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自动驾驶创新应用与开放式运营的启发

通过技术,文远知行要打造一个城市交通运输体系的无人化,要通过技术研发,应用落地,以及城市拓展最终实现这个目标。

钟文

发布于 2021年6月5日

演讲人:钟华 文远知行WeRide工程资深副总裁

大家好,我是文远知行的钟华,我这次演讲题目是“自动驾驶创新应用于与开放式运营的启发”。我先简单介绍一下文远知行,我们公司是2017年成立的以L4级别自动驾驶技术为核心的出行公司,我们全球总部在广州,同时在北京,上海,深圳都有研发中心,同时在美国的硅谷圣何赛也有办公室,在武汉,南京和郑州都有研发运营中心。现在我们积累的自动驾驶里程已经超过了500万公里,全球有超过400名的员工。文远知行在去年7月份拿到中国第一个纯无人驾驶的路测许可,同时今年4月份,我们也在美国加州拿到了美国(DMV)颁发的纯无人驾驶测试许可,这都是说车里没有安全员的纯无人驾驶,我们也是唯一一家在中美两地都有这种纯无人自动驾驶牌照的注册公司。另外我们也是唯一一个自动驾驶公司有中国网约车运营许可的公司。

我们的主力产品,也就是自动驾驶新物种,包括两个,一个是 Robotaxi,一个是Mini  Robobus,这两个场景都是在公开的道路上,可以全天时、全天候、全场景运行的,特别是这个Mini  Robobus,它是一个中国首款专门从设计上为纯无人驾驶设计的一款车,从这个里面可以看没有方向盘,没有油门,刹车,踏板,整个车的样子也跟所有现有的有人驾驶车完全是不一样的。Robotaxi是我们传统的一款产品,已经在上面做了很多的迭代,现在也在中美两地做纯无人的测试。

这两个产品背后的技术都是我们平台化的一个自动驾驶技术,我们叫“WeRide  Master  Patform”,它可以处理各种各样复杂的场景和城市公开道路自动驾驶的需求,比如说在隧道这种完全没有GPS信号的地方,我们的车能够满足在横向和纵向上厘米级的定位精准。在暴雨这种恶劣天气下,系统仍然可以正常的工作。在处理场景方面,我们不仅可以跑到城市里面最复杂的城中村这种场景里进行自动驾驶,我们也可以在像去机场开高速这种速度非常高的场景里去运营,背后都是统一一套的算法和硬件。同时我们还做了很多远程监控的这些系统,最终能够保证我们系统能够安全稳定而且可控的情况下做全无人的,就是完全车里面没有驾驶员的这种运营。

整个这套系统能够做到这些ODD,就是说运营场景都可以处理,那背后是有很多硬件和软件的技术点。我先讲这个传感器这一块,我们是用自研的LCS集成方案,这是一个可以模块化的设计单元,这个传感器的模型可以安装在我们不同车型,左边列出了我们应用这款车辆不同的车型,它可以通过不同的方式放到不同的车型上,能够满足不同差异化的需求。这个是我们两款主力产品上的安装,左边的Mini  Robobus,它在前后左右角各装了一个,在我们的右边Robotaxi产品上,顶部装了一个传感器,它背后的硬、大部分的模组和零部件都是共享的,只不过是在四个角上的略有不同,但是它整个传感器的性能基本上都是一样的,就是主要是包含64线的激光雷达,可以探测250米内的物体,还有搞清摄像头和毫米波雷达,这三个传感器都达到360度的覆盖,相互之间可以做到冗余。我们还有盲区激光雷达,保证我们车身,周围都360度都没有任何的盲区,这在复杂或者很拥挤的路况也是非常重要的一件事。另外还有高精度的定位组合。

