通用發了張圖，然後汽車圈「炸裂」

是不是當傳統車企開始正視無人駕駛，或者新能源，就沒新興企業什麼事了？

記者｜馮金剛

記得在考駕照時，教練叮囑最多的是不管什麼時候方向第一。的確，從古至今，不論何種交通工具，如果沒有方向就無法正常行駛，從馬車的韁繩，輪船的舵，再到現代汽車的方向盤等。但是，隨著無人駕駛技術的快速更迭，有跡象表明，未來汽車的方向盤將會變得多餘。

近日，汽車巨頭通用汽車發布了一張概念車圖片，據悉，該車名為Cruise AV無人駕駛汽車，基於雪佛蘭Bolt開發而來，重點是它沒有踏板和方向盤，並且內飾採用左右對稱式設計。與此同時，通用汽車總裁丹·阿曼（Dan Ammann）在電話會議上表示：「如果我們繼續保持目前的變化速度，我們將準備在2019年大規模部署這一技術，並將其應用到最複雜的環境中。」

針對這輛極富顛覆性的概念車，至少在內飾上，更重要的是將於2019年量產的時間點，Cruise AV的誕生已經在業內產生了不小的恐慌，人們驚呼：自動駕駛時代是否真的已經到來？

為什麼是通用？

近年來，以谷歌、百度和特斯拉等為首的新興巨頭們紛紛在自動駕駛汽車領域長袖善舞，誓與傳統車企爭奪通往未來汽車的門票。然而，為什麼不是這些新興巨頭們，而是通用汽車最先推出了Cruise AV，這是偶然還是必然？

近日，美國市場研究機構Navigant Research公布了一份「2018 年自動駕駛技術企業報告」。報告顯示，在自動駕駛汽車發展名列前茅的是通用、谷歌母公司Alphabet旗下的Waymo和戴姆勒-博世、福特與大眾汽車等傳統車企，而那些備受關注的新興科技巨頭諸如蘋果和特斯拉則排名墊底。

究其原因，在於新興造車企業或IT自動駕駛企業如果不和傳統車企合作，它們無法拿到一款相對比較優秀的改裝平台，即使演算法再強大，如果無法落地也無濟於事，這是它們最大軟肋。比如谷歌想要做類似的無人車，那麼就必須求助於合作夥伴菲亞特克萊斯勒FCA為其定做。

所以，以通用為首的傳統汽車推出Cruise AV其實並非偶然，而是必然。

作為通用無人駕駛技術的集大成，Cruise AV被通用稱為第四代無人駕駛汽車，功能上已經達到L5級別（一些業內人士認為未完全達到L5級別，稱L4+更合適）。目前，通用已經向美國交通部遞交了安全申請，要求明年將Cruise AV投入生產。

不過，能否通過交通部的批准並獲得生產許可，目前還是未知，因為針對無方向盤的無人駕駛汽車的系列法規依然比較欠缺。比如聯邦機動車輛安全機構有個標準文件是，方向盤須包含一個駕駛員安全氣囊，但是Cruise AV並沒有方向盤。對此，通用汽車表示在提交的文件中解釋如何在沒有方向盤的情況下為所有Cruise AV駕乘人員提供安全氣囊保護。

技術幾何？

在硬體上，資料顯示，Cruise AV由5個激光雷達、21個毫米波雷達、16個攝像頭與相關控制器構成。目前，除了這些雷達和攝像頭，通用並未公布Cruise AV系統的其它附件。

16個攝像頭中，車頂10個，包括一個基線長大約8厘米的雙目攝像頭，另外8個是360度環視攝像頭，這16個攝像頭周圍均有紅外LED，可以在低照度甚至黑夜下工作，不過解析度會下降很多。車內後視鏡位置有一個非無人駕駛版Bolt的單目攝像頭，車輛最前部位置有一個長距離單目攝像頭，車外後視鏡和車後部各兩個攝像頭。

首先是激光雷達。Cruise AV採用的是Velodyne型號為VLP16的16線激光雷達，價格區間為3999美元到7999美元，激光雷達可以說是自動駕駛系統最貴的零部件之一。值得一提的是，百度是Velodyne的大股東。

激光雷達第一個作用是定位，也是無人駕駛系統工作的第一步，利用激光雷達SLAM的迴環檢測或者與全局地圖做match，進而做到厘米級定位，這是業內主流做法，百度、谷歌和通用等廠家都是如此。不過，採用這種定位方法的缺點是需要提前製作激光雷達地圖，如果在一些人煙稀少的郊區和農村沒有提前製作激光雷達地圖，無人車做不到厘米級定位，這時只能做到傳統GPS最高3米的定位。

激光雷達的第二個作用是與攝像頭數據融合，並做目標分類識別。Cruise AV位於兩側朝下的激光雷達，主要負責識別車道線、路沿、隔離帶、虛實線與斑馬線等道路細節，而中間正前方的激光雷達則是識別行人、車輛、建築物、植物、路面、草地等環境目標。

