鹏科技日类似于苹果的开发者大会,主要面向的不是普通消费者,而是一些专业的工程师,因此大家期待的消费级产品并没有出现。不过,小鹏科技日上依旧展示了一些新技术,我们可以从中看到何小鹏的“野心”。
省流助手,本次小鹏科技日上主要公开了4件大事:
1、城市NGP升级为XNGP,带来了在城区更流畅的辅助驾驶体验。
2、智能语音升级到2.0,不需要唤醒词,识别速度更快,全车人同时下指令也可以完美识别。
3、机器狗升级,噪音降低,行动更加便捷。
4、飞行汽车优化,更接近量产效果,能在地上跑,能在天上飞,现场发布了一段试飞视频。
其中最受关注的除了飞行汽车外,就是全新升级的XNGP了,全场发布会用了一半以上时间在讲XNGP的难度及解决方法,同时还公布了小鹏汽车智能辅助驾驶的路线规划——2025年之后,小鹏“将向全面自动驾驶和无人驾驶进发”。
事实上,想实现完全自动驾驶,比大家想象的还要难。在汽车行业,普遍认为自动驾驶技术应当具备三要素——“感知、决策、控制”,想实现三要素,仅依靠车企本身的技术是不够的,这三大要素中的“感知”与“决策”,离不开高精地图与智能公路的支持。
在本次发布会上,何小鹏不止一次提到高精地图,那么,高精地图究竟在自动驾驶中扮演了什么样的角色?智能公路又是什么新概念?
一、高精地图:自动驾驶落地摊手
顾名思义,高精度地图相比普通地图,能识别的道路信息更多,其中包括准确的道路形状、每个车道的坡度、曲率、航向、高程,侧倾的数据等。
把这些数据运用到自动驾驶中,可以让自动驾驶汽车“感知”到除了道路走向外的其他信息,从而做出相应的动作。我们模拟一下:
高精地图:前方坡度30°,请将车速降低至60km/h。
自动驾驶汽车:好嘞。
高精地图:前方右侧有个直径30cm的坑,请提前换道避让。
自动驾驶汽车:多谢大哥提醒。
这种极为微小的道路变化,仅靠自动驾驶的激光雷达或视觉系方案,还远远无法达到提前预知的效果,这时候就得让高精地图提前使自动驾驶汽车感知到道路信息。
另外,高精地图对于每条车道和车道之间的车道线,是虚线,实线还是双黄线、线的颜色、道路的隔离带、甚至道路上的箭头、文字的内容,所在位置都会有描述。
通过这些信息,则可以让自动驾驶汽车做出“决策”,比如5km后要向右前方行驶,那么前方哪个地方是实线,哪个地方变道是最优解,最能让乘客感到平顺,这就是自动驾驶汽车需要根据高精地图的信息做出的决策,毕竟就算激光雷达性能再好,想预知5km外的信息也是不可能的。
除此之外,在以往的地图中,导航只会告诉你前方红绿灯请减速慢行,高精地图可以通过路口的红绿灯状态、交通流量、路网变化情况等数据信息的回传,在云端服务平台的分析和协助下,实现车道级的智能化路径规划和决策。
目前已经有不少车企的新车搭载了高精地图,以小鹏汽车为例,其高速NGP智能导航辅助驾驶功能,是基于视觉、高精地图、GPS、IMU、轮速仪的多传感器融合定位,得以将城市定位精度达到厘米级。不过,目前小鹏NGP所采用的高精地图,严格意义上来说并不能算是真正的高精地图,只能说是高精地图的0.5版本,处于婴儿阶段,但已足以让小鹏的自动驾驶跻身国内第一梯队。
与之相反,长城魏派搭载的城市NOH,作为继特斯拉NOA、小鹏城市NGP之后的第三个自研量产的城市导航驾驶系统,各方面都挺优秀,但由于高精地图的缺失,成为了长城NOH的最大争议点。要知道,当导航辅助驾驶的场景从高速转至城市,不论是路面的复杂程度、道路划线、社会参与者以及计算程度,都是指数级的上涨。
对于没有采用高精地图的车企来说,要么就是加强算力、要么就是加强探测能力,但高精地图的加持,能起到事半功倍的作用。有意思的是,长城也表示不排除日后待高精地图覆盖更广后,会采用高精地图,足以可见高精地图的必要性。
那么,有了高精地图这一神器,自动驾驶的能力就能更上一层楼了吗?有没有人实际对比过?