有了这些硬件之后,我们背后的算法,大家看虽然两款产品的布置有很大不一样,但是我们背后算法是一套的算法,WeRide  ONE,它可以处理所有的场景,从高速到正常城市道路,到城中村,到隧道,城市的中心地带这种复杂场景都可以处理。右边这个视频是放了我们在城中村的一些驾驶视频,大家可以看到这城中村是一个非常非常复杂的地方,里面的结构化道路基本退化,在这里就是行人,自行车,车辆,以及违章停的车都混在一起。在这个里面,我们要跟对方在很窄的道路上会车。我们右下方离我们车子很近的地方坐着两个人,由于我们有盲区的激光雷达,即使他坐在我们车边上我们也可以准确探测到他,当他站起来的时候,我们发现有很窄的空可以过,我们就立刻往前挤,然后可以和旁边的车达成一个共识,然后大家可以把这个错车正确的完成。这里面还有很多人在这里穿来穿去,路边还有很多摆摊的人。在这里面大家可以看出来就是非常非常狭窄的街道,我相信一般的司机可能都不敢往这种街里开,因为开起来太复杂。但是我们的车可以和周围的行人做很多的强交互,不仅是避让,也有这种往前挤的功能。同时如果有这种速度比较快的其他的行人或者自行车的话,我们也可以,也会很安全和很流畅的避让,有一些从后方杀过来的电动车,我们都可以检测得非常好,因为我们传感器是360度的,做相应的避让。其实大家可以看到周围人的表情什么的,都觉得还是很自然的,证明我们车开得也是非常的平顺。这也是很窄的弯,然后车右边有一个卖车的摊位,然后左边有这种违章停的三轮车,我们几乎就是擦着这些车和货,这个可能技术不好的司机都很难拐过这个弯。

这么复杂的算法,其实背后是需要大量的机器学习的能力。机器学习其实它的最后的产出还是靠数据来驱动的。我们花了几年时间建立了一套非常完整的大数据平台,能够全自动在多个城市车队进行数据的自动收集和采集,然后先上传到本地的数据中心做一定的过滤和筛选,然后再上到全球的数据中心做标注,然后模型训练,以及算法的开发。那么算法开发完善了之后,我们有这种云端的仿真验证平台,这也是一个非常大规模并行的仿真验证平台,我们都是成千上万的场景,在非常短的时间内跑出来,然后去验证,每一个迭代出新的模型,最后会从云端再推动新的算法推送到全球各地的车队上,整个形成这套闭环,我们能够在中国、美国,这些不同的城市,能够实现这种数据的闭环的开发。

在硬件整个的车辆的自动驾驶硬件的架构上,为了能够达到纯无人,我们也做了很多的冗余的设计,能够提高整个的安全性,整个的冗余分成五大区间。第一个就是传感器,我们有多个激光雷达,在我们Mini  Robobus有四个激光雷达,还有十几个摄像头,还有毫米波雷达和盲区的传感器,还有冗余的IMU和GPS的系统,通过一个带冗余的接入模块再传到下一个冗余,也就是计算单元的冗余,我们有主从两个计算单元,当主计算单元出问题的时候,那么从计算单元可以让车进入到一个安全状态。从计算单元连接到车的这种线控这一块,我们也是带主层冗余的,完全对等的主层冗余,可以保证跟车辆的联系和很稳定的存在。车这一块,我们跟我们的合作伙伴做的纯无人驾驶的车都是包含四大冗余套件的,转向、刹车、通行和供电的冗余。由于做纯无人,不能在任何时候让车处于失控状态,所以我们远程监控也是非常重要的,那么远程监控这个网络连接就变得很重要,我们这里网络连接是一个三冗余的结构包括5G和4G,能够确保在各个地方它的网络连接能够达到最大的稳定性。

这里就在细讲一下我们的5G的远程控制,其实我们包括了双模式多冗余,多冗余刚才我们已经讲了,双模式主要是包含远程建议,然后还有远程控制。大部分情况下车还是自己控制,远程安全员在车可能一些复杂状况,不知道怎么做而卡死的情况下,给他提供一些建议,比如说可以绕过前面的车,或者不用管坏了的红绿灯等等情况,然后车还是自己控制,从这种困难的地方开出去。我们有这种5G的控制,整个延迟可以做到小余100毫米,基本能满足今后所有的运营的需求。

这里是我们纯无人测试的一些和有意思的视频,左边是我们在广州做很多的纯无人测试,大家可以看到我们后面这个车被卡死会倒车,从车站出来,然后开出去,整个过程全部是全自动,车里是没有安全员的。这是我们平时路测很多场景,非常复杂,我这里就不把它全放了,这里有二维码,大家愿意可以扫描一下二维码,到我们的公众号去看整个的视频里面还有很多非常有意思的场景。