由於天生具備軌跡場（trajectory-yielding）的能力，激光雷達還有一個優勢就是擅長預測移動物體的軌跡和軌跡跟蹤，這是行為決策的基礎。就像人類駕駛員，可以預估行人或其他車輛下一步的方向或位置，根據這個預估來做出決策。雖然成本更高，但通用認為激光雷達比攝像頭用光流法計算軌跡並預測要快得多，運算資源消耗也遠遠低於光流法。

其次是毫米波雷達。Cruise AV的21個毫米波雷達中，12個79GHz毫米波雷達由日本ALPS提供，兩個前向和兩個後向長距離毫米波雷達由大陸提供，型號可能是ARS-408，而5個高解析度毫米波雷達由博世提供，主要分布在車兩側和正前方。

12個79GHz毫米波雷達採用級聯方式工作，其效果是能夠呈現出清晰的360度全景圖像，同時可以跟蹤上千目標。有專家推測這12個79GHz毫米波雷達是做冗餘系統，因為毫米波雷達應對複雜環境的能力最強，最適合做冗餘系統，在激光雷達和攝像頭都失效的情況下，依然可以安全行駛到路邊停車。

而所謂的級聯，即多輸人多輸出系統(MIMO，Multiple input multiple output)，原本是控制系統中的一個概念，表示一個系統有多個輸入和多個輸出。如果將移動通信系統的傳輸信道看成一個系統，則發射信號可看成移動信道(系統)的輸入信號，而接收信號可看成移動信道的輸出信號。

最後是攝像頭。在自主導航局部路徑規劃方面，通用似乎採用了自由空間（Free Space）法，這是通用與百度和谷歌無人駕駛系統的最大區別，百度和谷歌都使用柵格法。柵格法是目前應用最廣泛，可靠性最高的一種局部路徑規劃，它是由w．E．Howden在1968年提出，但柵格法的缺點是成本太高。

自由空間法採用預先定義的如廣義錐形和凸多邊形等基本形狀構造自由空間，並將自由空間表示為連通圖，通過搜索連通圖來進行路徑規劃。自由空間法優點是不需要使用高線激光雷達，單目即可，對運算資源消耗也小，缺點是可靠性不高，有時無法得出路徑規劃，會出現暫時的停滯，或者會繞路，最重要一點是對光線非常敏感，在陽光下的林蔭道，陽光直射攝像頭，低照度環境，雨雪霧天無法使用。通用利用激光雷達彌補了部分缺點，同時在攝像頭周邊加上了紅外LED，增加對低照度環境適應能力。同時有效距離也比較近，車速通常無法高於每小時100公里。

通用車標處的攝像頭應該是主攝像頭，很有可能使用了索尼的IMX390CQV感測器，這是一款1/2.7的CMOS感光元件，有效畫素是245萬，是目前像素最高的車載圖像感測器。

通用的雙目攝像頭基線距離大約8厘米，有效距離很短，估計只有10-12米，應該主要用來識別行人和騎車人。利用雙目快速識別行人和騎車人，賓士和寶馬已經在車上大量使用，是一項比較成熟的技術。該技術稱為stixels，sticks above the ground in the image。指對圖片中地面以上的柱狀物體進行建模，顯然，圖像中的樹木，人，海報之類的物體都可謂柱狀物。

車頂上的8個攝像頭是一套冗餘設施，即使激光雷達和毫米波雷達都失效，車輛周圍的360度全景視頻依然可以得到。車內後視鏡處的單目也是一套冗餘系統，就是L2級的AEB緊急剎車系統。

除此以外，筆者還從通用公布的安全報告中獲悉，和谷歌無人車一樣，通用的無人車也使用了兩套計算平台，目的是保證一套失效，另一套可以無間斷接替其運行。計算平台位於後備箱里，同時也有兩套供電系統，主電源通過電動車本身的電池轉換為高壓供應。

自動駕駛時代是否真的到來？

據相關統計，全世界每年有近125萬人死於車禍， 200多萬人受傷，其中人為錯誤造成這些事故的比例高達94％，而自動駕駛就是在消除人為錯誤。所以，Cruise AV的誕生令我們對未來汽車出行安全充滿遐想。

但是，現在談自動駕駛時代到來依然為時尚早。

首先，雖然通用表示Cruise AV將於明年正式量產，但是其是否能通過美國交通部的審核現在還是未知，這也凸顯出目前有關自動駕駛汽車相關標準法規的欠缺。其次，自動駕駛汽車依然很不成熟，尤其是成本高昂。據摩根士丹利分析師預計，通用目前在測的Bolt無人車的成本高達25-30萬美元，從文中的激光雷達成本就可見一斑。所以，無人駕駛汽車即使真的很快會投入市場，也不大可能針對普通消費者，短期來看，對成本敏感度不是很高的公共領域才是無人車的主要市場。

最後，正如開頭所言，沒有韁繩的馬，你敢騎嗎？沒有方向盤的車，你敢開嗎？當自動駕駛汽車真的來到我們面前，估計大部分人會望而卻步。這種心理阻礙不消除，自動駕駛時代就難言到來。

THE END

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