自動(dòng)駕駛領(lǐng)域沒(méi)有先例的一場(chǎng)挑戰(zhàn)賽，剛剛出結(jié)果。

1067支隊(duì)伍，整3個(gè)月時(shí)間主要在自動(dòng)駕駛卡車(chē)、干線(xiàn)物流和自動(dòng)駕駛轎車(chē)、城市道路雙賽道場(chǎng)景下角逐。

(資料圖片)

這也或是國(guó)內(nèi)首次有干線(xiàn)物流賽道入賽，覆蓋AEB緊急制動(dòng)、跟車(chē)、變道、匝道匯入等8類(lèi)典型高速場(chǎng)景。

參賽選手需提交自動(dòng)駕駛規(guī)控算法，在真實(shí)場(chǎng)景條件下利用有限資源，規(guī)劃一條安全光滑的軌跡，無(wú)碰撞、高效、舒適通行，到達(dá)指定目標(biāo)區(qū)域。

△獲獎(jiǎng)選手在頒獎(jiǎng)會(huì)分享方案

不過(guò)，競(jìng)賽科目既非熱門(mén)的感知算法，聚焦領(lǐng)域也是少在賽場(chǎng)上出現(xiàn)的自動(dòng)駕駛卡車(chē)，賽題內(nèi)容更不是常見(jiàn)經(jīng)典數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至對(duì)成績(jī)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)也不單看算法性能上限。

非主流非傳統(tǒng)，但它依然吸引了全球范圍來(lái)自200多所高校和60多家企業(yè)單位的選手參與。

成績(jī)優(yōu)異的前五名，按照主辦方自動(dòng)駕駛專(zhuān)家的評(píng)價(jià)，都拿出了“讓人眼前一亮”的方案。

比賽本身具有獨(dú)特性針對(duì)性，連同它出人意料的參與熱度，和涌現(xiàn)出的優(yōu)秀選手，結(jié)合自動(dòng)駕駛卡車(chē)商業(yè)落地如火如荼，這樣的大賽出現(xiàn)似乎恰如其分。

挑戰(zhàn)賽產(chǎn)出了哪些成果？

大賽從9月1日開(kāi)啟，11月16日是代碼提交的最后期限。

AB兩榜共38個(gè)場(chǎng)景，難度各異，綜合高速和城市道路場(chǎng)景。

本車(chē)的傳感器方案和道路環(huán)境數(shù)據(jù)由主辦方統(tǒng)一提供，是不變量。

參賽選手需要做的是以傳感器輸入數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)，為本車(chē)規(guī)劃出一條到達(dá)目的地合理的路線(xiàn)。同時(shí)還需要保持行駛的平穩(wěn)性、安全性。

其中一個(gè)最為典型，也是自動(dòng)卡車(chē)量產(chǎn)中關(guān)注的焦點(diǎn)的題目是高速匝道匯入。

這樣的場(chǎng)景下，自動(dòng)駕駛卡車(chē)面臨的挑戰(zhàn)主要有道路上不斷變化的車(chē)道線(xiàn)、其他交通參與者，以及重卡獨(dú)有的車(chē)身長(zhǎng)，系統(tǒng)反應(yīng)慢的特點(diǎn)。

在任務(wù)規(guī)劃已經(jīng)明確（比如成功匯入匝道）的情況下，參賽選手需要解決的主要問(wèn)題有兩個(gè)：

行為規(guī)劃：按照任務(wù)規(guī)劃的目標(biāo)和當(dāng)前的實(shí)時(shí)情況（其他的車(chē)輛和行人的位置和行為、車(chē)道線(xiàn)、交通標(biāo)識(shí)等等），作出下一步車(chē)輛應(yīng)該執(zhí)行的決策。簡(jiǎn)單說(shuō)就是系統(tǒng)決定是跟車(chē)還是超車(chē)，是加速變道還是減速避讓。

執(zhí)行系統(tǒng)：充分考慮半掛車(chē)自身尺寸和響應(yīng)速度，決定縱向（油門(mén)剎車(chē)）、橫向（轉(zhuǎn)向）維度的具體執(zhí)行方法，保證安全。

規(guī)劃決策一般有3類(lèi)baseline算法，分別是基于優(yōu)化的、基于搜索的，以及基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的，參賽選手可以任選，也可以創(chuàng)新方案。

場(chǎng)景數(shù)據(jù)則來(lái)自于國(guó)內(nèi)最大的自動(dòng)駕駛高速場(chǎng)景庫(kù)，全部取自真實(shí)道路。

單個(gè)場(chǎng)景賽題的評(píng)判分?jǐn)?shù)分為兩部分：

可行性分?jǐn)?shù)和路徑代價(jià)分?jǐn)?shù), 兩者各占50%。比賽的測(cè)評(píng)成績(jī)?yōu)樗袌?chǎng)景的加權(quán)和，每個(gè)場(chǎng)景的權(quán)重按賽題難度劃分。