右边是我们2020年测试的数据,这是一个全长2小时,大概前后开了80公里的这么一个纯无人的测试,是在广州跑的,这里用很快速的速度放,然后这里是一个隧道,大概1公里长的隧道,完全没有GPS信号的,这可以开得非常非常稳。这是一个环岛,然后环岛边上还在修路。这是过ETC的闸口,我们纯无人车都是完全自动过。这是在城市快速路上,大家看这个速度还是挺快,我们还超别人车。这是从匝道并上快速路,然后连续换道,换到最快那条道,快速路上还有修路的情况,我们整个车还可以看到非常好。可以看出修路的区间一过就立刻换道,因为前面就要下高速。这些视频大概能够了解一下我们平时纯无人测试大概遇到的场景是什么样子。

那么刚才讲的其实是我们整个的技术方案这方面的进展,同时在技术开发同时,我们做了很多关于开放式运营的探索和积累,简单来讲,我们文远知行的Robotaxi全对外开放运营到现在已经超过了18个月了。整个运营这一块,我们讲一下整体的思路,就是说当时选择中国来做这件事,有几个原因。一个是有巨大的市场,另外中国的运营有好处就是说它的场景很复杂,对我们的集中算法是非常好的。同时,政府还非常支持,而且自动驾驶是一个国家的战略,所以我们从各个方面,都受到了很大的支持,所以我们落地可以做到比其他地方要好。仍然这个是一个很困难的事情,不是说我们一家公司去搞就可以搞定的,所以我们联合上下游企业,包括车企Tier 1,另外还和出行平台一起合作,把这个运营推向市场。我们在第一个合作文远粤行,实际上就是在广州跟白云出租车公司和政府的一个投资机构一起合资把这个事情做出来,用的是我们本地的东风日产的轩逸这款车。同时我们现在还建立了文远苏行,文远豫行和文远楚行,文远楚行就是在武汉这边一起做的运营公司。我们现在在广州和武汉都有开放的Robotaxi的试运营,在广州这个是在整个黄埔区144公里,从周一到周日,从早上9点到晚上6点,都会全开放的对外运营。运营不光是有车就可以跑了,它前后的这种配套的软件和平台,我们文远也有整个一套的解决方案,这里包括语音控制平台,整个车队的控制系统,这个主要是给运营商用的,这里包括所有车的位置,以及其他的一些实时信息,而且可以连到车的传感器去看当时实时整个车辆以及周围的情况。除了给后端,给前端的用户也很重要的一个自动驾驶的打车APP,这个也是文远完全自行开发的。对于无人驾驶车来说,很重要的一点就是说在车内也要跟乘客有一些交互,因为没有司机了,我们还开发了车内的可视化平台,把我们的人工智能算法看到的东西,全部显示出来,这也增加乘客的信心。

在我们Robotaxi开放运营一周年的时候,我们跟清华大学交通研究所一起做了一个,应该是世界上第一个对Robotaxi客户做的用户调查,在这一年的情况下,我们总共完成了15万次出行,服务了超过6万名客户,总共通过客户的反馈增加和最后完成的不同上下车点增加到200多个。大家可以看到这6万名客户有15万次出行,就是说有很多客户已经不是坐一次就走了,而是反复用我们的服务。这里有一个很有意思的事情,我们问了客户,什么时候你愿意去乘坐全无人的Robotaxi,有37%的用户说我现在就可以,他体验了我们车之后。有39%人认为,如果你安全测试一周年以后我就愿意去用,其实这两个加起来,也就是说如果安全测试一年纯无人的Robotaxi的话,会有接近80%的客户愿意去使用这个服务,这个还是一个挺正向的结果。

刚才讲的是Robotaxi,现在其实我们另外一款Mini  Robobus是一个从设计上都是纯无人的,没有方向盘,没有油门,没有刹车的一个全品,它也是在公开的城市道路上做运营,可能时速是限定在40公里每小时以下,现在这款Mini  Robobus已经在广州,南京,郑州三个城市已经铺开运营了,我们在广州办公室之间的接驳全部是用Mini  Robobus做的。

我们希望今后通过我们的技术,我们要打造一个城市交通运输体系的无人化,我们以这两款产品为核心,我们要通过技术研发,应用落地,以及城市拓展最终实现我们的这个目标。以上就是我的分享,谢谢。   

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钟文

这家伙很懒,什么也没留下,却只想留下你!

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