去年,美国的《消费者报告》公布了通用Super Cruise和特斯拉的Autopilot测评对比。从测试评分来看,通用在各类场景中的自动驾驶功能表现,已经胜过了特斯拉的Autopilot。作为自动驾驶头部选手,特斯拉却输给了传统巨头通用,原因在于通用的Super Cruise所依赖的正是高精地图。这都透露着高精地图确实能对自动驾驶功能起到关键作用。
高精地图可以说是目前所有车企遇到的难关,但随着技术的迭代,高精地图迟早会成为每一辆车的标配,相比高精地图,更难的智能公路还在后面。
二、没有智能公路,跑了个寂寞
经常玩游戏的朋友都知道一款叫《看门狗》的开放世界沙盒游戏,在游戏中,利用网络可以支配整个虚拟世界,比如可以控制汽车前进后退,控制道路交通系统,控制城市桥梁、设置路障等,甚至操纵交通信号灯引发30辆车连环追尾事故都不在话下,道路系统可针对需求进行灵活变动。
游戏通过网络控制道路系统带来秩序,反过来想,生活也是一场大型游戏,一步步将虚拟变成了现实。未来的道路有科技属性,这种想法看似科幻般开玩笑,实际上这正是智能公路的概念。
长安大学信息工程学院教授徐志刚在《智能公路发展现状与关键技术》中提到:智能公路是一种多功能集成的道路基础设施系统, 由自动驾驶车辆、车路通信与协同、智能道路基础设施三部分组成。
简单来说,智能公路通过智能网联技术消除行车安全和交通拥堵的隐患。但这种说法过于笼统不严谨,智能公路有没有一套标准来评估?有的,行业有八大关键性技术。
利用代码打造一个交通系统,谁说现实世界不可以呢?实现逻辑是利用距离探测传感器,让汽车之间保持一定的安全距离,整个车队形成一致性的整体。这就是八大关键性技术之一——车辆队列技术。
这等于将智能公路上所有的汽车转变成训练有素的队列,要走一起走,要退一起退,车与车之间始终保持着同样的距离。
但这中间还有一项不可控因素,就是汽车电量。假如我们坐上无人驾驶汽车,驶上了智能公路,结果显示电量不足请充电,走了5公里后电量耗尽,停在路上,占着一条车道,这等于也造成道路拥堵。
既然这样,电量低的无人驾驶汽车先去充电不就行了?道理是这个道理,但这显然不够智能,我们的目标是无人驾驶汽车24小时营业,这就得用到提到技术之二——无线充电技术。
早在2016年,南方电网广西电力科学研究院的祝文姬博士及团队成功建成了国内第一条电动汽车无线供电小型试验车道,掌握了电动汽车无线供电技术。
相比研发电池技术来提高汽车续航,无线充电无疑给电动汽车的续航问题带来了新的思路。未来实现电动汽车的动态无线充电,将无线充电模块配置在智能道路上,同时太阳能等新能源提供电力,可以大幅减少电动汽车配备的动力电池容量,节能减排,降低电动汽车的运行成本。
小米此前发布的隔空充电技术如果能持续迭代更新,保不准将来可以用在公路上,分段放置隔空充电设备,电动汽车岂不是随时随地都能保持满电状态?
