通用发了张图，然后汽车圈“炸裂”
是不是当传统车企开始正视无人驾驶，或者新能源，就没新兴企业什么事了？
记者｜冯金刚
记得在考驾照时，教练叮嘱最多的是不管什么时候方向第一。的确，从古至今，不论何种交通工具，如果没有方向就无法正常行驶，从马车的缰绳，轮船的舵，再到现代汽车的方向盘等。但是，随着无人驾驶技术的快速更迭，有迹象表明，未来汽车的方向盘将会变得多余。
近日，汽车巨头通用汽车发布了一张概念车图片，据悉，该车名为Cruise AV无人驾驶汽车，基于雪佛兰Bolt开发而来，重点是它没有踏板和方向盘，并且内饰采用左右对称式设计。与此同时，通用汽车总裁丹·阿曼（Dan Ammann）在电话会议上表示：“如果我们继续保持目前的变化速度，我们将准备在2019年大规模部署这一技术，并将其应用到最复杂的环境中。”
针对这辆极富颠覆性的概念车，至少在内饰上，更重要的是将于2019年量产的时间点，Cruise AV的诞生已经在业内产生了不小的恐慌，人们惊呼：自动驾驶时代是否真的已经到来？
为什么是通用？
近年来，以谷歌、百度和特斯拉等为首的新兴巨头们纷纷在自动驾驶汽车领域长袖善舞，誓与传统车企争夺通往未来汽车的门票。然而，为什么不是这些新兴巨头们，而是通用汽车最先推出了Cruise AV，这是偶然还是必然？
近日，美国市场研究机构Navigant Research公布了一份“2018 年自动驾驶技术企业报告”。报告显示，在自动驾驶汽车发展名列前茅的是通用、谷歌母公司Alphabet旗下的Waymo和戴姆勒-博世、福特与大众汽车等传统车企，而那些备受关注的新兴科技巨头诸如苹果和特斯拉则排名垫底。
究其原因，在于新兴造车企业或IT自动驾驶企业如果不和传统车企合作，它们无法拿到一款相对比较优秀的改装平台，即使算法再强大，如果无法落地也无济于事，这是它们最大软肋。比如谷歌想要做类似的无人车，那么就必须求助于合作伙伴菲亚特克莱斯勒FCA为其定做。
所以，以通用为首的传统汽车推出Cruise AV其实并非偶然，而是必然。
作为通用无人驾驶技术的集大成，Cruise AV被通用称为第四代无人驾驶汽车，功能上已经达到L5级别（一些业内人士认为未完全达到L5级别，称L4+更合适）。目前，通用已经向美国交通部递交了安全申请，要求明年将Cruise AV投入生产。
不过，能否通过交通部的批准并获得生产许可，目前还是未知，因为针对无方向盘的无人驾驶汽车的系列法规依然比较欠缺。比如联邦机动车辆安全机构有个标准文件是，方向盘须包含一个驾驶员安全气囊，但是Cruise AV并没有方向盘。对此，通用汽车表示在提交的文件中解释如何在没有方向盘的情况下为所有Cruise AV驾乘人员提供安全气囊保护。
技术几何？
在硬件上，资料显示，Cruise AV由5个激光雷达、21个毫米波雷达、16个摄像头与相关控制器构成。目前，除了这些雷达和摄像头，通用并未公布Cruise AV系统的其它附件。
16个摄像头中，车顶10个，包括一个基线长大约8厘米的双目摄像头，另外8个是360度环视摄像头，这16个摄像头周围均有红外LED，可以在低照度甚至黑夜下工作，不过分辨率会下降很多。车内后视镜位置有一个非无人驾驶版Bolt的单目摄像头，车辆最前部位置有一个长距离单目摄像头，车外后视镜和车后部各两个摄像头。
首先是激光雷达。Cruise AV采用的是Velodyne型号为VLP16的16线激光雷达，价格区间为3999美元到7999美元，激光雷达可以说是自动驾驶系统最贵的零部件之一。值得一提的是，百度是Velodyne的大股东。
激光雷达第一个作用是定位，也是无人驾驶系统工作的第一步，利用激光雷达SLAM的回环检测或者与全局地图做match，进而做到厘米级定位，这是业内主流做法，百度、谷歌和通用等厂家都是如此。不过，采用这种定位方法的缺点是需要提前制作激光雷达地图，如果在一些人烟稀少的郊区和农村没有提前制作激光雷达地图，无人车做不到厘米级定位，这时只能做到传统GPS最高3米的定位。
激光雷达的第二个作用是与摄像头数据融合，并做目标分类识别。Cruise AV位于两侧朝下的激光雷达，主要负责识别车道线、路沿、隔离带、虚实线与斑马线等道路细节，而中间正前方的激光雷达则是识别行人、车辆、建筑物、植物、路面、草地等环境目标。
