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是谁点燃了无人驾驶汽车之火

美国国 防部£¬才是这场速度与激情的始作俑者¡£

本文由知识自动化£¨zhishipai£©授权转载

无人驾驶汽车的赛道£¬现在已经¡°人¡±满为患£¬挤满了各路巨头和疯狂的资本£¬谷歌似乎早就拔得头筹¡£然而定睛细看£¬谷歌这面大旗£¬却不过是从军方借来的¡£

美国国防部£¬才是这场速度与激情的始作俑者¡£

DARPA撞南墙

美国国防高级研究计划局£¨DARPA£©£¬是美国国防部直接领导的科技创新机构£¬不属于任何军种£¬拥有¡°颠覆性技术引擎¡±¡¢?#25300;?#35282;大楼的大脑¡±¡¢¡°疯狂科学家大本营¡±等多种称号¡£它研发的GPS¡¢互联网¡¢F-117¡°夜鹰¡±隐身飞机和RQ-4¡°全球鹰¡±高空长航时无人机等不仅?#35851;?#20102;军队的作战方式£¬也深刻影响了当今的社会形态¡£

而在无人驾驶领域£¬DARPA早早起步¡£在1966年£¬DARPA便开始通过资助斯坦福研究所发展自动驾驶汽车£¬持续四十年投资至少超过20亿美元¡£1983年£¬DARPA启动了名为¡°战略计算倡议¡±的计算机研究计划£¬研究内容之一是¡°自主陆地车辆?#20445;¨ALV£©项目£º这是第一个用于军用目的地面无人系统技术研究项目¡£ALV项目采用8轮全地形车辆作为验证平台£¬使用了惯性导航系?#22330;?#36229;声波传感器¡¢多普勒雷达¡¢彩色视频摄像机和激光扫描仪¡£四年之后£¬无人车达到了20公里的时速£¬并避开了数个正面障碍¡£

1990年£¬DARPA实施了DEMO 2和DEMO 3无人地面车项目£¬其中DEMO 2的目标是实现越野条件下点对点的自动驾驶£¬采用著名¡°悍马¡±汽车作为验证载体¡£在装备了立体黑?#21672;?#20687;机¡¢彩色摄像机¡¢前视红外雷达后£¬¡°悍马¡±验证车在白天晴朗条件下£¬在地面铺装路面最高速度达到70公里£¬土路上?#37096;?#20197;达到24公里¡£DEMO 3项目则研发了专用的无人地面验证车辆¡£该车重1.5吨左右£¬全时四驱£¬配装了77GHz雷达¡¢2GHz雷达¡¢彩色摄像机¡¢单色摄像机¡¢红外摄像机和后视摄像机£¬在野外环境下最高时速35公里¡£2001财年£¬DEMO 3项?#30475;ÓDARPA转化到陆军£¬从此£¬再无消息¡£

随着2001年入?#32844;?#23500;汗£¬美军进入了十余年的反恐战争时期¡£作战过?#35752;校?#23545;手往往会使用相对简陋的路边炸弹¡¢RPG火箭筒打击美军地面运输车辆£¬造成了美军大量死伤£¬这导致了对无人驾驶车辆的巨大需求¡£二十世?#32479;õ£?#22269;会甚至对军方有一个期望£º到2015年的时候£¬三分之一的军车要实现自动驾驶¡£

然而多年来£¬无人驾驶的项目一直陷于停滞不前的局面£¬DARPA陷入了?#38480;?#30340;局面¡£

自动驾驶路漫漫

无人驾驶的主题£¬来源已久¡£放飞自由£¬寻求机器的自动化操作£¬一直是人类与机器互动的主题¡£20世?#32479;õ£?#33258;人类掌握无线电遥控技术后£¬无人驾驶的概念开始出现在历史长河中£¬例如1917年英国制造了首架无人驾驶飞机£¬1925年在美国曼哈顿出现了首台遥控驾驶汽车£¬展示无线电遥控技术¡£二战后的十多年£¬美英科研人员在有限的技术支撑下£¬于公路下埋设了电缆£¬形成类似于火车铁轨的¡°电轨道?#20445;?#27773;车内的电磁感应设备可以循着¡°电轨道¡±自动行驶£¬实验中达到了不可?#23478;?#27599;小时130公里的速度¡£但这?#22336;?#26696;需要对道路进行全面¡¢?#27735;?#30340;改造£¬基本不具可行性¡£

