自动驾驶技术简史

文 | Bernard_Han

自动驾驶是一个最近在产业界炙手可热的关键词。无论是与人工智能相关的顶级会议还是各大造车厂商甚至各大投资商都为这个成长初期的蓝海产业下注了美好的未来。

但是“汽车自动化”的理论与自动驾驶不同，提出至今已有近百年的历史。从最初的遥控到如今的ADAS及ADS承载了一代又一代前沿科学家对于方便人类生活出行的梦想和对智能化、高效化、自动化未来的展望。

至于未来究竟是美好还是只是又一场泡沫，我们目前无从而知。

但是无论如何，自动驾驶已经成为了一个社会成长道路上的见证者，其历史可以称为人类用技术征服公路的历程，这当中时而群雄并起时而一枝独秀，在这条制造业与互联网产业的纽带上，俨然已于江湖。

第一辆“自动驾驶”汽车个人认同应该始于1925年一辆称为“美国奇迹”的汽车。之所以对自动驾驶一词打上引号是因为这辆车并不能完全符合自动驾驶的准确定义。

维基百科对自动驾驶给出了这样的定义：“自动驾驶汽车，又称无人驾驶汽车、电脑驾驶车、无人车、机器人车或自驾车，为一种需要驾驶员辅助或者完全不需操控的车辆。

作为自动化载具，自动驾驶汽车可以不需要人类操作即能感测其环境及导航。”而这位“汽车自动化”的初始者是通过无线电的控制来实现的，类似于“玩具遥控车”。

虽然只是通过无线电遥控，虽然能够实现的只是发动引擎和按响喇叭之类的简单功能，但是无疑这是一个江湖的开端。

下一次的积极尝试来自美国的通用汽车公司，1939年使用哈雷厄尔火鸟III车型的Futurama问世，代表了真正自动驾驶技术的研究开始。

这辆汽车的实现思路可能是现在从事或学习自动驾驶技术的我们很难想象的。当时的技术并没有如今成熟的AI模型和传感器，上世纪中期距离计算机互联网的时代还差之甚远，那时候还是无线电的天堂。

这辆车的设计就是希望通过无线电控制的电磁场来实现自动驾驶，但是缺陷是电磁场的存在单纯依靠汽车本身还不足够，需要对路面同样进行改造。繁复的工程以至于到1958年这辆车才从纽约世博会的舞台走上了专属的电磁场路。

此后的自动驾驶技术就像一位世外高人隐居于前沿实验室当中又好像一个崭新的生命在思索究竟如何去成长。

但是幸运的是实验室的成果在不断推进着整体的进程。

说来很巧，前几日TESLA自动驾驶团队负责人Karpathy宣布离职，他正是斯坦福李飞飞教授的高徒，而今天要提到的第一辆能够通过摄像头和早期“学习系统”实现自动驾驶的产品也是来自斯坦福大学的Stanford Cart，虽然生产自1961年的它，运行速度很慢，要20分钟才能移动1米，是一辆纯粹只能自动但是无法上路的实验室汽车。

这辆汽车之所以值得一提，其意义在于斯坦福的先贤们搭建了一个一直沿用至今的自动驾驶基本架构：机器学习和硬件设备的结合。

这预示着自动驾驶的未来注定是互联网和制造业的一次伟大会师。

这之后近20年的时间，自动驾驶的江湖一时风平浪静，但是如果打开机器学习和计算机技术的大事年表我们会发现这段时间可谓如火如荼，计算机视觉技术迎来了从二维到三维，从实验室研究成果到落地应用，翻天覆地的变化。

这为强烈依赖于计算机视觉技术的自动驾驶产业带来了春天的气息。

此后同样的20年，自动驾驶技术即将飞速发展，传统霸主开始变得年迈，国家和军队也不再是唯一的服务商，快速崛起的互联网企业和制造业转型企业群雄逐鹿，可谓华山论剑，各执一方。

如果问这段发展有多快，我们简单了解一下这段发展历程然后直接看成果。

1977年日本国家实验室自动驾驶车利用摄像头检测前方标记进行导航；1983年美国国防部开启ALV陆地自动巡航计划；1986年卡耐基梅隆大学通过改装雪佛兰在车上加入便携计算设备，实现第一代具有如今所说“智能计算平台”的无人驾驶汽车。

