5月22日，貴州科學(xué)城PIX無人駕駛智造工廠，挑戰(zhàn)賽承辦方PIX負(fù)責(zé)人向參賽人員講解比賽規(guī)則。

PIX是一個(gè)提供模塊化無人駕駛實(shí)踐和體驗(yàn)的移動(dòng)空間，這里會(huì)定期舉辦關(guān)于自動(dòng)駕駛的Hackathon。國內(nèi)很多工程師并沒有練習(xí)和測(cè)試無人駕駛的環(huán)境，也不太容易有機(jī)會(huì)經(jīng)歷完整全面的改造實(shí)踐，PIX希望以工程挑戰(zhàn)的形式“降低開發(fā)者們對(duì)無人駕駛的測(cè)試和實(shí)踐門檻”。

比賽第一天，來自6個(gè)國家的17名參賽工程師依次自我介紹后留下姓名，這17個(gè)人組成了三支隊(duì)伍展開角逐。

2DIFFICULT隊(duì)：上海交大師生+浙江移動(dòng)工程師+墨西哥工程師

2 EASY隊(duì)：德國、西班牙工程師+貴州大學(xué)研究生

國際聯(lián)隊(duì)：土耳其、印度、巴西工程師

“世界各地報(bào)名參賽的工程師有200多名，最后我們選出了17位。”PIX COO曹雨騰向鈦媒體《在線》介紹，參賽隊(duì)伍要將算法和傳感器部署在官方的全尺寸比賽車上，在封閉園區(qū)道路計(jì)時(shí)跑圈，挑戰(zhàn)7項(xiàng)自動(dòng)駕駛道路任務(wù)，最后根據(jù)每個(gè)單項(xiàng)完成情況和整體完成時(shí)間計(jì)算得分。

比賽為期6天，7項(xiàng)挑戰(zhàn)任務(wù)分別為：

紅綠燈識(shí)別、斑馬線行人避讓、下坡變道減速停止、障礙行駛、車輛掉頭、停止標(biāo)志識(shí)別、S型彎道行駛。

“2 DIFFICULT隊(duì)”（下文簡稱D隊(duì)）隊(duì)長馬臻在和隊(duì)員李黃河討論賽事方案。

馬臻博士畢業(yè)于英國謝菲爾德大學(xué)，研究方向?yàn)榛鹧鎰?dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像和信號(hào)處理，他就職于上海交大，是汽車工程研究院無人車課題組組長。

馬臻領(lǐng)銜的D隊(duì)由上海交大研究生團(tuán)隊(duì)和中國移動(dòng)AI算法工程師以及墨西哥算法工程師組成，一共6人。“這次帶交大的研究生一起參賽，就是想鍛煉一下團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐能力，讓學(xué)生們完整地參與一次無人駕駛車的改造。”馬臻對(duì)鈦媒體《在線》介紹。

D隊(duì)隊(duì)員林挺正在Ubuntu系統(tǒng)下準(zhǔn)備安裝Autoware、ROS、Qt5等軟件。

林挺是上海交大汽車工程學(xué)院研究生，這次主要負(fù)責(zé)激光雷達(dá)調(diào)試與控制以及核心軟件安裝。安裝軟件是改造車輛的第一步。第一天安裝，D隊(duì)就遇到了麻煩，他們連續(xù)裝了4次都沒成功，致使整體進(jìn)度落后其他兩支隊(duì)伍。“倒不是技術(shù)難題，因?yàn)檫@臺(tái)電腦之前被人改過參數(shù)和IP，所以還要重新設(shè)置和修改，不過是比較打擊士氣。”林挺說。

D隊(duì)隊(duì)長馬臻和工程師在車內(nèi)調(diào)整數(shù)據(jù)，賽事主辦方準(zhǔn)備的車輛配備了Velodyne 16線激光雷達(dá)和單目攝像頭作為傳感器。

