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宾洋博士专访:无人驾驶车辆的规划和感知

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    随着城市的扩张,人口和车辆剧增,汽车排放着尾气,令城市背负更大的负担。很多人想要改变这一状况,试图打造新的出行方式,可无论是Uber的飞行汽车、马斯克的地下隧道,还是中国空中巴士,它们要么太过科幻,要么半途而废。自动驾驶汽车成了人们新的希望,它会从人们手中接管方向盘、油门和刹车,并可以通过车辆间的协作去解决堵车问题,还能让汽车变得更加安全高效,减少人为失误造成的危险。2017年至今就已有多达25家无人驾驶公司获得许可,超过过去三年的总和,占到了总数的一半以上,呈现爆发式的增长。这表明无人驾驶的产业进程呈现明显加速状态,全球各大公司正加快推进无人驾驶汽车的研发。

    重庆合硕电气有限公司是一家成立于2015年的初创型公司,在宾洋博士的带领下,其核心团队成员从2004年以来一直专注自动驾驶领域,聚焦无人驾驶两项核心技术的研发,即规划和感知。宾洋博士创新性的提出了基于凸近似可行驶域的模型预测控制(ModelPredictiveControl,MPC)路径规划算法,以及速度+路径的耦合规划理论。该方法的突出优点是可以实现速度和路径的同步实时优化。凭借该研究成果,宾洋博士作为重庆理工大学中方唯一代表,参加了2016年度“重庆理工大学、韩国科学技术院(KAIST)2016未来信息、通信、汽车及机器人技术国际研讨会”,并作题为“关于智慧电动车的一些研究进展”的主旨演讲。演讲结束后,韩方KAIST的绿色交通系主任Kyung-SooﻪKim教授,官方正式邀请宾洋博士在合适时间前往韩国KAIST开展为期2~3天的Workshop学术交流。对于一所亚洲排明前十的高等研究院KAIST来说,能得到其邀请前往KAIST开展Workshop学术交流,这是对宾洋博士在该领域研究成果的首肯。并在当年,宾洋博士领导开发的重庆理工大学“Uper”无人车,代表学校参加了2016重庆高科技技术展,并得到了重庆市市委和学校领导的关注。正是由于宾洋博士在该领域的突出贡献,重庆市政府于2016年作为“百名海外人才计划”引进到重庆市工作,并授予重庆市特聘专家称号。

    

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    在感知方面,经过一年多的努力,宾洋博士的团队正逐步推出一种低成本高性能的毫米波雷达+视觉的无人驾驶感知融合系统。其目的是使得无人驾驶感知系统完全摆脱对激光雷达的依赖,从而有可能大幅度降低系统价格,将现有的感知系统价格从几十万降低到几千,有望加快无人驾驶技术的普及化。(文/冯浩)为了能够保证普适性的同时也能适合定制化开发,宾洋博士的团队将无人驾驶车辆系统(Driver-LessVehicleSystems,DLVS)的算法核心层(Kernel层)和定制化接口层(IO层)进行分离,从而在不对核心算法做较大改动同时,可以匹配不同的应用车辆平台,这是其团队DLVS的一大特点。这一突破性的成果在2017年中国控制会议(CCC)上进行了宣讲,引起了与会者的极大关注。并于2018年,其完整的研究内容发“基于凸近似的避障原理及无人驾驶车辆路径规划模型预测算法”表在国内最高水平的学术杂志《自动化学报》上。同年,宾洋博士开发的这一算法申请了中国发明专利,并通过调研,发现其算法与美国Apple公司的算法有很大的一致性,从而证实了宾洋博士团队在该领域已经与国际一流科技公司处于同一起跑线。宾洋博士的研究成果得到了四川大学的极大关注,并于2018年6月向其发出邀请,前往四川大学机械工程系做学术交流,并授予其客座教授身份。宾洋博士的创造性思维和积极进取的精神,使得长城汽车在已经合作两年的基础上,向其抛出了橄榄枝,以过百万年薪的顶薪和副首席工程师的待遇邀请其加入北美的研发团队,主持研发无人驾驶系统的低成本高性能感知系统。这是长城公司第一次破格授予中国工程师的待遇。

    在修炼好内功的基础上,重庆合硕电气有限公司在宾洋博士的牵线下,积极与国内整车厂对接,目前已经成功为重庆理工大学、长城汽车和东风日产等知名整车厂提供算法开发、技术方案优化和原理性样车改造,积累了丰富的项目开发经验。

    

    针对无人驾驶实验系统在实车试验存在的安全性问题,宾洋博士及其团队在现有成果的基础上,研发了一种基于Dspace和Simulink的复杂交通工况软件在环仿真验证平台。通过该平台,可以很全面和方便的验证各种高/低速危险交通工况,由此降低了实车试验带来的各种不确定性安全问题,并且很好的节省了前期研发的各种费用。目前该平台已经在一些整车厂顺利运行了将近两年时间。此外,针对目前原理样车开发过程中中央控制系统过于臃肿庞大,并不利于调试,宾洋博士与重庆理工大学的团队开展深入技术合作,开发出了一款基于Labview和Simulink的量产级紧凑型无人驾驶中央控制系统,其体积仅为目前系统的1/3。这种系统可以扩展出多达15个以上的以太网数据总现、Can总线和图像采集接口,从而满足多传感器的采集和融合技术,并且可以实现Simulink算法的快速DLL生成,并且在系统中进行验证。基于宾洋博士开发的这项技术,重庆合硕电气于2018年成功中标东风日产的两项研发项目,总金额达到200万RMB。对于一家初创公司来说,成立第一年即成功斩获日本合资企业的项目,这对于宾洋博士团队的过硬技术是一个莫大的鼓励。

    

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   对重庆合硕电气有限公司对未来无人驾驶技术的规划,宾洋博士定位为将感知和规划这两项技术做到业内领先,并计划在2020年之前实现产业化。(文:冯浩)

    

    

责任编辑:周玲玲

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