1970年代£¬为支持月球车的研发£¬美国斯坦福大学团队在¡°月球漫游者¡±项目中研发了第一种使用视频处理技术的自动驾驶车辆£¬拥有可旋转的摄像机£¬并于1979年在充满障碍物的室内£¬成功地自主行驶了5小时¡£1990年前后£¬德国联邦国防军大学利用视觉分析技术£¬自动驾驶车辆最高时速达到了96公里¡£而美国卡内基梅隆大学的自动驾驶车辆£¬则实现了横跨美国4500公里的试验£¬其中98%是无人驾驶¡£

然而受限于传感器¡¢集成电路¡¢算法¡¢计算速度?#20154;?#24179;?#31995;停?#33258;动驾驶汽车研发并没有取得突破性进展£¬各种试验?#21363;?#20110;预设的试验条件下£¬距离?#23548;?#36947;路条件相差较大¡£

扭转乾坤还要靠最?#30475;?#33041;¡£最终还是DARPA£¬将这辆似乎脱缰的赛车£¬重新拉回跑道¡£

DARPA大赛出奇兵

2001年前£¬DARPA也是苦苦经历着无人驾驶带来的折磨¡£在国防军事工业一体化下£¬大量经?#35759;?#32473;了国防科技工业界¡£但要在体制内完成无人驾驶技术的突破£¬似乎是漫漫长路看不到边¡£时任局长的特瑟一定是感受到这种了这种绝望¡£特瑟决定另辟蹊径£¬他选择了向社会开放£¬呼唤那些放荡不羁的黑客¡¢天马行空的教授和研发经费充足的民营企业¡£

既然高手在民间£¬何不放手一搏£¿

DARPA虽然号称¡°颠覆性技术引擎?#20445;?#25797;长研发长周期的技术项目¡£但是在当时反恐战争的大背景下£¬局长特瑟也启动了大?#31354;?#23545;反恐战争的?#35752;?#26399;技术项目£¬这?#24425;?#20182;招引了¡°不聚焦主业¡±的微词¡£其中不?#31185;?#30340;一个项目£¬就是他决定£º面向民间£¬开展无人地面车大奖赛¡£

2004年3月£¬DARPA举办了全球首届面向真实越野环?#36710;?#38271;距离自动驾驶汽车挑战赛£¬要求十小时内自动行驶228公里£¨路?#35752;?#26377;很多岩石¡¢转弯和下坡£©£¬第一名将获得100万美元奖金¡£为了充分准?#31119;?#26089;在2002年DARPA便向外界透露此次活动£¬给潜在参与者两年的准备时间¡£最终DARPA?#24425;?#21040;了106份报名表£¬有些个人为了参加?#28909;?#29978;至抵?#24717;?#20135;¡£这种热情?#23545;?#36229;出DARPA的期望£¬为了控制决赛规模£¬DARPA不得不提前举办了资格赛£¬进行了一场4.4公里障碍赛的预选赛£¬前15名方可进入决赛¡£

一切准备就绪£¬一切群情高涨£¬但在3月13日的决赛中£¬没有一辆汽车跑完全程£¬行驶距离最长的卡内基¡¤梅隆大学的?#21543;?#28448;风暴¡±也只开出区区不到12公里就冲出马路陷入泥潭¡£

万般无奈£¬特瑟局长只能?#32769;?#36710;辆£¬乘坐直升机飞到终点£¬告诉翘首以盼的记者£º?#28909;?#32467;束£¬大赛失败¡£然而£¬特瑟并没有灰心£¬反而下了更大的赌注¡£在失败的终点线上£¬他宣布来年继续£¬2005年?#28909;?#37329;额将提升到200万美元¡£