可行性是考察選手提交算法在當(dāng)前任務(wù)中是否具備基本的安全性、合理性。而路徑代價(jià)考察的則是算法執(zhí)行過(guò)程中占用的計(jì)算資源、行車(chē)的平穩(wěn)性、路徑的優(yōu)化程度等等。

這樣的賽題設(shè)置最大特點(diǎn)是場(chǎng)景細(xì)化，條件特化，但可采用多種方法。

八仙過(guò)海各顯神通，比如大賽冠軍隊(duì)，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校和普渡大學(xué)的團(tuán)隊(duì)。

自動(dòng)駕駛規(guī)控算法常用的3種baseline更多著眼于與控制算法模塊連接緊密的軌跡規(guī)劃，但自動(dòng)駕駛尤其是規(guī)范道路上的自動(dòng)駕駛(robotaxi以及自動(dòng)駕駛卡車(chē))，面臨的最大挑戰(zhàn)是與上層模塊的交互以及決策的正確與否。

他們獨(dú)樹(shù)一幟用Xbox控制器采集了多個(gè)成熟卡車(chē)駕駛者的駕駛習(xí)慣和不同場(chǎng)景處理方法，直接將這些“老司機(jī)”的數(shù)據(jù)拿來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讓其掌握半掛車(chē)加速度的控制方法，然后再配合LCA（Lane Centering Assist 車(chē)道導(dǎo)正輔助系統(tǒng)）完成軌跡規(guī)劃，解決規(guī)劃問(wèn)題。

這是一種創(chuàng)新的輔助駕駛+深度模擬學(xué)習(xí)+搜索算法的綜合解決方法。

賽事主辦方的資深自動(dòng)駕駛工程師稱(chēng)這種方案“眼前一亮”，理論上提供了一種更加可靠，失誤率更低的規(guī)劃決策算法開(kāi)發(fā)思路。

其他獲獎(jiǎng)選手的解題方案也各具特色，分別采用了雙向搜索和貪心算法、搜索算法的空間剪枝、凸優(yōu)化方案、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)PPO算法求解等豐富解題方法。

為什么比規(guī)控？要解決什么問(wèn)題？

之前，自動(dòng)駕駛最受關(guān)注的部分是感知識(shí)別，外界幾乎絕大部分對(duì)自動(dòng)駕駛的關(guān)注，也都在感知模塊上。

各種各樣的自動(dòng)駕駛挑戰(zhàn)賽，多脫胎于以往的計(jì)算機(jī)視覺(jué)大賽，即在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集上比不同算法的識(shí)別率、準(zhǔn)確度。

規(guī)劃控制，一方面受限于產(chǎn)業(yè)落地進(jìn)展，沒(méi)有相關(guān)數(shù)據(jù)集；另一方面也沒(méi)有實(shí)力玩家能夠振臂一呼。

于是這次大賽，聚焦在自動(dòng)駕駛規(guī)控——具體到卡車(chē)領(lǐng)域更是獨(dú)一個(gè)。

為什么聚焦這個(gè)環(huán)節(jié)？對(duì)于自動(dòng)駕駛卡車(chē)來(lái)說(shuō)，規(guī)控意味著什么？

第一個(gè)問(wèn)題的答案再簡(jiǎn)單不過(guò)：

規(guī)控是自動(dòng)駕駛最重要的模塊之一，不是沒(méi)有挑戰(zhàn)，而是比感知難度更大。

感知識(shí)別層面，通常是涇渭分明的好與不好，成功識(shí)別和識(shí)別失敗，更容易被認(rèn)知,被量化。

但規(guī)控不同，完成同一個(gè)目標(biāo)伴隨著預(yù)測(cè)、決策、路徑規(guī)劃、控制等不同環(huán)節(jié)，其中最困難的是如何做決策。

主要技術(shù)難點(diǎn)在于對(duì)其他交通參與者的行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，并和他們進(jìn)行博弈，保證自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全和效率。預(yù)測(cè)未來(lái)的難度超越感知當(dāng)下，上升到系統(tǒng)對(duì)真實(shí)世界的駕駛行為的建模層面。

每個(gè)環(huán)節(jié)都有數(shù)種不同的方案可選，帶來(lái)的是駕駛風(fēng)格激進(jìn)與否、行駛是否平順、容錯(cuò)空間是否足夠等等實(shí)際能力的差別。規(guī)控是評(píng)判一個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是否好用、敢不敢用的核心。

