2019年5月30日，中國(guó)首部自動(dòng)駕駛仿真藍(lán)皮書(shū)《中國(guó)自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)研究報(bào)告(2019)》在第六屆國(guó)際智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)年會(huì)(CICV)上重磅發(fā)布。
此部自動(dòng)駕駛仿真藍(lán)皮書(shū)是由51VR發(fā)起，由清華大學(xué)蘇州汽車研究院、廣汽研究院智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)研發(fā)中心、中國(guó)汽車技術(shù)研究中心智能汽車研究室暨汽車軟件測(cè)評(píng)中心、江蘇省智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心、北京智能車聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、奇點(diǎn)汽車和當(dāng)家移動(dòng)綠色互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集團(tuán)有限公司(51VR)聯(lián)合發(fā)布。
左一：張帆博士;左二：戴一凡博士;左三：孔凡忠博士;右一：王羽;右二：郭繼舜博士;右三：李熠
《中國(guó)自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試技術(shù)研究報(bào)告(2019)》是目前為止第一部全面介紹中國(guó)自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試發(fā)展現(xiàn)狀的工具書(shū)，既結(jié)合了當(dāng)前學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的前沿研究成果，又結(jié)合了領(lǐng)先企業(yè)的最新工程實(shí)踐，內(nèi)容涵蓋自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試所有領(lǐng)域，包括：仿真測(cè)試市場(chǎng)需求分析、方法應(yīng)用、搭建技術(shù)方案、軟件現(xiàn)狀、虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)、示范區(qū)測(cè)試方法介紹、標(biāo)準(zhǔn)介紹、挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢(shì)八個(gè)部分，由自動(dòng)駕駛仿真領(lǐng)域多位行業(yè)專家意見(jiàn)匯編而成。
其中，清華大學(xué)蘇州汽車研究院院長(zhǎng)成波教授特別擔(dān)任此次藍(lán)皮書(shū)編委會(huì)主席，對(duì)藍(lán)皮書(shū)的總體方向與核心要點(diǎn)進(jìn)行把關(guān)。
參與此次藍(lán)皮書(shū)撰寫(xiě)的編委會(huì)委員包括北汽研究院副院長(zhǎng)兼新技術(shù)研究院院長(zhǎng)孔凡忠博士，廣州汽車集團(tuán)股份有限公司研究院智能駕駛技術(shù)部部長(zhǎng)郭繼舜博士，中國(guó)汽車技術(shù)研究中心(CATARC)智能汽車研究室暨汽車軟件測(cè)評(píng)中心主任王羽先生，江蘇省智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心總經(jīng)理戴一凡博士，奇點(diǎn)汽車美國(guó)公司總裁、美國(guó)研究院院長(zhǎng)黃浴博士，51VR智能駕駛與交通事業(yè)部產(chǎn)品與商務(wù)部長(zhǎng)張帆博士。強(qiáng)大的專家陣容，是藍(lán)皮書(shū)在業(yè)內(nèi)的權(quán)威性發(fā)聲以及專業(yè)性地位的有力保證。
對(duì)于此次藍(lán)皮書(shū)的意義，成波教授表示：“國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛仿真行業(yè)尚處于起步階段，但正在打破國(guó)外仿真軟件長(zhǎng)期壟斷的狀況，此次藍(lán)皮書(shū)的發(fā)布正是對(duì)中國(guó)原創(chuàng)仿真軟件崛起的一個(gè)階段性總結(jié)。”
成波教授的點(diǎn)評(píng)正好印證了當(dāng)下的中國(guó)。如今，中國(guó)正在迎來(lái)的一個(gè)自主原創(chuàng)科技迅速崛起的新時(shí)代。
中國(guó)原創(chuàng)科技力量的崛起
仿真軟件在我國(guó)裝備工業(yè)軟件中一直是弱項(xiàng)。自動(dòng)駕駛仿真軟件也是如此。國(guó)外自動(dòng)駕駛仿真軟件起步早，且跟硬件早有綁定，發(fā)展趨勢(shì)迅猛。
由于國(guó)外自動(dòng)駕駛仿真產(chǎn)品一直占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，因此，標(biāo)準(zhǔn)也是由這些國(guó)外軟件在主導(dǎo)。而這樣導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式各異，讓國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)受到嚴(yán)重限制。
為此，中國(guó)必須深度參與到全球自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)制定的競(jìng)爭(zhēng)之中，才能改變這一現(xiàn)狀。而要參與進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，中國(guó)首先需要擁有自主原創(chuàng)的仿真軟件。
以51VR為代表的自動(dòng)駕駛仿真軟件，其擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和中國(guó)特色道路數(shù)據(jù)，如今正在努力改變汽車工業(yè)領(lǐng)域被國(guó)外軟件所壟斷的局面。