在高额奖金的诱惑下£¬2005年大赛£¬DARPA收到了195份报名表£¬经过一系列资格赛最终有20辆汽车进入决赛¡£决赛赛段为212公里£¬包括100个转弯¡¢3个隧道和一些悬?#38534;?#22312;10月决赛中£¬并不被外界看好的斯坦福大学团队的¡°斯坦利¡±汽车在德国人特龙教授的带领下以6小时53分58秒的成绩折桂¡£而美国计算机技术领域?#22363;?#21345;内基¡¤梅隆大学屈?#25317;?#20108;¡£该校为了参加?#28909;ü£?#25152;耗经?#35328;?#24050;经高于200万美元¡£这个成绩让志在必得的卡内基梅隆大学团队的负责人惠特?#36865;?#20998;沮丧£¬几十年?#27492;?#37117;是全美屈指可数¡¢头戴光环的机器人领头羊£¬他曾经参与的Navlab项目是美国第一批探索自动驾驶汽车的机器人专家¡£更重要的是£¬特龙教授是刚刚从他手下£¬¡°叛逃¡±到斯坦福大学¡£对这位大专家而言£¬要想解决私人情愫的恩怨£¬¡°报仇雪恨¡±还需要继续等待¡£

2005年的?#28909;ü£?#33258;动驾驶技术已经到达了一个惊人的临界点¡£2004年全军覆没£¬而2005年则有五辆车通过终点线¡£一年之内£¬自动驾驶汽车技术£¬取得了井喷式的发展¡£?#23548;?#19978;£¬在2004年£¬无论是算法还是传感器相?#28304;?#22870;赛?#23478;?#32463;比较成熟£¬只是大家没有在真实环?#25345;行?#39542;的经验¡£经过一年的总结和技术的发展£¬2005年的?#28909;üÊ史?#20854;时£¬?#27807;٘谋?#20102;之前无人驾驶的僵局¡£

四两拨千斤

过了两年£¬DARPA为自动驾驶汽车£¬再烧一把火£¬举办了2007年城市挑战赛¡£不同于前两次?#28909;?#20027;要面向越野环境£¬汽车在城市环?#25345;?#23558;面?#20433;?#21152;动态和复杂的环境£¬对车辆的自主能力提出了更加苛刻的要求¡£由于这种环境也是民用自动驾驶汽车主要工作的环境£¬因此吸引了更为广泛的关注£¬谷歌¡¢微软和?#36824;?#31561;高科技公司也纷纷到场参观¡£这届?#28909;?#35201;求在模拟的城市环?#25345;行?#39542;96公里£¬车辆需要遵守加州交规¡¢能够在无GPS情况下行驶¡¢能够在雨雪环?#25345;行?#39542;£¬而且需要避免与其他车辆¡¢行人¡¢电线杆等发生碰撞等¡£

这次?#28909;ü£?#19981;仅仅赛车是关注的焦点£¬个人英雄主义的较?#23458;?#26679;耐人?#25300;¶¡?#21345;内基¡¤梅隆大学与通用汽车的雪佛?#32426;?#38431;合作获得第一£¬而斯坦福大学和大众团队获得第二£¬弗吉尼亚理工大学和福特团队获得第三£¬赢得100万美元奖金¡£惠特克教授终于如愿以偿£¬一雪¡°前恨¡±¡£这种顶级大学的顶级教授之间的较劲与争抢£¬大大促进了技术的发展¡£

这样的?#28909;ü£?#20805;分调动了大学与产业界的积极性¡£这正是DARPA局长的期望¡£大学加传统民用车厂£¬是参赛团队的主要构成方式¡£2005年冠军¡°斯坦利¡±是由斯坦福大学和大众集团联合研制的¡£大学和车厂和取所长£¬大学擅长信息化技术£¬设计算法和控制方?#31119;?#37319;购传感器?#27426;?#36710;厂则提供车辆并把传感器¡¢计算机等与发动机¡¢刹车¡¢变速器等部件相融合¡£2005的胜利£¬?#28304;?#20247;汽车而言£¬是一次绝妙的广告机会¡£?#23548;?#19978;£¬除了大众£¬?#27515;?#26031;勒¡¢通用和讴歌等均与学术界合作参与了DARPA大奖赛¡£