當(dāng)然，規(guī)控環(huán)節(jié)的任何毫厘之失，也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的失效。所以與感知識(shí)別“0與1”的特征不同，規(guī)控算法是藏在細(xì)節(jié)的魔鬼。

自動(dòng)駕駛卡車(chē)應(yīng)用于干線(xiàn)物流，是一個(gè)唯成本說(shuō)話(huà)的行業(yè)，其中包括車(chē)輛成本、人工費(fèi)、燃油費(fèi)、貨物損耗等等。

優(yōu)秀的規(guī)控算法能盡量保持卡車(chē)平穩(wěn)行駛，選擇最短路徑的同時(shí)，減少急加速急減速，降低油耗；在通過(guò)顛簸坑洼路面時(shí)，合理的規(guī)控算法也能最大程度減少貨箱收到的沖擊，減少運(yùn)輸損耗；以及使駕駛更輕松，降低人力。

事實(shí)上，自動(dòng)駕駛卡車(chē)，尤其是半掛車(chē)的規(guī)控算法在這個(gè)賽道內(nèi)一直是一個(gè)熱門(mén)研究，也被視為商用無(wú)人車(chē)區(qū)別于乘用無(wú)人車(chē)的核心技術(shù)所在。

一個(gè)C本人類(lèi)駕駛員，是開(kāi)不了B本A本卡車(chē)的，對(duì)于A(yíng)I司機(jī)來(lái)說(shuō)同理。

因?yàn)榭ㄜ?chē)的車(chē)身慣性更大、車(chē)身響應(yīng)更遲鈍，首先就對(duì)控制系統(tǒng)提出很高的要求。

最關(guān)鍵的是半掛車(chē)與車(chē)頭屬于非剛性連接，導(dǎo)致整個(gè)車(chē)身的力學(xué)特性、對(duì)路況的反饋?zhàn)藨B(tài)完全不同，規(guī)劃決策層面要考慮更多更復(fù)雜的參數(shù)，對(duì)周?chē)渌繕?biāo)的關(guān)注、預(yù)測(cè)能力要求，也比乘用車(chē)高得多。

△半掛車(chē)模型

自動(dòng)駕駛業(yè)內(nèi)第一個(gè)規(guī)控算法大賽，明確錨定智能卡車(chē)賽道，體現(xiàn)的是最核心最原始的訴求：

以安全和成本的平衡作為基本評(píng)判原則，解決的自動(dòng)駕駛卡車(chē)落地面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

如何評(píng)價(jià)比賽？

聚焦自動(dòng)駕駛卡車(chē)、干線(xiàn)物流，并首次以規(guī)控算法作為核心；另外，賽題設(shè)置和評(píng)判規(guī)則，都從“量產(chǎn)落地”原則出發(fā)——沒(méi)有海量的真實(shí)道路測(cè)試數(shù)據(jù)，以及長(zhǎng)期面向量產(chǎn)落地研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，是難以支撐主辦這樣一場(chǎng)大賽的。

作為國(guó)內(nèi)率先落地量產(chǎn)和開(kāi)啟自動(dòng)駕駛卡車(chē)干線(xiàn)運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)駕駛企業(yè)，嬴徹科技，目前商業(yè)運(yùn)營(yíng)范圍覆蓋50多條高速，自動(dòng)駕駛商業(yè)運(yùn)營(yíng)里程已超1800萬(wàn)公里，已經(jīng)積累出國(guó)內(nèi)最大的自動(dòng)駕駛高速場(chǎng)景庫(kù)。

嬴徹科技賽事工作組表示，規(guī)控算法之前少有公開(kāi)研究，門(mén)檻不低，但本身卻是自動(dòng)駕駛卡車(chē)落地量產(chǎn)中的難點(diǎn)。

這樣的領(lǐng)域，需要有能與商業(yè)進(jìn)展相匹配，而且能雙向促進(jìn)的技術(shù)大賽，比賽最終報(bào)名隊(duì)伍數(shù)也大大超過(guò)開(kāi)始前的預(yù)測(cè)，選手們的硬核實(shí)力和精彩解題方案也令人深受鼓舞。

這是比賽獨(dú)特性和稀缺性的最好證明。

近年來(lái)，行業(yè)正達(dá)成共識(shí)，整個(gè)賽道走到了一個(gè)重要分水嶺：

靠Demo秀肌肉分高下階段結(jié)束了，“量產(chǎn)為綱，解決實(shí)際問(wèn)題”成為了當(dāng)下的主要任務(wù)。

將技術(shù)賽事帶入與產(chǎn)業(yè)最前沿的進(jìn)展同步，也正是本次大賽的重要意義。。

賽題中高速道路場(chǎng)景數(shù)據(jù)由嬴徹科技提供，城市道路場(chǎng)景數(shù)據(jù)由清華AIR與百度提供。

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