由于天生具备轨迹场（trajectory-yielding）的能力，激光雷达还有一个优势就是擅长预测移动物体的轨迹和轨迹跟踪，这是行为决策的基础。就像人类驾驶员，可以预估行人或其他车辆下一步的方向或位置，根据这个预估来做出决策。虽然成本更高，但通用认为激光雷达比摄像头用光流法计算轨迹并预测要快得多，运算资源消耗也远远低于光流法。
其次是毫米波雷达。Cruise AV的21个毫米波雷达中，12个79GHz毫米波雷达由日本ALPS提供，两个前向和两个后向长距离毫米波雷达由大陆提供，型号可能是ARS-408，而5个高分辨率毫米波雷达由博世提供，主要分布在车两侧和正前方。
12个79GHz毫米波雷达采用级联方式工作，其效果是能够呈现出清晰的360度全景图像，同时可以跟踪上千目标。有专家推测这12个79GHz毫米波雷达是做冗余系统，因为毫米波雷达应对复杂环境的能力最强，最适合做冗余系统，在激光雷达和摄像头都失效的情况下，依然可以安全行驶到路边停车。
而所谓的级联，即多输人多输出系统(MIMO，Multiple input multiple output)，原本是控制系统中的一个概念，表示一个系统有多个输入和多个输出。如果将移动通信系统的传输信道看成一个系统，则发射信号可看成移动信道(系统)的输入信号，而接收信号可看成移动信道的输出信号。
最后是摄像头。在自主导航局部路径规划方面，通用似乎采用了自由空间（Free Space）法，这是通用与百度和谷歌无人驾驶系统的最大区别，百度和谷歌都使用栅格法。栅格法是目前应用最广泛，可靠性最高的一种局部路径规划，它是由w．E．Howden在1968年提出，但栅格法的缺点是成本太高。
自由空间法采用预先定义的如广义锥形和凸多边形等基本形状构造自由空间，并将自由空间表示为连通图，通过搜索连通图来进行路径规划。自由空间法优点是不需要使用高线激光雷达，单目即可，对运算资源消耗也小，缺点是可靠性不高，有时无法得出路径规划，会出现暂时的停滞，或者会绕路，最重要一点是对光线非常敏感，在阳光下的林荫道，阳光直射摄像头，低照度环境，雨雪雾天无法使用。通用利用激光雷达弥补了部分缺点，同时在摄像头周边加上了红外LED，增加对低照度环境适应能力。同时有效距离也比较近，车速通常无法高于每小时100公里。
通用车标处的摄像头应该是主摄像头，很有可能使用了索尼的IMX390CQV传感器，这是一款1/2.7的CMOS感光元件，有效画素是245万，是目前像素最高的车载图像传感器。
通用的双目摄像头基线距离大约8厘米，有效距离很短，估计只有10-12米，应该主要用来识别行人和骑车人。利用双目快速识别行人和骑车人，奔驰和宝马已经在车上大量使用，是一项比较成熟的技术。该技术称为stixels，sticks above the ground in the image。指对图片中地面以上的柱状物体进行建模，显然，图像中的树木，人，海报之类的物体都可谓柱状物。
车顶上的8个摄像头是一套冗余设施，即使激光雷达和毫米波雷达都失效，车辆周围的360度全景视频依然可以得到。车内后视镜处的单目也是一套冗余系统，就是L2级的AEB紧急刹车系统。
除此以外，笔者还从通用公布的安全报告中获悉，和谷歌无人车一样，通用的无人车也使用了两套计算平台，目的是保证一套失效，另一套可以无间断接替其运行。计算平台位于后备箱里，同时也有两套供电系统，主电源通过电动车本身的电池转换为高压供应。
自动驾驶时代是否真的到来？
据相关统计，全世界每年有近125万人死于车祸， 200多万人受伤，其中人为错误造成这些事故的比例高达94％，而自动驾驶就是在消除人为错误。所以，Cruise AV的诞生令我们对未来汽车出行安全充满遐想。
但是，现在谈自动驾驶时代到来依然为时尚早。
首先，虽然通用表示Cruise AV将于明年正式量产，但是其是否能通过美国交通部的审核现在还是未知，这也凸显出目前有关自动驾驶汽车相关标准法规的欠缺。其次，自动驾驶汽车依然很不成熟，尤其是成本高昂。据摩根士丹利分析师预计，通用目前在测的Bolt无人车的成本高达25-30万美元，从文中的激光雷达成本就可见一斑。所以，无人驾驶汽车即使真的很快会投入市场，也不大可能针对普通消费者，短期来看，对成本敏感度不是很高的公共领域才是无人车的主要市场。
最后，正如开头所言，没有缰绳的马，你敢骑吗？没有方向盘的车，你敢开吗？当自动驾驶汽车真的来到我们面前，估计大部分人会望而却步。这种心理阻碍不消除，自动驾驶时代就难言到来。