通过大奖赛调动全社会热情£¬培养自动驾驶汽车产业£¬DARPA可谓棋高一着¡£DARPA每年科研经费30亿美元左右£¬项目200上下£¬平均每个项目1500万元¡£如果是制造原型机的项目£¬每个项目都要上亿美元¡£而大奖赛项目不但只有几百万美元£¬还可以调动全社会共同参与£¬全面搜集自动驾驶汽车领域的先进技术¡£

这叫四两拨千斤¡£

这次城市挑战赛结束后£¬有参赛者向特瑟局长询问下一届?#28909;?#20160;?#35789;?#20505;开始£¬局长表示£º以后不会再有?#28909;?#20102;£¬DARPA的使命已经完成£¬接下来就要看资本的力量了£¬你看谷歌的人已经带着钱来了¡£

谷歌续燃战火

热闹一直有£¬门道看不同¡£谷歌公司的创始人拉里¡¤佩奇一直对DARPA的大奖赛兴趣甚浓£¬2005年就带着鸭舌帽在现场¡°?#20302;µ¡?#35266;看?#28909;ü£?#32771;察参赛的各路好手¡£这场偷看£¬佩奇有了一个重大的收获¡£他发现了一个超级人才£º第二?#26410;?#22870;赛的冠军获得者¡¢斯坦福教授特龙¡£这位德国人生于1967年£¬?#26377;¡¾投?#27773;车非常?#34892;?#36259;并自己编写了赛车的电脑程序¡£

特龙也在关注无人驾驶大赛£¬2004年第一届DARPA挑战赛各路好?#22336;?#32439;落马£¬让特龙迅速?#19968;?#20102;小时候编写赛车程序的感觉¡£特龙出乎意?#31995;?#21147;压卡内基梅隆大学的团队£¬获得了第二届?#28909;?#30340;冠军£¬赢得了200万美元¡£自动汽车驾驶的最核心技能之一£¬就是导航£º而这正是特龙的专长¡£在两个顶级大学中£¬特龙都参与了地图构建技术£¨SLAM£©的研究£¬这正起源于?#32454;?#19990;纪60年代斯坦福研究所£º这个技术正是工程师为首批移动机器人所准备的¡£特龙把它娴熟地应用在自动驾驶汽车上面¡£

特龙的技术才华和组织能力让现场观摩的佩奇眼前一亮£¬并在2005年?#28909;?#20043;后把特龙挖到了谷歌£¬利用自动驾驶车辆的传感器技术启动了谷歌街景项目¡£它在众目睽睽之下£¬以谷歌地图和街景项目£¬隐藏了一个惊天的秘密£º发展无人驾驶£¡

这期间£¬无数细节的准备和技术磨合¡£DARPA城市挑战赛之后的2009年£¬在自动驾驶事业和谷歌丰厚工资的吸引下£¬众多参赛选?#22336;×·准?#20837;谷歌£¬围绕特龙启动成立了自动驾驶汽车项目£¬其中包括特龙的学生Mike Montemerlo¡¢特龙的对手加拿大人Chirs Urmon¡¢技术怪才莱万多夫斯基¡¢俄国人Dmitri Dolgov等£¬这些都形成了自动驾驶汽车领域的种子人才¡£

项目成立后£¬谷歌对特龙团队提出了苛刻的要求£¬即在2年之内在加州最复杂10个道路各行驶160公里¡£经费保障自然十分充足¡£2011年£¬特龙团队提前3个月完成了要求¡£2012年5月£¬内华达州向谷歌公?#26223;?#21457;了美国历?#39134;?#39318;个自动驾驶汽车许可证¡£6月£¬谷歌拥有了6辆丰台普锐斯¡¢奥迪TT和3辆雷克萨斯RX450h的自动驾驶测试车队£¬并在2014年推出了FireFly自动驾驶原型车£¬这辆车已经不再有方向盘和油门刹车了¡£

星球大战后传£º蒲公英传奇

前面提到£¬第二次DARPA大奖赛£¬已经预示了自动驾驶汽车将拉开快速商业化发展的大幕¡£到了挑战赛结束后3年£¬谷歌普锐斯已经?#23545;?#36229;过DARPA挑战赛的用车¡£它复制了很多DARPA原?#25216;?#26415;£¬并且精心打磨¡£谷歌固然是巨人£¬但它是踩在巨人肩膀上的巨人£º这是美国军民转化的内生逻辑¡£