自動(dòng)駕駛的核心是傳感器、計(jì)算能力和軟件，雷達(dá)（激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等）加攝像頭（單目、雙鏡頭等）是比較主流的傳感器組合方式：雷達(dá)主要用于測(cè)量速度、距離，攝像頭主要用于識(shí)別道路上的人、物和交通標(biāo)識(shí)等，兩者相互補(bǔ)充，為自動(dòng)駕駛車輛的計(jì)算和決策提供“材料”。

目前，這些關(guān)鍵傳感器都在某些方面有各自的局限性，比如毫米波雷達(dá)空間分辨率較低，激光雷達(dá)的穩(wěn)定性容易受到雨雪等特殊天氣影響，攝像頭視距有限且其穩(wěn)定性同樣容易受到天氣條件影響。

無論是對(duì)主機(jī)廠商還是自動(dòng)駕駛公司來說，雷達(dá)高企的成本或許都是他們商業(yè)化的攔路虎。以實(shí)力較強(qiáng)的雷達(dá)設(shè)計(jì)制造商Velodyne為例，該公司目前最好的激光雷達(dá)Velodyne VLS-128售價(jià)接近人民幣90萬元，其上一代64線產(chǎn)品HDL-64售價(jià)也超過50萬元，這樣一個(gè)雷達(dá)的價(jià)格都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一輛普通汽車。

路點(diǎn)錄入階段，D隊(duì)車輛通過Velodyne 16線激光雷達(dá)構(gòu)建的點(diǎn)云地圖。地圖中間黑色矩形是車輛，紅圈為可視化道路路徑，綠色軌跡是行駛線路。

去年以來，“純視覺自動(dòng)駕駛”解決方案的聲量越來越大。特斯拉創(chuàng)始人馬斯克認(rèn)為“依賴激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛公司注定要失敗”。不久前，百度Apollo宣布了純視覺L4級(jí)城市道路閉環(huán)解決方案Apollo Lite，該方案可同時(shí)對(duì)10路攝像頭200幀/秒數(shù)據(jù)量并行處理，且“前向障礙物的穩(wěn)定檢測(cè)視距達(dá)到240米”，使自動(dòng)駕駛不再依賴機(jī)械掃描式的激光雷達(dá)。

D隊(duì)隊(duì)員戚靚亮（右）在修改路點(diǎn)參數(shù)。 戚靚亮是中國移動(dòng)浙江公司AI算法工程師，這次比賽中主要負(fù)責(zé)算法深度學(xué)習(xí)與圖像處理。

前期數(shù)據(jù)采集時(shí)，車輛行駛過程中，激光雷達(dá)會(huì)記錄車輛的坐標(biāo)點(diǎn)，這就是路點(diǎn)，路點(diǎn)的疏密可以由人工設(shè)置。“路點(diǎn)的疏密程度可以直接影響車輛平穩(wěn)度和方向盤轉(zhuǎn)向幅度。如果偏差過大，車輛極有可能失控。”戚靚亮向鈦媒體《在線》介紹，所有的修補(bǔ)偏差，都是為了自動(dòng)駕駛能夠模擬人開車時(shí)的平穩(wěn)狀態(tài)，整個(gè)比賽前的準(zhǔn)備時(shí)間，D隊(duì)一共整體修改路點(diǎn)超過30次。

D隊(duì)為攝像頭采集到的紅綠燈、人行道照片進(jìn)行人工標(biāo)注，供機(jī)器學(xué)習(xí)。

紅綠燈識(shí)別、斑馬線行人避讓、停止標(biāo)識(shí)識(shí)別三個(gè)任務(wù)，D隊(duì)使用基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行感知識(shí)別。

為了讓系統(tǒng)能夠辨認(rèn)出紅綠燈、斑馬線、行人、停車標(biāo)識(shí)，車上的攝像頭從不同角度拍攝了4900張圖片，D隊(duì)兩名隊(duì)員用了半天時(shí)間對(duì)這些圖片進(jìn)行了一一標(biāo)注，系統(tǒng)獲取所有圖片后，進(jìn)行了3萬次算法訓(xùn)練。

