首度公开小马智行无人车背后的全栈技术

中国估值最高的自动驾驶公司正加快商业化步伐。中国估值最高的自动驾驶公司正加快商业化步伐。5月13日，小马智行在北京宣布：将在亦庄全域开放Robotaxi出行服务PonyPilot+。在亦庄平方公里的区域范围内，用户可在每天早8:30-22:30打到小马智行的Robotaxi。前期将有约30台Robotaxi投入服务。在公司成立四年多以后，小马智行的大部分高管和技术骨干也在这个发布会上第一次以接近「全明星」的阵容集体亮相。如果没记错的话，这天小马智行的技术团队也是第一次对外比较详细系统地分享了过去四年多内部研发的全栈技术。除了已开放的广州南沙、美国加州尔湾和弗里蒙特，加上刚刚开放的北京亦庄，以及未来将开放的上海，小马智行今年将在中美5个城市提供Robotaxi服务。除此之外，其新开辟的自动驾驶卡车业务小马智卡，已经在南沙开始商业化的测试运营。1、量产：如何实现从第一台车到「成千上万」？「量产是自动驾驶技术实现大规模商业应用的基础和核心。」这是小马智行今年在多个场合多次强调的一个观点。图上的这台推车，是小马智行年初刚成立国内研发中心时的第一辆「车」。据小马智行CEO彭军和CTO楼天城回忆，就是在这个小推车上，搭载了完整的感知、计算等软硬件，就是通过这台车，小马智行在国内进行了最初期的数据采集，并开始早期的算法研发和迭代。这辆车代号「CART」，它的代码至今还保留在公司的代码库中。从年到年，小马智行的硬件系统已经更迭至第五代——PonyAlphaX。针对PonyAlphaX，小马智行从年11月开始搭建了一条自动化标准化的产线。今年2月，搭载PonyAlphaX的自动驾驶车辆开始批量下线。和一般的自动驾驶公司不同，在第五代系统中，小马智行已经深度介入到计算平台和摄像头等核心硬件的开发中。更重要的是，第五代系统通过供应链、硬件设计、改造总装、质检、标定、路测等环节的打通，建立了一套工业化、标准化流程，将原先手工改装的车辆，变成40道工序和个质检项，让自动驾驶汽车也变成了一个可量产的产品。高清相机清洁激光雷达清洁模块震动测试整车防水测试目前Robotaxi商业化，最大的两个障碍就是技术安全保障与成本。量产带来的好处就是——系统稳定性、可靠性增强，同时成本更低。在PonyAlphaX之后，小马智行内部也在开发第六代的自动驾驶系统。新系统将集成4个由Luminar提供的固态激光雷达（LuminarIris），据说整体硬件成本会在这代基础上再降至少一半。目前，小马智行有超过辆的测试车，今年还将有更多搭载PonyAlphaX系统的车辆下线并投入运营。同时，下一代系统预计在明年推出A样车，顺利的话，将在年量产。下一代系统的量产规模预期将是成千上万台的级别。2、首次披露完全自研的技术栈在自动驾驶车型迭代的背后，小马智行北京研发中心的技术团队也在这次活动上第一次集体亮相。我们也第一次详细系统地从这些技术负责人口中了解了过去四年多，其无人车在软硬件设计上的思路。前文图片中推小车的那位工程师，也是公司最早的成员之一，现在是小马智行北京研发中心的硬件系统负责人。现在最新一代PonyAlphaX的感知硬件，包括了：4个激光雷达，2个位于车顶前方，2个分别位于车身前方左右两侧，用于盲区检测；4个毫米波雷达，检测范围米，2个为前向，1个位于车顶左侧，用于右转时对左侧快速来车的检测，还有1个为后向；4个广角摄像头，覆盖车身周围80米内的区域；还有3个摄像头：1个为前向米长距，1个为前向米中距；还有1个覆盖前向米，是由小马智行自研的红绿灯检测摄像头。基于这套感知硬件以及计算平台，小马智行大幅改进了系统生产-标定-测试全流程的自动化程度。据这位硬件系统负责人回忆，过去第一代车上要拧超过个螺栓，「一度拧到大拇指腱鞘炎（笑）」。而到PonyAlphaX，生产效率已经提升了20多倍。有了感知和计算硬件，自动驾驶汽车第一步是要知道「我在哪里」。于是就需要高精地图和高精定位。小马智行高精地图与高精定位负责人分享，高精地图主要是要解决3大挑战：精度高、更新快、要素广。要达到厘米级精度要求，实现实时和天级的数据更新，要覆盖车道、红绿灯、交通指示牌等数据。高精度定位，同样要满足厘米级精度、高可靠性以及低成本的要求。