《学人说》第三期|陈慧岩:做无人驾驶,中国要过两个坎

2019年4月2日11:11:39 发表评论 170
摘要

虽然无人驾驶是一个新的领域,但在传统汽车上存在的问题,无人驾驶也绕不开。在与国外学者交流时,有人向陈教授提出中国无人驾驶研究有两个坎要跃过。

采编 | 蒋平平

l 学人印象

当下无人驾驶大热,但很多人并不了解无人驾驶的历史。作为我国最早研究无人驾驶的学者之一,陈慧岩教授切实推动过中国无人驾驶的发展。其参与编著的《无人驾驶汽车概论》,既是相关领域专业教材,也是了解无人驾驶全貌的经典读物。

在采访时,从陈教授身上能感受到赤子的热忱:对无人驾驶和中国汽车工业发展的无限期待;也能感受到学人的冷静:一份基于研究而产生的客观。

l 学人说

全球无人驾驶汽车研究都是从军用开始

虽然如今全球无人驾驶热潮集中在几家明星企业身上,但这一研究在国内外都开始于军事领域。

在本次采访和《无人驾驶汽车概论》中,陈教授都对此做了系统介绍。美国DARPA(美国国防高级研究计划局)在2004、2005、2007年组织的三届DARPA无人驾驶车辆挑战赛,吸引了卡内基梅隆(CMU)、斯坦福、伯克利、麻省理工(MIT)等众多美国重点高校参与了这项比赛,推动了无人驾驶整体的发展。

2001年美国国会批准这一赛事,主要目的是解决战场伤员问题,21世纪美国陆战武器30%要实现无人驾驶。因此美国大学内对科学研究产业化需求比较迫切,很多从事DARPA比赛的学者、教授,包括MIT、斯坦福、CMU,到谷歌或其它公司创业,从而掀起全球无人驾驶高潮。

中国无人驾驶同样也是从军事领域开始。早在“八五”期间,北京理工大学、南京理工大学、国防科技大学、清华大学计算机系、浙江大学五所大学所承担的“地面军用机器人”项目,是中国无人驾驶研究的开端。

但军用与民用存在本质上的不同。陈教授这样描述二者的差别:“民用的信息是开放的,军用的信息是不开放,相互干扰、相互禁止。”在过去学术界做研究时,无人驾驶车辆被定义为“地面移动机器人”。随着智能汽车与百姓生活联系日益密切,如今已成为独立的发展体系。

“全世界做汽车的人都聚焦于无人驾驶,但这和国防领域军用无人驾驶不是一个概念。”

不过军用与民用也会相互促进。部分技术在国防领域得到验证后再向民用推广;民用领域大量的外界关注、创新思维,能够产生一些“黑科技”,反过来被军用吸收。军民融合,是国家发展无人驾驶的思路之一。

做无人驾驶,中国要过两个坎

虽然无人驾驶是一个新的领域,但在传统汽车上存在的问题,无人驾驶也绕不开。在与国外学者交流时,有人向陈教授提出中国无人驾驶研究有两个坎要跃过。

第一道坎是中国汽车自主知识产权体系不足。智能汽车要通过变速器、发动机、刹车制动、转向系统来表达执行,国内清晰这些技术的原理,但没有形成大批量产品,缺少自主知识产权。

大众、丰田、宝马、奔驰等国际企业拥有完整的汽车知识体系和部件体系,变速器、刹车、ESP、线控转向等核心零部件基本都被国外垄断,自主品牌份额极小。没有这些核心技术,无人驾驶在走向市场时必然受到掣肘。

第二道看是环境识别的技术坎,这道坎国外也存在。如激光雷达,激光雷达的产业化程度上,我们和国外存在巨大差距。在2005到2007的美国DARPA比赛期间,已经孕育出Velodyne64线雷达,中国当时还处于空白状态。

除雷达外,无人驾驶需要专用计算芯片,国内尚未完全掌握,需要依托国外平台。国产芯片尚不能满足大批量实践需求。

这两道坎,是中国无人驾驶研究必须要直面的问题。发展新能源和无人驾驶,传统汽车绕不过去,而这正是中国汽车工业的弱项。

新能源汽车相比燃油车,在未克服关键技术方面相对少一些,因此国家确定以发展新能源车为核心,驱动方面布局“三纵三横”,在电机、电池、电控方面已取得长足进步。但这不是说传统汽车技术在新能源车里都没用了,新能源、无人驾驶、传统车辆技术相互促进、相互渗透,必然会融合发展。