虽然谷歌自动驾驶汽车研制业界领先£¬但也暗藏风雨¡£这只由年轻技术天才组建的团队中£¬有些人因为理念不合£¬有些人因为一夜暴富之后的膨?#20572;?#31532;一次参赛选手的莱万童鞋£¬从谷歌得到了上亿美元的薪水£©£¬有些人想自己成立公司£¬纷纷选择离开谷歌单干¡£这些人的离开短时间内可能对谷歌公司不利£¬但却像蒲公英的种子£¬散落在各地继续?#37038;?#33258;动驾驶业务£¬创造了自动驾驶汽车的?#27604;?#30427;景¡£

2016年£¬特龙团队?#27807;?#35299;散¡£离开谷歌后£¬特龙成立了大名鼎鼎的慕课在线教育网站Udacity£¬后来成立了小鹰无人机公司£¬目前在电动垂直起降飞行器领域小有名气¡£

只要有?#40092;?#30340;天气£¬天下到处都是蒲公英的种子£¬如同当年硅谷起始的传奇一样¡£从斯坦福肖?#27515;?#40638;下出走的¡°八大叛逆?#20445;?#19968;举奠定了硅谷今日的局面¡£技术破局一旦打开£¬商业化则势不可挡¡£大发?#20570;?#30340;肖?#27515;û£?#26368;终还是认可了仙童这些?#38477;?#20204;的成就¡£而丢失了这么多技术怪才的谷歌£¬已经进入全新轨道¡£

技术创新的?#21442;?#20999;换已经完成£¬职业化经理将接棒科学界疯子¡£谷歌围绕自动驾驶汽车成立的Waymo公司£¬聘请了拥有丰富汽车管理经验的前现代北美公司的总裁Krafcik入主CEO£¬一路高歌猛进¡£2017年£¬由?#27515;?#26031;勒改装的L4?#29123;?#30340;Waymo无人驾驶汽车在道路上开展测试£»2018年5月启动了全美第一个自动驾驶车辆叫车商业服务Waymo one£¬12月开始进行自动驾驶汽车叫车服务试点工作£¬成为第一家开始挣钱的自动驾驶企业¡£

?#23637;Ù£?#24320;始商业化运营¡£

这期间£¬出现了Aurora和ArgoAI等众多专攻自动驾驶汽车的公司£¬特斯拉和优步?#30830;?#20256;统车厂也?#24230;?#20102;巨额资金进行研发£¬而通用汽车¡¢福特¡¢沃尔沃¡¢宝马?#21364;?#32479;车厂也纷纷宣布将在2020年代出推出各自的自动驾驶汽车£¬另外思科¡¢博世¡¢德尔福和英伟达等公司正在研究激光传感器等自动驾驶汽车部件?#29123;?#30340;技术£¬力求使这种新型汽车更便宜¡¢更安全¡£

天下大局£¬豁然开朗¡£

而DARPA早已不再关心无人驾驶的问题了£¬它正在启动全新的极限挑战¡£有了这样拳打?#30424;?#30340;孩子£¬还要爹妈的呵护干什么£¿¡°零落成泥碾作尘£¬只有香如故?#20445;?#36825;也是军民融?#29616;?#28040;长有序的一种现象¡£

小记

无人驾驶汽车的发展£¬是一场令人眼花?#26376;“u?#21095;情完整的创新简史¡£从军方研发£¬到军民众包£¬到最终的商业化£¬场面交代清楚£¬技术交接有序¡£这其中£¬充满了个人英雄主义的写真£º别开局面的军方负责人¡¢逞强好胜的大学教授和果断抢人的公司头羊£¬令人印象深刻¡£一个姗姗学步的技术£¬如何奔跑如飞£¿前有军方的蓝色天使资金启动£¬中有大学研究的技术加?#20572;?#21518;有商业巨头的适时续航£¬还有?#25797;?#20511;力的开放大赛¡£无人驾驶的大旗£¬从军方开始£¬几经转借£¬最后慷慨流入民用市场£¬成为闪耀的商业标志¡£

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