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6天“造车”,挑战无人驾驶丨钛媒体影像《在线》

一个吸引全球200多名工程师报名的“Moving Hackathon”无人驾驶挑战赛,6天时间里,来自世界各地的17名工程师组成了3支队伍展开角逐。

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(13'44″视频:一场无人驾驶挑战赛)(视频:田毅涛)

苹果收购 Drive.ai 再次给无人驾驶领域泼了一盆冷水,这也可能是无人驾驶行业洗牌的开始。

经过三年的催化,虽然自动驾驶落地依旧遥遥无期,但不可否认的是自动驾驶已成为AI最热门的赛道。每个自动驾驶的垂直市场都可以造就市值超10亿美元的“独角兽”,在出行领域,Waymo和特斯拉均表示,要在2020年开始推出商业化的自动驾驶出行服务。

这样一个炙手可热的领域,自然会吸引一大批年轻人涌入。

2019数博会就有这样一个吸引全球200多名工程师报名的“Moving Hackathon”无人驾驶挑战赛,6天时间里,来自世界各地的17名工程师组成了3支队伍展开角逐。

钛媒体影像《在线》第91期的主角,是这次挑战赛的一支参赛队伍,几天时间内,他们在一台配备硬件支持的普通车辆上实现了部分自动驾驶功能,并通过比赛的7项挑战拿到冠军。

5月22日,贵州科学城PIX无人驾驶智造工厂,挑战赛承办方PIX负责人向参赛人员讲解比赛规则。

PIX是一个提供模块化无人驾驶实践和体验的移动空间,这里会定期举办关于自动驾驶的Hackathon。国内很多工程师并没有练习和测试无人驾驶的环境,也不太容易有机会经历完整全面的改造实践,PIX希望以工程挑战的形式“降低开发者们对无人驾驶的测试和实践门槛”。

比赛第一天,来自6个国家的17名参赛工程师依次自我介绍后留下姓名,这17个人组成了三支队伍展开角逐。

2DIFFICULT队:上海交大师生+浙江移动工程师+墨西哥工程师

2 EASY队:德国、西班牙工程师+贵州大学研究生

国际联队:土耳其、印度、巴西工程师

“世界各地报名参赛的工程师有200多名,最后我们选出了17位。”PIX COO曹雨腾向钛媒体《在线》介绍,参赛队伍要将算法和传感器部署在官方的全尺寸比赛车上,在封闭园区道路计时跑圈,挑战7项自动驾驶道路任务,最后根据每个单项完成情况和整体完成时间计算得分

比赛为期6天,7项挑战任务分别为:

红绿灯识别、斑马线行人避让、下坡变道减速停止、障碍行驶、车辆掉头、停止标志识别、S型弯道行驶。

“2 DIFFICULT队”(下文简称D队)队长马臻在和队员李黄河讨论赛事方案。

马臻博士毕业于英国谢菲尔德大学,研究方向为火焰动力学和结构的数字图像和信号处理,他就职于上海交大,是汽车工程研究院无人车课题组组长。

马臻领衔的D队由上海交大研究生团队和中国移动AI算法工程师以及墨西哥算法工程师组成,一共6人。“这次带交大的研究生一起参赛,就是想锻炼一下团队的实践能力,让学生们完整地参与一次无人驾驶车的改造。”马臻对钛媒体《在线》介绍。

D队队员林挺正在Ubuntu系统下准备安装Autoware、ROS、Qt5等软件。

林挺是上海交大汽车工程学院研究生,这次主要负责激光雷达调试与控制以及核心软件安装。安装软件是改造车辆的第一步。第一天安装,D队就遇到了麻烦,他们连续装了4次都没成功,致使整体进度落后其他两支队伍。“倒不是技术难题,因为这台电脑之前被人改过参数和IP,所以还要重新设置和修改,不过是比较打击士气。”林挺说。