中國(guó)的自動(dòng)駕駛仿真軟件雖然起步稍晚，但獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是從場(chǎng)景衍生、法律法規(guī)、交通環(huán)境、還是從使用習(xí)慣、本地服務(wù)、快速響應(yīng)上，都有著國(guó)外自動(dòng)駕駛仿真軟件不可比擬的先天條件。
“中國(guó)未來(lái)在自動(dòng)駕駛仿真軟件上，一定能趕超國(guó)外的仿真軟件，對(duì)此我非常有信心。在中國(guó)做自動(dòng)駕駛仿真軟件，這件事確實(shí)有難度，但無(wú)論是對(duì)于市場(chǎng)，還是對(duì)于整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新，都是非常有意義的。”江蘇省智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心總經(jīng)理戴一凡博士說(shuō)到。
如今，中國(guó)已開(kāi)始越來(lái)越深度地參與到了全球技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)制定的競(jìng)爭(zhēng)之中。
2018年5月國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織組建自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng)景工作組，中國(guó)首次作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作組召集人，在智能汽車的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域做出中國(guó)貢獻(xiàn)。
在這個(gè)國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕駛紛紛制定標(biāo)準(zhǔn)建立標(biāo)準(zhǔn)的窗口期，搶占技術(shù)規(guī)范的制高點(diǎn)至關(guān)重要。未來(lái)，誰(shuí)能更深入地參與到仿真測(cè)試方法與數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化工作，誰(shuí)就能在標(biāo)準(zhǔn)形成的后期獲得更大話語(yǔ)權(quán)。
隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)摩擦不斷升級(jí)，科技冷戰(zhàn)一觸即發(fā)，自主原創(chuàng)科技呼聲愈漸走高。
作為一種通用的底層技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已是中國(guó)智能制造完整技術(shù)鏈條中的根基之一。每一次產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)迭代，工程師實(shí)踐積累，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程優(yōu)化，都是對(duì)中國(guó)計(jì)算機(jī)仿真軟件及數(shù)據(jù)信息體系的不斷完善。發(fā)展自動(dòng)駕駛自主仿真軟件平臺(tái)，也是在培養(yǎng)人才和建立備用系統(tǒng)。
一旦某天，當(dāng)國(guó)外的巨頭對(duì)中國(guó)工業(yè)軟件實(shí)施斷供，那么這套自主研發(fā)系統(tǒng)就可以立即投入使用，保證我國(guó)汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)與智慧交通出行的持續(xù)發(fā)展。擁有科技自主權(quán)的無(wú)人駕駛仿真軟件，正在打破汽車工業(yè)領(lǐng)域中國(guó)軟件為零的記錄。
無(wú)人駕駛仿真為何越來(lái)越重要?
2018年3月，Uber一輛自動(dòng)駕駛汽車發(fā)生了與行人的碰撞事故，直接導(dǎo)致其路測(cè)許可被暫停。
特斯拉因Autopilot輔助駕駛系統(tǒng)而導(dǎo)致的駕駛員死亡事故更不止一起。2016年1月一輛特斯拉在京港澳高速行駛時(shí)，與前方的道路清掃車發(fā)生追尾事故，導(dǎo)致駕駛員身亡，特斯拉公司承認(rèn)車輛在案發(fā)時(shí)處于自動(dòng)駕駛狀態(tài);同年6月，美國(guó)佛羅里達(dá)州也發(fā)生了特斯拉與橫穿馬路的重型卡車相撞的事故，導(dǎo)致駕駛?cè)水?dāng)場(chǎng)身亡。
自動(dòng)駕駛事故促使各國(guó)車輛技術(shù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)提高了警惕，開(kāi)始慎重審視在公共道路上進(jìn)行的自動(dòng)駕駛道路測(cè)試。
為解決實(shí)際道路測(cè)試問(wèn)題，國(guó)家與各地區(qū)積極投入資金建設(shè)一批封閉測(cè)試場(chǎng)地，并有條件的開(kāi)放了若干指定道路。但相比于旺盛的測(cè)試需求，國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng)地?cái)?shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足要求。
按照美國(guó)高速公路管理局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，駕駛者平均需要行駛85萬(wàn)公里才會(huì)經(jīng)歷一次警方報(bào)告事故，接近1.5億公里才會(huì)經(jīng)歷一次致命事故。因此，每個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要 160 億公里的駕駛數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。照這樣計(jì)算，需要配置一支1000 輛自動(dòng)駕駛測(cè)試車的車隊(duì)，花費(fèi)大約 50 年的時(shí)間，才能完成足夠的里程測(cè)試。正是因?yàn)闀r(shí)間和花銷的不可承受，行業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到，基于計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)是對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行虛擬測(cè)試與評(píng)價(jià)最有力工具。