“比賽時(shí)間有限，正常情況為了提高精準(zhǔn)度，需要在不同時(shí)段、不同天氣反復(fù)采集數(shù)據(jù)。”D隊(duì)隊(duì)員戚靚亮對(duì)鈦媒體《在線》說，“人工智能背后其實(shí)真的都是人工”。

D隊(duì)車輛路測(cè)時(shí)，模擬行人的假人由于失去平衡倒向人行道。通過算法訓(xùn)練，D隊(duì)可以保證“車在20米內(nèi)，只要0.1～0.2秒就可以對(duì)紅綠燈、行人等目標(biāo)完成識(shí)別，并作出停車、啟動(dòng)等決策，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)98%以上”。

D隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 “2EASY”隊(duì)的道路訓(xùn)練中，隊(duì)員用衣物遮擋停車標(biāo)識(shí)來檢測(cè)系統(tǒng)識(shí)別效果。

“2EASY”隊(duì)有豐富比賽經(jīng)驗(yàn)，成員對(duì)Autoware十分熟悉，并且在人形機(jī)器人和移動(dòng)基地使用ROS框架也已超過7年，隊(duì)員們對(duì)鈦媒體《在線》表示，這個(gè)挑戰(zhàn)賽“So Easy”，對(duì)于冠軍他們“勢(shì)在必得”。

比賽準(zhǔn)備階段，第三支隊(duì)伍“國際聯(lián)隊(duì)”在利用“光學(xué)標(biāo)定板”進(jìn)行圖像校準(zhǔn)。

每臺(tái)賽事車輛都配備了車載計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)由蓄電池、穩(wěn)壓變電器、電源、CAN盒、激光雷達(dá)的處理盒、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及工控機(jī)等組成，這套裝備被安置在車輛后備箱，是整個(gè)車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的“大腦”。

D隊(duì)在園區(qū)封閉賽道進(jìn)行自動(dòng)駕駛路側(cè)，對(duì)這些平時(shí)很少有機(jī)會(huì)哪怕是在封閉道路進(jìn)行路側(cè)的工程師來說，這是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。

大規(guī)模路測(cè)和大量真實(shí)數(shù)據(jù)積累是自動(dòng)駕駛商業(yè)化的重要前提。

知名自動(dòng)駕駛公司W(wǎng)aymo去年10月對(duì)外宣布，從2009年開始，其路測(cè)里程累計(jì)已達(dá)1000萬英里（超1600萬公里）。數(shù)據(jù)顯示，Waymo前400萬英里的累積花了8年，隨著Waymo車隊(duì)不斷壯大，該里程數(shù)將出現(xiàn)幾何級(jí)增長。

以對(duì)自動(dòng)駕駛態(tài)度最為開放的美國加州為例，截止2018年底，該州已至少給60家企業(yè)頒發(fā)了自動(dòng)駕駛路測(cè)牌照。中國也在迎頭追趕。據(jù)北京市交委此前發(fā)布的報(bào)告，2018年北京為8家企業(yè)發(fā)放了56輛車的自動(dòng)駕駛路測(cè)牌照，其中百度擁有45輛，完成了13.988萬公里路測(cè)里程，這占到2018年北京路測(cè)總里程15.356萬公里的91%。

D隊(duì)隊(duì)長馬臻在無人駕駛路測(cè)訓(xùn)練中，他的左手握著遙控器，用來切換自動(dòng)駕駛和手動(dòng)駕駛模式。

5月27日凌晨1點(diǎn)14分，林挺（圖左）和馬臻（圖右）仍在車內(nèi)優(yōu)化路點(diǎn)數(shù)據(jù)，此時(shí)距離正式比賽不到11個(gè)小時(shí)。正式賽前連續(xù)幾天的安裝、調(diào)試，D隊(duì)的練習(xí)狀態(tài)并不穩(wěn)定，甚至幾次出現(xiàn)碰撞的小“意外”。