D队队长马臻和工程师在车内调整数据,赛事主办方准备的车辆配备了Velodyne 16线激光雷达和单目摄像头作为传感器。

自动驾驶的核心是传感器、计算能力和软件雷达(激光雷达、毫米波雷达等)加摄像头(单目、双镜头等)是比较主流的传感器组合方式:雷达主要用于测量速度、距离,摄像头主要用于识别道路上的人、物和交通标识等,两者相互补充,为自动驾驶车辆的计算和决策提供“材料”。

目前,这些关键传感器都在某些方面有各自的局限性,比如毫米波雷达空间分辨率较低,激光雷达的稳定性容易受到雨雪等特殊天气影响,摄像头视距有限且其稳定性同样容易受到天气条件影响。

无论是对主机厂商还是自动驾驶公司来说,雷达高企的成本或许都是他们商业化的拦路虎。以实力较强的雷达设计制造商Velodyne为例,该公司目前最好的激光雷达Velodyne VLS-128售价接近人民币90万元,其上一代64线产品HDL-64售价也超过50万元,这样一个雷达的价格都远远超过一辆普通汽车

路点录入阶段,D队车辆通过Velodyne 16线激光雷达构建的点云地图。地图中间黑色矩形是车辆,红圈为可视化道路路径,绿色轨迹是行驶线路。

去年以来,“纯视觉自动驾驶”解决方案的声量越来越大。特斯拉创始人马斯克认为“依赖激光雷达的自动驾驶公司注定要失败”。不久前,百度Apollo宣布了纯视觉L4级城市道路闭环解决方案Apollo Lite,该方案可同时对10路摄像头200帧/秒数据量并行处理,且“前向障碍物的稳定检测视距达到240米”,使自动驾驶不再依赖机械扫描式的激光雷达。

D队队员戚靓亮(右)在修改路点参数。 戚靓亮是中国移动浙江公司AI算法工程师,这次比赛中主要负责算法深度学习与图像处理。

前期数据采集时,车辆行驶过程中,激光雷达会记录车辆的坐标点,这就是路点,路点的疏密可以由人工设置。“路点的疏密程度可以直接影响车辆平稳度和方向盘转向幅度。如果偏差过大,车辆极有可能失控。”戚靓亮向钛媒体《在线》介绍,所有的修补偏差,都是为了自动驾驶能够模拟人开车时的平稳状态,整个比赛前的准备时间,D队一共整体修改路点超过30次

D队为摄像头采集到的红绿灯、人行道照片进行人工标注,供机器学习。

红绿灯识别、斑马线行人避让、停止标识识别三个任务,D队使用基于深度学习的目标检测算法进行感知识别。

为了让系统能够辨认出红绿灯、斑马线、行人、停车标识,车上的摄像头从不同角度拍摄了4900张图片,D队两名队员用了半天时间对这些图片进行了一一标注,系统获取所有图片后,进行了3万次算法训练

“比赛时间有限,正常情况为了提高精准度,需要在不同时段、不同天气反复采集数据。”D队队员戚靓亮对钛媒体《在线》说,“人工智能背后其实真的都是人工”

D队车辆路测时,模拟行人的假人由于失去平衡倒向人行道。通过算法训练,D队可以保证“车在20米内,只要0.1~0.2秒就可以对红绿灯、行人等目标完成识别,并作出停车、启动等决策,识别准确率达98%以上”

D队竞争对手 “2EASY”队的道路训练中,队员用衣物遮挡停车标识来检测系统识别效果。

“2EASY”队有丰富比赛经验,成员对Autoware十分熟悉,并且在人形机器人和移动基地使用ROS框架也已超过7年,队员们对钛媒体《在线》表示,这个挑战赛“So Easy”,对于冠军他们“势在必得”。

比赛准备阶段,第三支队伍“国际联队”在利用“光学标定板”进行图像校准。

每台赛事车辆都配备了车载计算系统,系统由蓄电池、稳压变电器、电源、CAN盒、激光雷达的处理盒、网络交换机以及工控机等组成,这套装备被安置在车辆后备箱,是整个车辆实现自动驾驶的“大脑”。

