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美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互

时间:  2021-12-31 21:08   来源:  汽车总站网    作者:  Spring

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2021年12月29日,2021未来汽车生态大会云端召开。本届大会主题为“智能低碳 共创共享”,大会由中国电子信息产业发展研究院指导,新能源汽车报、智能网联汽车杂志、赛迪传媒联合主办。会上,美团副总裁首席科学家夏华夏带来主题演讲“美团自动配送车的商业化探索”。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
 
以下为演讲全文:
各位嘉宾、各位朋友,大家好,非常高兴给大家分享一下美团在自动配送车落地应用方面的探索。今天的分享三个方面展开,首先是对自动配送这个产业的概述,跟大家分享一下我们在实际的落地应用中遇到的技术上的挑战,以及我们在落地过程中,在安全方面的实践。
首先看一下整个产业,我们认为整个物流产业已经上升为国家的基础性、战略性产业,如果看整个GDP的占比,2020年我国物流的总费用已经占了整个GDP的14.7%,是一个非常重要的板块。我们认为如果能够用智能的技术来提升物流产业的效率,对整个国民经济的发展都有重要的意义。

美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
在物流产业中,有两个很重要的业态,一个是快递物流,一个是外卖即时配送。这两个产业业态加起来都在非常高速的发展,左边这个图是显示从2013年一直到2024年预估的增速,这些年一直在高速的增长,每年会增长20%、30%。同时,我们面临的矛盾的事情是中国的适龄劳动力人口一直在逐年下降,从2011年到达顶峰之后,这些年每年都在减少。这样的矛盾怎么去解决,我认为必须依赖于自动驾驶技术来提升整个行业的效率才能解决。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
说到自动驾驶,我们先来看一下自动驾驶可能有哪些不一样的应用,我把自动驾驶相关的应用场景简单画在图里,跟大家做一个简单分享。横轴是关于速度,从低速到高速。纵轴是场景的复杂度,从简单到复杂。我们认为一般来说,速度越快,场景越复杂,自动驾驶技术的挑战也就越大,所以这个图的最右上角速度越高,场景越复杂,对自动驾驶的要求越高。这些场景包括了载荷的场景,比如高速的L2、L3,也包括特殊的应用场景,像环卫清扫,也包括物流相关的场景,我在这里把物流的各个应用场景用黄颜色、红颜色标了出来,美团现在聚焦的是在中间红色的城区配送,城区配送有一个比较不一样的特点,就是场景的跨度非常高,可能会有比较简单的城区做配送,同时也会有一些城区复杂度非常高,如果在北京五道口配送就非常非常难。从速度来看,不像自动驾驶卡车那么快,但是也不是很慢,一般20-40公里的速度,才能满足城区配送业务的需求。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
介绍完了产业,我们来看一下在技术上有什么挑战。我们讲技术挑战的时候,很多人觉得想象中的无人配送、自动配送车辆的体积会比较小,场景可能会比较简单,但实际上美团在做自动配送落地的过程中发现,因为自动配送车要跟很多行人、非机动车共享道路,会遇到路边有车辆停靠或者树叶遮挡的情况,我们在实际运营的过程中会遇到大量的自动驾驶长尾的问题,所以我们是在近距离感受城市的烟火气。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
给大家举几个具体的例子,告诉大家我们在感知、定位、决策控制方面,分别都有什么样的挑战。先来看一下感知,城区自动配送需要跟很多不同的道路的交通元素做交互,有行人、自行车、三轮车、快递车以及运货的卡车、垃圾车、清扫车等等,如果是道路交通元素多种多样,要准确的识别每一个障碍物的属性、识别速度,这就带来很大的挑战。因为我们有时候也需要在园区里运行,园区里比较常见的挑战是会有非常密集的车群,摆着很多很多自行车,有时候会有非常密集的人群,对于人群或者车群出现的时候,我们怎么比较好的对道路交通元素进行准确的识别、分割、检测以及追踪,这是另一个方面的挑战。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
再看一下定位方面,大家知道如果在相对空阔的道路上,卫星信号可以比较好的帮助我们做精准的定位,在相对小一些的场景里面,利用高精地图匹配的方式做定位。如果我们做很长的隧道,或者下地库的时候,走旋转的坡道,这个时候既没有卫星信号,同时周围的环境都比较想象,不管是用激光看,还是用视觉看,感觉这个环境并不是特别好的去区分它的位置,这样就给定位带来了很大的挑战。在道路中,有很多树木遮挡,尤其是很多城市包括北京城市绿化越来越好,我们要走非机动车道的时候经常遇到树木的树叶过于茂盛,把卫星信号遮挡的非常严重。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