5月27日決賽當(dāng)天，凌晨1點(diǎn)39分，D隊(duì)連夜練習(xí)避障。

“整個(gè)任務(wù)中最具有挑戰(zhàn)性的就是‘障礙行駛’，我們使用激光雷達(dá)點(diǎn)云濾波算法進(jìn)行識(shí)別，使用動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃來切換車道線。” D隊(duì)戚靚亮對(duì)鈦媒體《在線》介紹，正式比賽時(shí)，會(huì)有三個(gè)紙箱隨機(jī)分布在左右兩個(gè)車道上，針對(duì)這個(gè)情況，他們把避障任務(wù)路段的左右車道切換成多段路徑，將路面模擬成S彎路線，使用動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃來切換車道線避障。

正式比賽當(dāng)天早晨，馬臻在補(bǔ)覺，為了最后沖刺，他們已經(jīng)連續(xù)通宵兩個(gè)晚上。“準(zhǔn)備階段這六天，睡覺時(shí)間不超過30小時(shí)，高強(qiáng)度的工作讓人累得腿發(fā)抖。” 馬臻對(duì)鈦媒體《在線》說。

5月27日上午，正式比賽前兩小時(shí)，D隊(duì)對(duì)車輛進(jìn)行最后復(fù)查。為了讓控制系統(tǒng)更好地散熱，他們決定在行駛過程中打開后備箱。

D隊(duì)成功完成所有挑戰(zhàn)任務(wù)，隊(duì)長馬臻激動(dòng)地豎起了大拇指。

“頂著巨大的壓力，堅(jiān)持拼到最后，圓滿完成任務(wù)，比平時(shí)訓(xùn)練時(shí)發(fā)揮的更完美，很滿意。” D隊(duì)馬臻對(duì)鈦媒體《在線》說。

相比之下，三支隊(duì)伍中的奪冠熱門“2Easy”隊(duì)卻發(fā)揮失常：在“下?lián)茏兊罍p速停止”任務(wù)中，由于車上人太多，導(dǎo)致車輛慣性過大壓到停車線；在“停車標(biāo)識(shí)”識(shí)別任務(wù)中，程序死機(jī)車輛失控，導(dǎo)致任務(wù)未能完成。

D隊(duì)完成7項(xiàng)挑戰(zhàn)用時(shí)4分25秒，排名第一。在斑馬線行人避障環(huán)節(jié)，由于起步時(shí)間遲緩被扣除4分，其他環(huán)節(jié)滿分通過，最終以96分的成績獲得冠軍。“從第一天進(jìn)度落后到熬夜追趕進(jìn)度，之前踩過的坑都是值得的，努力沒有白費(fèi)。” 馬臻對(duì)鈦媒體《在線》感嘆。

5月27日晚，D隊(duì)隊(duì)長馬臻上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)時(shí)，主持人問其團(tuán)隊(duì)如何勝過勁敵，馬臻逗趣地說：“因?yàn)槲覀儼疽沽耍?rdquo;引來臺(tái)上臺(tái)下一片大笑。

馬臻表示對(duì)比賽結(jié)果有些意外，對(duì)手都是在機(jī)器人、無人駕駛等領(lǐng)域造詣很深、實(shí)力強(qiáng)大的工程師。“整場(chǎng)比賽競(jìng)爭(zhēng)氛圍并不激烈，團(tuán)隊(duì)之間還會(huì)互助，在交流和切磋中大家已成為朋友。把理論和想法應(yīng)用到實(shí)踐驗(yàn)證上，這些意義遠(yuǎn)超過比賽名次。比賽結(jié)束了，但學(xué)習(xí)不會(huì)停止。”（本文首發(fā)鈦媒體，鈦媒體攝影師/孫林徽 編輯/陳拯 視頻/田毅濤）

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