圖為自動(dòng)駕駛仿真靜態(tài)場(chǎng)景編輯與訓(xùn)練
自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)通過(guò)提供更加豐富多樣的靜態(tài)環(huán)境，連續(xù)動(dòng)態(tài)的隨機(jī)交通流，結(jié)合邊緣案例與危險(xiǎn)案例的參數(shù)泛化技術(shù)，可以在有限的虛擬測(cè)試?yán)锍虄?nèi)有效增加高訓(xùn)練價(jià)值場(chǎng)景出現(xiàn)的頻度與密度。
2017年發(fā)布的《中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖》指出：測(cè)試評(píng)價(jià)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎(chǔ)支撐技術(shù)之一。其中自動(dòng)駕駛系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真是自動(dòng)駕駛車輛測(cè)試和試驗(yàn)的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)，也是未來(lái)行業(yè)定義自動(dòng)駕駛車輛相關(guān)開(kāi)發(fā)流程與技術(shù)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)工具。
自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試，是指通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，建立現(xiàn)實(shí)靜態(tài)環(huán)境與動(dòng)態(tài)交通場(chǎng)景的數(shù)學(xué)模型，讓自動(dòng)駕駛汽車與算法在虛擬交通場(chǎng)景中進(jìn)行駕駛測(cè)試。
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真軟件在解決以下幾方面的問(wèn)題上都存在不足，例如高精度地圖制作與匹配，高逼真靜態(tài)場(chǎng)景的建立，先進(jìn)感知傳感器的物理仿真，駕駛員模型與智能交通體模型仿真，動(dòng)態(tài)場(chǎng)景庫(kù)建設(shè)等。
如今，新一代具有信息物理特征的仿真系統(tǒng)，不但可以更高效的迭代和驗(yàn)證自動(dòng)駕駛算法，而且可以更好地滿足對(duì)物理信息系統(tǒng)的整體測(cè)試需求。
目前，市場(chǎng)上既出現(xiàn)了如百度、騰訊與Waymo等都在使用企業(yè)自研的內(nèi)部仿真系統(tǒng)，也出現(xiàn)了服務(wù)于汽車行業(yè)的外部商業(yè)軟件，例如51VR、AAI、CARLA、Cognata、Panosim等。仿真測(cè)試已經(jīng)成為大多數(shù)企業(yè)研發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的剛性需求。
未來(lái)，“自動(dòng)駕駛軟件開(kāi)發(fā)”和“自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及整車驗(yàn)證與集成”，很大程度都將依托于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)提供的共性支撐。
對(duì)于汽車制造與技術(shù)企業(yè)而言，自動(dòng)駕駛仿真系統(tǒng)貫穿產(chǎn)品的研發(fā)與使用生命全周期：從產(chǎn)品概念選型到產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)收集與系統(tǒng)升級(jí)，仿真系統(tǒng)既作為工程技術(shù)開(kāi)發(fā)人員的工具箱，幫助實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的安全性與穩(wěn)定性，又作為企業(yè)管理人員的數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)，幫助累積企業(yè)的設(shè)計(jì)流程、工程經(jīng)驗(yàn)與數(shù)字模型等寶貴的無(wú)形資產(chǎn)。
對(duì)于國(guó)家監(jiān)管與測(cè)試機(jī)構(gòu)而言，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)仿真還可作為分析與檢測(cè)工具，可對(duì)汽車功能安全性與智能水平高低進(jìn)行評(píng)價(jià)。
據(jù)推算，未來(lái)5年仿真軟件與測(cè)試的國(guó)際市場(chǎng)總規(guī)模約在百億美元左右。隨著商業(yè)化的落地，行業(yè)將對(duì)仿真虛擬測(cè)試產(chǎn)生更多需求。可以預(yù)計(jì)，適用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的仿真技術(shù)也將會(huì)同機(jī)械電子系統(tǒng)仿真一樣被大規(guī)模地應(yīng)用于汽車產(chǎn)品的研發(fā)流程當(dāng)中。
為了讓所與人能更全面地了解無(wú)人駕駛仿真測(cè)試技術(shù)，藍(lán)皮書(shū)從應(yīng)用的視角，一共囊括了從方法、到數(shù)據(jù)庫(kù)、到標(biāo)準(zhǔn)等章節(jié)。無(wú)論是對(duì)于無(wú)人駕駛開(kāi)發(fā)企業(yè)，還是測(cè)試機(jī)構(gòu)，尤其是行業(yè)新人，透過(guò)這本藍(lán)皮書(shū)，能快速了解到自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試在應(yīng)用上最新實(shí)踐，作為工作中最及時(shí)最詳細(xì)的技術(shù)參考。
