siemens x
智能汽車

為智能汽車植入 “眼睛”和“大腦”

2025China.cn   2016年08月01日

  一場暴雨過后,原本進入暑期的清華園中行人寥寥。走進李兆基大樓,循著腳印和聲音便到了汽車工程系。

  “字體和公式都要統(tǒng)一格式……論文內(nèi)容沒什么問題,可不能毀在小細節(jié)上?!笔疽庥浾呔妥?,李升波喝了口水繼續(xù)“找茬”,半小時后,學生滿臉興奮地道了別。

  個頭不高,講話較快但語調(diào)平和,尾音中夾雜些許山東口音,工作中自信、篤定且較真。這就是智能交通學者、清華大學汽車工程系副教授李升波,由于在汽車的自動決策與協(xié)同控制方向取得國內(nèi)外矚目的創(chuàng)新性成果,最近被《科學中國人》雜志評為2015年度人物杰出青年科學家。

  科研是發(fā)自內(nèi)心的熱愛

  翻開李升波的履歷表,你能感到一枚典型性的學霸迎面撲來。1982年出生的李升波,2004年從北京科技大學機械學院本科畢業(yè),以專業(yè)第一的成績被保送清華大學汽車工程系碩博連讀。斯坦福大學、密歇根大學、加州大學伯克利分校等國外留學的經(jīng)歷,讓他學習并積累了完整的汽車技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗。不到10年,發(fā)表高水平學術(shù)論文100余篇,頂級SCI期刊論文50余篇,申請發(fā)明專利20多項,獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項。

  李升波對車本身“不太感冒”,到現(xiàn)在仍然認不全車標,但卻喜歡琢磨汽車技術(shù)。對常人來說枯燥乏味的科學研究,他卻是發(fā)自心底的熱愛?!拔蚁矚g用創(chuàng)新思維的研究來引導技術(shù),安然享受科研之路上的孤獨和反復。當有成果得到社會認可時,那種怡然自得的樂趣難以名狀?!?/FONT>

  2007年,李升波去美國斯坦福大學機械學院學習智能汽車時,問同齡的博士生:“你為什么攻讀博士?”多數(shù)美國朋友的答案是:“因為對這個領域感興趣。”這件事情對他的觸動很大。事實上,李升波之前對科學研究也有一些不切實際的想法,但研究生及留學階段的經(jīng)歷告訴他,只有真正的興趣才能讓一個人腳踏實地地沉淀、積累。

  經(jīng)過多年學習、研究,李升波從開始時面對新的研究題目無從下手,變成了對科研問題的關鍵點有了“靈敏嗅覺”——工作的價值是什么,哪些部分該重點做,靈感一觸即發(fā)。

  作為一名科研工作者,李升波坦言,以前他也曾是文藝青年,但目前科研占據(jù)大部分時間,基本無暇顧及業(yè)余愛好。學校放假,研究工作也未因為假期而中斷。“任何工作總是越喜歡越投入,越投入越高產(chǎn),越高產(chǎn)越投入。久而久之,工作也就變成興趣與愛好了,工作和假期的界限也就模糊了?!?/FONT>

  追隨興趣成功自然會到來

  國內(nèi)外數(shù)據(jù)表明,約80%—90%的交通事故是駕駛員因素所致。李升波告訴記者,人類長期的進化,導致眼睛、大腦和手腳僅適用于步行、跑步等速度,不適合高速行駛的汽車,而汽車的智能化是解決駕駛員薄弱性的一個必由之路。

  人開車的時候,通過眼睛、耳朵等感知環(huán)境與汽車的狀態(tài),通過大腦判斷當前路況,并決策如何行駛,最終通過手、腳控制汽車前進或轉(zhuǎn)彎。而所謂智能汽車,就是像人一樣具備環(huán)境認知、自主決策和自動控制能力的汽車。它

  采用先進的傳感、決策和控制技術(shù),判斷“汽車到底處于一種什么樣的環(huán)境”,決策“要超車還是變道”,進而實現(xiàn)“方向盤、剎車和油門的自動控制”。

  李升波說,智能汽車的技術(shù)難度要比此前大熱的阿爾法狗高出好幾個數(shù)量級。比如,阿爾法狗走一步棋需要幾秒或幾十秒,而且可以犯錯,但智能汽車要在毫秒之內(nèi)完成準確無誤的感知、決策和控制,任何錯誤都將導致車毀人亡的重大事故,這對技術(shù)的合理性、高效性和可靠性都提出了巨大的挑戰(zhàn)。因此李升波致力于通過智能化技術(shù)應用,讓未來汽車更“聰明”更人性化。

  如何突破已有的理論框架與技術(shù)體系?這是智能汽車發(fā)展的關鍵。正是執(zhí)著于突破現(xiàn)有框架這一理想,李升波的研究瞄準了智能汽車領域國際上最困難的兩個問題:“人車之間的輔助駕駛”和“車車之間的協(xié)同控制”?!爱斎?,突破現(xiàn)有框架,需要不斷試錯、挑戰(zhàn)思維,不斷發(fā)現(xiàn)問題繼而摸索前進?!?/FONT>