小马智行采用了一个多传感器融合的定位方案，囊括车辆上的摄像头、激光雷达、GNSS、IMU、轮速计等传感器在内，这样可以在即使单一传感器失效的情况下，依然做到连续可靠的定位结果。车辆知道了「我在哪里」和「要去哪里」，接下来就需要知道「我周围有什么」——环境感知。小马智行的最新自动驾驶路测里程数据是已超过万公里。小马智行感知与预测负责人分享，在这个里程级别上，目前主要是使用大量有效测试生成多样化的数据来保证感知能力的快速提升。他列举了一些比较特殊的场景，比如全国各地形状各异的红绿灯、大量不同行为的行人等等，甚至在测试时，前方有小猫穿过马路的场景。针对一些极端的场景，研发团队要通过数据挖掘甚至人工制造一些数据，来针对性提升算法的性能。除此之外，国内地缘辽阔，各种天气情况都存在，传感器和算法要能抵住沙尘暴、暴雨、大雪天气的影响，排除恶劣天气引入的干扰。下一个环节是规划控制，也就是如何驱动车辆行驶。规控模块的负责人介绍了一些相对比较困难的场景：一个是在亦庄的核心区域，当对向的车流较大且车速较快时，完成无保护的左转；另一个是在两边泊车的狭窄道路上，短暂借用对向车道，超越前方慢车。当天活动结束后，在亦庄试乘时，我们也体会到，真正困难的是在有限的空间内，面对突然出现的其他道路参与对象，在有限的时间内（要避免车速剧烈变化），如何在保证安全性的基础上，提升通行效率和乘坐体验。目前小马智行的控制算法已经在包括丰田RX、比亚迪秦、广汽Aion、现代Kona等车型上适配，覆盖燃油、纯电、混动等多种动力形式，轿车、SUV甚至半挂卡车都已经跑在路上。以上的软硬件开发都是建立在大规模的基础平台之上。据小马智行基础架构与数据负责人介绍，目前除了车载系统之外，内部已经搭建了大量的离线基础架构，包括自研的大规模仿真平台、大规模机器学习训练平台、大规模代码管理、数据标注平台、路测与仿真可视化平台等等。在稳定、高可用性的基础平台之上，研发团队可以基于体系化的细颗粒度的数据快速分析发现和归类问题，从而推动算法改进解决路测中遇到的问题，再通过大规模仿真，进行高效低成本低风险的算法验证，最后将算法部署在车端进行大规模路测，这样形成闭环。优秀基础架构平台是影响整个闭环是否高效的关键因素。最后，北京研发测试负责人分享了小马智行的质量体系。内部在研发时追求两个目标：更高的交付质量与更快的迭代速度，最终结果是要打造安全、可靠的自动驾驶技术。针对这次北京Robotaxi开放，小马智行内部也有一套严密的质量体系。3、Robotaxi将支持接入第三方平台，小马智卡已进入商用载货测试这次Robotaxi在北京亦庄扩大开放背后，实际上小马智行是打造了一系列产品化的系统，包括：车载硬件系统PonyAlphaX；车载操作系统PonyBrain；车端的人机交互系统PonyHI；以及一个自动驾驶车队管理平台。这个车队管理平台包括：系统生产自动化、系统的软硬件版本管理、车辆实时信息共享、出行服务管理以及用户体验管理。值得注意的是，小马智行副总裁、Robotaxi负责人莫璐怡在发布会上提到，小马智行自动驾驶车队管理平台支持与第三方平台深度融合。年，小马智行在加州尔湾上线自动驾驶出行服务就是与美国第三大出行服务提供商Via深度合作的案例。也就是说，在国内，除了Pony自有的自动驾驶出行服务外，其他的出行服务平台也将有可能接入小马智行的自动驾驶车队。这天在现场，T3出行与如祺出行的高层也参与了圆桌论坛。T3出行和如祺出行都有意接入自动驾驶出行服务。小马智行将与一汽出行旗下网约车平台运营公司红旗智行进行合作，共同推进北京地区Robotaxi服务的进一步升级。小马智行还将与智慧出行生态平台T3出行合作，共同推进Robotaxi服务在长三角地区的运营。小马智行与广汽集团在年签订战略合作协议后，于年11月携手成立了广东省智能网联汽车创新中心有限公司，将在粤港澳大湾区积极推进Robotaxi的商业化落地。除了Robotaxi业务线，小马智行的卡车业务线也有新进展。4月21日，小马智行的全资子公司广州小马智慧物流科技已经获得了广州南沙颁发的货运道路运输许可证。小马智卡已经在南沙与合作客户开展商用的测试运营，据说目前已经跑了多单货运。Robotaxi业务开放运营，Robotruck开启规模化测试。借用当天小马智行的投资人，CPE中信产业基金董事总经理杨迪的话来说，「相比几年前，自动驾驶技术的可用性和商业发展，已经远超预期」。