因为中国的城市建设也很快,经常会遇到道路施工的情况,道路施工,整个道路的交通元素也就变了,如果我们要使用跟高精地图做匹配去做识别的时候,就会发现遇到很多问题。
美团的自动配送车需要跟很多不同的交通元素去做交互,不同的元素运动的行为、运动的速度、运动方向的一致性都是不太一样,我们怎么比较好的判断三秒钟之后,每一个物体可能的位置,那就非常非常难,所以我们去做决策的时候就会很难。再比如说右边的图,我们在一些园区的非结构化道路里要做非常急的调头的时候,因为规划和控制往往会容易脱节,规划出来的道路,结果控制发现速度跟不上,我们现在也在尝试一些新的算法,道路的规划和速度的规划结合在一起,同时考虑车辆的动力学模型,更好的在比较狭窄的道路里行驶。这是我们在技术方面遇到的挑战,现在我们也在比较好的去解决。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
再给大家介绍一下美团在落地运营的过程中,在安全方面的探索。我们始终认为不管是自动配送也好,还是Robotaxi也好。自动驾驶要大规模落地最重要的就是安全,主动安全、被动安全、功能安全以及网络和数据安全,我们怎么去建设这五方面安全的能力,我们在三个不同的场景下,包括整个系统的建设,包括车辆的设计,以及运营的环节,这三个场景下去建设安全,我分别给大家介绍一下。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
整个系统搭建的过程中需要考虑很多网络安全、数据安全方面的保障,比如在网络通信里面,通信链路都需要做加密,做认证,防止别人的篡改和伪造。在通信的接口方面,需要做认证健全,对系统要做入侵的检测。在数据传输方面,因为自动驾驶车在道路上也会采集很多比较敏感的数据,数据一方面需要做可信加密,另外一方面涉及到隐私的数据,比如车牌号、人脸,需要在车端做脱敏之后再外发,再上传到云端等等。在软件的升级,升级都是远程通过OTA升级,升级方面也需要建立一个比较规范的流程和机制来做保障。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
在车辆的设计方面,我们也需要做很多考量。主动安全是指车辆怎么比较好的主动的避免交通事故的发生,美团自动配送车的设置上,车辆装了很多传感器,能保证360度无死角的对周围进行感知,在软件和硬件的设计上,也做了多重冗余的设计,包括刹车的冗余,包括自动驾驶软件系统的冗余等等。另一方面在车辆的被动安全方面,我们也做了很多设计,比如在车辆的外形和车辆的材质方面,我们跟清华大学汽车工程系一起做了很多联合研究,减少在发生碰撞时对用户造成的伤害。同时我们也对车身的结构做了优化,这样可以减少对电池碰撞爆炸的风险。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
在安全的运营方面也需要一整套的体系来做安全保障,在这方面我们设计了一套比较完善的流程规范,包括对安全员入职,需要对他做一整套的培训、考核,有比较完善的管理制度,也对事故的事前、事中、事后的处理有一整套的应急处置的方案。所以我们认为这一整套安全运营的体系,是对运营安全很重要的兜底。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
刚才介绍完了技术上和安全方面的实践,再给大家看一个我们在实际配送运营中的案例。大家现在看到的视频是美团在顺义实际配送中录制的一段视频,上面的三个画面分别是车身上安装的左前、正前和右前的摄像头采集到的画面。下面的画面是自动驾驶系统基于摄像头、激光雷达、毫米波雷达多种传感器采集的信号做融合感知之后,对周围环境的判断,以及对车辆行驶的方向、速度、路径的规划。大家可以看到在整个车辆行驶过程中,因为在非机动车道,有时候也会在机动车道借道,会遇到很多不太好处理的case,包括跟行人、自行车、三轮车,有时候路口会突然冲出来一些社会车辆,以及有时候会有很多逆行的行人、自行车,要跟他们做交互,整个环境是非常复杂的。我们在自动驾驶软硬件方面都做了很多优化去处理这些场景,也得益于因为我们的车辆现在车体相对比较小,在车上没有载客,我们可以比较灵活的控制,可以比较好的避免跟其他的障碍物发生碰撞。
现在我们已经比较好的在全国的多个城市在测试和运营,我们在整个测试运营的过程中,也发现现在在政策上还是有很多挑战的,比如说在法律上,自动配送车属性还不太明确,到底是机器人还是一台车,如果是一台车,是机动车还是非机动车,相关的标准体系也亟待完善,包括在行业的标准、国家的标准方面比较缺乏,也缺乏产品的安全道路测试等等方面的标准,所以我们也希望跟同行一起不断的完善在标准、法律法规方面的建设。
美团夏华夏:城区自动配送需跟不同道路的交通元素做交互
今天分享的总结,一方面我们认为自动驾驶、自动配送对于物流产业以及整个国民经济发展都有非常重要的意义,城区的自动配送有非常复杂的场景,这些场景足够帮助我们不断打磨自动驾驶的技术。自动驾驶如果要大规模的落地应用,涉及到很多安全的事情,包括系统、车辆运营、流程等等,在这方面我们已经有比较好的探索和积累,因为我们是自动配送车的属性,也天然的有一些在安全方面的优势。同时,我们也发现在政策和标准方面,还需要行业一起来努力做创新和突破。这是我今天的分享,希望大家一起努力,最终用自动配送让服务触达到每个角落,谢谢大家。
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