  經(jīng)過十余年的積累與完善,李升波在國際上首次提出汽車多目標協(xié)調(diào)式縱向運動控制的框架及實用化技術(shù),率先開發(fā)具備協(xié)調(diào)三目標的自適應巡航控制算法,其成果已用于國內(nèi)外多家企業(yè)的汽車駕駛輔助系統(tǒng),綜合提升車輛跟蹤性能達14%、燃油經(jīng)濟性達8%。他還進一步提出了智能汽車的周期型控制理論,將經(jīng)濟性輔助駕駛技術(shù)引入最優(yōu)設計階段,突破了對智能汽車節(jié)能控制的認識誤區(qū)。這一工作首次將經(jīng)濟性駕駛與智能汽車有機結(jié)合,得到國內(nèi)外學者的廣泛關注。日本豐田公司評價說:這一技術(shù)方案使得高速公路交通的深度節(jié)油成為可能。

  基于上述研究,李升波領銜開發(fā)了多款駕駛員輔助系統(tǒng)的感知、決策和控制技術(shù),支撐著三家創(chuàng)業(yè)公司的產(chǎn)品革新,突破了國際大公司對我國的核心技術(shù)封鎖,取得顯著的經(jīng)濟和社會效益。

  在他看來,每個人都能走向成功,只要你追隨興趣,數(shù)年來專攻一個方向浸潤其中,成功自然就會到來。

  不跟風不盲從力求極致

  值得關注的是,李升波研發(fā)的自動適應巡航控制系統(tǒng)在國內(nèi)外多家整車企業(yè)上實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該系統(tǒng)具備了早期的無人駕駛功能,駕駛員無需踩油門和剎車,要做的只是握好方向盤。

  智能汽車最終階段是無人駕駛。李升波直言不諱地說:“與一般的駕駛員輔助系統(tǒng)相比,無人駕駛汽車的研發(fā)更具挑戰(zhàn)性,大量使用信息融合、機器學習、人工智能、路徑搜索、自動控制等先進技術(shù),龐雜程度是很多產(chǎn)品難以企及的?!?/FONT>

  雖然谷歌、特斯拉等公司紛紛把目光瞄準了無人駕駛。但是李升波卻對此很謹慎,他指出:“無人駕駛汽車目前非常熱門,但感知、決策和控制技術(shù)仍然不夠成熟,大規(guī)模上路測試不應過于著急。”凡事力求盡善盡美的他在各種場合都曾強調(diào):“即使達到99.9%的準確判斷,但最后的0.1%不足很可能讓智能汽車事故頻發(fā)?!?/FONT>

  除了追求無人駕駛技術(shù)上的極致,李升波更希望無人駕駛汽車早日“開”進市場,而不是淪為一件高成本玩具。

  他指出,智能汽車對于復雜道路環(huán)境的決策能力的不足,極限工況自動控制性能的欠缺,行駛環(huán)境面臨雨雪路面、泥濘道路等的挑戰(zhàn),包括智能汽車對道路交通的影響等,這些都將制約無人駕駛汽車的市場化前景?!爸悄芷嚨牡缆沸旭?,一定不是孤立的,必然與其他車輛構(gòu)成一個復雜的網(wǎng)絡化車群。單一孤立的無人駕駛汽車只能是一件高成本玩具,對道路交通的總體益處不大?!崩钌ㄕJ為,只有具備與其他車輛協(xié)同行駛能力的智能汽車,才具備進一步自我演化的空間,才能被市場廣泛接受。

  希望下一個10年中,執(zhí)著、自信且追求完美的李升波,能突破智能汽車的現(xiàn)有研究框架和瓶頸,讓無人駕駛更安全更可靠也更加懂你。

(轉(zhuǎn)載)

標簽:智能汽車 智能交通 我要反饋 
2024世界人工智能大會專題
即刻點擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機器人下載中心
西克
2024全景工博會
專題報道
2024 工博會 | 直播探館 · 全景解讀
2024 工博會 | 直播探館 · 全景解讀

第二十四屆中國工博會于9月24日至28日在國家會展中心(上海)舉行,展會以“工業(yè)聚能 新質(zhì)領航”為全新主題。 [更多]

2024世界人工智能大會
2024世界人工智能大會

WAIC 2024將于7月在上海舉行,論壇時間7月4日-6日,展覽時間7月4日-7日。WAIC 2024將圍繞“以共商促... [更多]

2024漢諾威工業(yè)博覽會專題
2024漢諾威工業(yè)博覽會專題

2024 漢諾威工業(yè)博覽會將于4月22 - 26日在德國漢諾威展覽中心舉行。作為全球首屈一指的工業(yè)貿(mào)易展覽會,本屆展覽會... [更多]