无人驾驶不是颠覆,而是合作

在《无人驾驶汽车概论》中,陈教授提出的一个重要概念是智能汽车的一体化设计。

作为先进科技集成,智能汽车上同样要面对传统汽车的美学造型设计、整车结构设计问题。产品既要美观、实用,还要能满足商业化成本控制需求。因此,从内部软硬件控制系统到外部车身设计,都需要进行一体化考虑。

“综合考虑无人驾驶汽车对行驶环境的感知和决策以及车辆的动力学特性之间的相互联系和影响,将汽车动力学特性与环境感知决策进行有机结合。”——《无人驾驶汽车概论》8.2节

就像大脑和身体,二者结合才有完整的无人驾驶汽车。一体化设计也决定了无人驾驶产业是多领域的结合。

从一体化角度出发,IT企业、汽车生产企业、交通信息、交通设计企业都是一体的,无人驾驶不可能在某一领域独立发展,而是一个综合的系统。其中,智能交通是无人驾驶真正落地的重要推手。中国现在大力发展5G,通过V2X(车用无线通信技术,Vehicleto everything)和V2V(Vehicle toVehicle)的方式来提供大量实时高精度信息,这是实现无人驾驶的先决条件。

炒作没有意义,静下心来做好基础工作

无人驾驶多领域结合的特点,决定了没有哪一家企业可以独立完成。

“任何一家企业说实现了无人驾驶,在我看来都是局部性的,不具有全局性。”

除了企业对关键技术的突破,政府对基础技术的主导作用也至关重要。首先就是5G要踏实做好,这是智能网联车辆的基础。路由交通部主管,车由工信部主管,从路上通信到汽车制造,无人驾驶最终落地的各个环节,政府都会发挥重要作用。

“在推动无人驾驶上,政府、企业科技人员互相合作,发挥不同的作用。”

至于无人驾驶的落地应用,陈教授认为至少是2025年以后的事情,2025年之前应该重点培养人。有的企业无人驾驶说得很响,实际上做智能车的队伍基本没有。智能汽车不能靠别人,在这个领域不能再像过去走技术引进的思路,必须要靠国内掌握自主创新技术,与国外协同发展,否则又会落后,这也是国家提出高质量发展的要求。

目前国内汽车自主创新发展较快,但是相比于高铁,还是存在滞后。在无人驾驶民用发展上,必须由国家主导,多部门、多科研力量协同,先抓好基础设施,培养好人,这是中国新一轮汽车工业发展的重要问题。

“无人驾驶汽车更需要静下心去做好基础性工作,而不是炒作。炒作没有意义,技术还是落后。”

人才培养,要形成完整体系

无人驾驶人才培养,以陈教授为代表的高校专家是核心主力。

从80年代末开始,北京理工大学为中国无人驾驶输出了大量人才。从2000年开始,每年毕业研究生接近25到30人,成为国内无人驾驶领域的中坚力量。许多创新企业中都有北理工学子的身影。

(北京理工大学/网络图片)

通过陈慧岩、龚建伟等知名教授的不懈努力,北理工在无人驾驶人才培养上已形成完整体系。目前,无人驾驶在本科和研究生阶段都是必修课,由陈教授编写的本科生、研究生教材,不仅本校学生使用,美国三大车企公司培训也会使用。

工信部无人驾驶汽车重点实验室;与卡耐基梅隆、MIT、斯坦福等高校开展联合项目,都进一步提升了北京理工大学无人驾驶人才培养的质量。与三一重工、华晨、北汽、上汽、广汽、宇通等国内企业的合作,既提高了学生的实践能力,也推动了中国无人驾驶产业的进步。这些工作,陈慧岩教授都亲自参与。

目前,除了技术方面,陈慧岩教授的主要研究课题将重点放在了汽车与法律、以及人类伦理的关系上。这些内容同样是无人驾驶最终落地的重要基础工作。

l 学人档案

陈慧岩,北京理工大学车辆工程系副主任、博士生导师。中国兵工学会学术委员会委员、坦克传动国防科技重点实验室学术委员会委员、机械传动国家重点实验室学术委员会委员。主要研究方向为智能车辆设计理论与方法及车辆自动变速理论与方法。曾负责国家自然科学基金重点项目“无人驾驶车辆智能行为综合测试环境设计与测评体系研究”、国家863及其他部委项目。获得国家科技进步一等奖1项;部级科技进步一等奖1项、二等奖6项、三等奖2项;国家教学成果二等奖1项;部级教学成果一等奖2项;享受国务院政府特殊津贴。

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