当然,道路本身还是关键。我们对道路的要求是能够智能自主感知环境,换句话说,就是在道路材料上加入一些传感器,这些传感器让道路对交通环境进行分析、处理、判断,以此达到能量收集、自诊断、信息交互等智能化功能,这就是技术之三:道路智能材料技术。
除了这三种关键技术外,用专业的术语来说,还包括V2X网络通信技术、高精度地图技术、面向主动安全的道路控制技术、车路交互技术以及结合基础设施的智能决策与规划。
目前我们正处于由互联网、大数据、物联网及人工智能等多种信息技术融合的新一轮智能交通建设的起点,智能交通必将掀起一场新的伟大革命,还是那句老话,“想致富,先修路”。
三、车路协同将成主流
不管是辅助驾驶、高精地图或是智能公路,真正的目的都是为了“车路协同”,从而达到完全自动驾驶水平。
早在2011年,国家科技部就将“智能车路协同关键技术研究”列入863计划重要课题,此后,政府也在 2017-2020 年集中发布了多个车联网相关政策。
华为公司LTE产品线总裁熊伟是这么说的:“面向未来的智能交通,应当让车辆与路边的既有设施充分协同,共同打造安全、高效、绿色的通信网络。”
意思就是,未来车辆与道路相辅相成,好比我们现在的移动互联网,把手机当成汽车的话,那么智能公路就是5G网络,手机在网络中冲浪,汽车在道路上飞驰,通过无线通信和互联网技术,实现车与车、车与路、车与人、车与网络的实时数据交互。
好处是我们随时可以获知周边车辆、位置信息等微环境信息,通过各种信息进行大数据分析,判断周围行车环境、预测事故概率,提高行车安全性及交通效率。以后就再也不会有120的车被堵在了路上,直接快速安排。
对于车子来说,有了车路协同的加持,相当于拥有“千里眼顺风耳”。感知范围扩大到周遭几百米,决策更精准。比如说,提前知道前方红路灯状态,完成加速 or 减速操作;通过车车互联,提前感知到前车位置速度,提前判断来往车辆意向。
对于这点交警叔叔们拍手叫好,再也不用日晒雨淋站在道路中间指挥交通了,对于交管部门来说,通过云平台实时了解交通状态,进行动态调控,提升通行效率,降低城市拥堵,等于对这片区域的交通状况开启了上帝视角。
在无人驾驶时代来临时,交通管理中心就可以有效地对每辆无人驾驶汽车进行管理,用户也可以准确地找到需要找的车,最为重要的是,每一辆车会沿着一个数码轨道运行。
小时候玩过四驱车的应该就知道,当有了既定的轨道,不仅速度更快,且发生碰撞的机会几乎为零。
只不过我们从实体轨道换成了数码轨道,这样大大减少了事故发生的可能性,无人驾驶汽车只需要发现前方的障碍并及时反应,不需要担心因为变道、超车、障碍物带来的影响。
未来的一段时间,当无人驾驶汽车和普通汽车并存时,在一些高速公路或者城市道路上可能会专门为智能汽车设计专有的车道,让智能汽车和普通汽车能够有序运行,这样道路的通行能力就会大幅提高。而在无人驾驶汽车全面替代普通汽车时,城市的道路规划就变得更加简单。
这才是真正的车联网,而不是仅限于车上的一块屏幕。
设想一下,重新定义之后的智能交通将是这样的:清晨,我们坐上智能汽车,在路上,这辆车会沿着一个已经规划好的数字轨道运行,精确地到达乘客的身边,再把乘客送往目的地。所有的路线都由智能交通控制中心进行规划,既保证了高速度,也不会出现交通拥堵,因为哪辆车在什么时间经过什么地方,都进行过运算。
或许这才是真正的汽车共享经济,对于普通人而言,需要车时,智能交通系统就可以派一辆车来接你,你只需要支付服务费用即可。这些车不需要人来驾驶,成本也很低。因为智能交通体系的支撑,这些车不会拥堵,使用效率高,安全性可靠。从这点来看,今天的打车应用,一定程度上也是在为未来的服务模式提供尝试。
梦想很美好,但实现起来并不容易,智能交通是一件费时费力费钱,需要国家政策支持才能实现的伟大愿景,我们非做不可吗?是的,而且我们已经在做了。
从百度的车路协同开源方案,到阿里的“智慧高速”实践,到腾讯的“车路协同”生态连接器价值论,再到华为的C-V2X芯片以及在系统架构层面,这是除了汽车外,另一个让国内巨头集体下场的赛道。
巨头们比谁都清楚,如果没有“车路协同”,自动驾驶只是空谈,光有技术,不能上路,车路协同是自动驾驶的前提条件。
可以预见,智能交通协同发展将成为一种趋势。车路协同系统被称为道路交通安全的第三次革命,是智能交通发展的重要目标之一。
智行观
很多人认为智能汽车只不过是一台手机加四个轮子,其实这种说法并不全面,智能汽车本身具有的智能科技固然重要,但如果没有智能公路等其他条件的协同,就如手机没有了网络,iPhone 12 Pro Max也只是一台MP4。在智能汽车时代,车联网不仅仅指的是汽车,还有信息通信、交通等多个领域,彼此间互相协同,才是完整形态的车联网