D队在园区封闭赛道进行自动驾驶路侧,对这些平时很少有机会哪怕是在封闭道路进行路侧的工程师来说,这是一个难得的机会。

大规模路测和大量真实数据积累是自动驾驶商业化的重要前提。

知名自动驾驶公司Waymo去年10月对外宣布,从2009年开始,其路测里程累计已达1000万英里(超1600万公里)。数据显示,Waymo前400万英里的累积花了8年,随着Waymo车队不断壮大,该里程数将出现几何级增长。

以对自动驾驶态度最为开放的美国加州为例,截止2018年底,该州已至少给60家企业颁发了自动驾驶路测牌照。中国也在迎头追赶。据北京市交委此前发布的报告,2018年北京为8家企业发放了56辆车的自动驾驶路测牌照其中百度拥有45辆,完成了13.988万公里路测里程,这占到2018年北京路测总里程15.356万公里的91%。

D队队长马臻在无人驾驶路测训练中,他的左手握着遥控器,用来切换自动驾驶和手动驾驶模式。

5月27日凌晨1点14分,林挺(图左)和马臻(图右)仍在车内优化路点数据,此时距离正式比赛不到11个小时。正式赛前连续几天的安装、调试,D队的练习状态并不稳定,甚至几次出现碰撞的小“意外”。

5月27日决赛当天,凌晨1点39分,D队连夜练习避障。

“整个任务中最具有挑战性的就是‘障碍行驶’,我们使用激光雷达点云滤波算法进行识别,使用动态路径规划来切换车道线。” D队戚靓亮对钛媒体《在线》介绍,正式比赛时,会有三个纸箱随机分布在左右两个车道上,针对这个情况,他们把避障任务路段的左右车道切换成多段路径,将路面模拟成S弯路线,使用动态路径规划来切换车道线避障

正式比赛当天早晨,马臻在补觉,为了最后冲刺,他们已经连续通宵两个晚上。“准备阶段这六天,睡觉时间不超过30小时,高强度的工作让人累得腿发抖。” 马臻对钛媒体《在线》说。

5月27日上午,正式比赛前两小时,D队对车辆进行最后复查。为了让控制系统更好地散热,他们决定在行驶过程中打开后备箱。

D队成功完成所有挑战任务,队长马臻激动地竖起了大拇指。

“顶着巨大的压力,坚持拼到最后,圆满完成任务,比平时训练时发挥的更完美,很满意。” D队马臻对钛媒体《在线》说。

相比之下,三支队伍中的夺冠热门“2Easy”队却发挥失常:在“下拨变道减速停止”任务中,由于车上人太多,导致车辆惯性过大压到停车线;在“停车标识”识别任务中,程序死机车辆失控,导致任务未能完成。

D队完成7项挑战用时4分25秒,排名第一。在斑马线行人避障环节,由于起步时间迟缓被扣除4分,其他环节满分通过,最终以96分的成绩获得冠军。“从第一天进度落后到熬夜追赶进度,之前踩过的坑都是值得的,努力没有白费。” 马臻对钛媒体《在线》感叹。

5月27日晚,D队队长马臻上台领奖时,主持人问其团队如何胜过劲敌,马臻逗趣地说:“因为我们熬夜了!”引来台上台下一片大笑。

马臻表示对比赛结果有些意外,对手都是在机器人、无人驾驶等领域造诣很深、实力强大的工程师。“整场比赛竞争氛围并不激烈,团队之间还会互助,在交流和切磋中大家已成为朋友。把理论和想法应用到实践验证上,这些意义远超过比赛名次。比赛结束了,但学习不会停止。”(本文首发钛媒体,钛媒体摄影师/孙林徽 编辑/陈拯 视频/田毅涛)

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本文系作者 孙林徽 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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  • 安全系数

    回复 2019.06.28 · via android
  • 极限挑战逼出自我,必出精品😂

    回复 2019.06.27 · via iphone

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