1991年美国国会授权交通运输部研发自动化汽车和高速公路系统，自动驾驶系统的名号从此走上历史舞台。

1992年大众开启了一项新的项目，自动泊车也加入了自动驾驶技术大家庭，至今APA、AVP也是重要的研究板块。同年，我国国防科技大学研发出中国第一辆无人驾驶汽车，可谓是国产自动驾驶车的鼻祖。

1993年在德国慕尼黑，奔驰S500车身上配备了多种摄像头和传感器，实现自动驾驶超过1000公里，此时可以说自动驾驶的应用技术已经逐渐走向落地。

1995年卡耐基梅隆大学和慕尼黑联邦国防大学进行了一场无人驾驶技术比赛，距离提升至两个城市之间行进。车上配备了便携计算机、摄像头、GPS系统等辅助设备，彻底形成了ADAS的思路和架构。

在自动驾驶领域我国同期也一直处于靠前位置，90年代末清华大学研发了自动驾驶实验平台和THMR系列无人车，2003年清华大学研制成功了THMR-V无人驾驶车，能够在标识清晰的结构化道路上以超过100公里每小时的速度行驶，这基本上已经是我们对于自动驾驶的初步理想想象。

2005年首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功，这标志着自动驾驶产品未来终将会走进城市服务的行列。

众多事件中影响最为巨大的就是美国军事研究机构DARPA举办的无人车越野大赛，在2005年的比赛中来自斯坦福大学的Sebastian Thrun所带领的Stanley车队获得了第一名，一人一车都可以说是下一个时代继往开来的代表。

车是一辆大众途锐（Touareg），只不过搭载了微型计算机、现代标准的摄像头、雷达和激光扫描设备，能够依靠机器学习决定自己该如何前进，用现在的分级来讲，可以大概估计这是一台L2级自动驾驶汽车。

人更是一位传奇的缔造者，随着美国国防部在2007年开展的城市自动驾驶挑战赛，越来越多曾经服务于政府和军队的自动驾驶科学家开始走进了产业界，使用自动驾驶技术改装汽车，其中著名的初创公司代表就包括Google、Uber和TESLA。

随着和Google创始人拉里相关的“1000公里挑战”的完成，Google Prius的问世，著名自动驾驶公司Google Waymo走向诞生，而Waymo项目的创始者正是这位Sebastian Thrun。

从此自动驾驶真正成为了互联网和制造业紧密结合的产物，是软件系统和硬件架构的完美结合。

自动驾驶至此已经进入了互联网时代，这不再是一个大型汽车公司的一个想法或者是军方政府的试验品，计算机产业与人工智能产业的快速发展让所有人在21世纪看到了此处无限的可能，众多大型汽车制造品牌和新兴自动驾驶公司跃跃欲试逐渐形成了几超多强的局面。

目前著名的自动驾驶公司包括之前提到的Waymo、以及传统汽车制造企业和硬件供应商Ford、Toyota、Bosch、Honda、NVIDA和Intel的Mobileye等等，还有我国的百度、小马智行、小鹏汽车等一批具有强大竞争力的公司。

如今的自动驾驶已经不仅仅是“汽车自动化”的概念，它拥有了市场，拥有了特定的研究领域，拥有了发展未来。也有了不同公司，不同想法，其大概可以分为两种。

第一种被称为辅助驾驶，也就是ADAS，属于中期可见效果的领域，在自动驾驶的分级中处于L2-L3，也就是我们目前最常见的自动驾驶发展领域。

另一种理论是市场空间更大的ADS，分级为L4-L5的高度自动驾驶系统，目前实现效果安全系数令人担忧但是具有极大发展潜力。

随着Camera、LiDAR和Radar的应用，不同产品也都展开了不同的策略部署，Radar+Camera成为了目前应用主流，自动驾驶算法也演进到了多模感知与融合推理的新阶段，众多API带来的新的车载服务，曾经的仪表盘如今有可能成为游戏显示屏，智能座舱的人性化改造已经开始普遍应用……

百年的历史，自动驾驶的蓝海终于打开，人类在追寻自动化、智能化的路上不会停歇，这里的江湖还会有新的传说。

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[1]简单了解自动驾驶的历史 https://zhuanlan.zhihu.com/p/40785269

[2]自动驾驶：历史和发展 https://zhuanlan.zhihu.com/p/396971337

[3]1925-2021，自动驾驶百年发展历程！https://www.ofweek.com/auto/2021-07/ART-8500-7000-30507612.html

[4]自动驾驶汽车 https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car

[5]Mobileye-CES-2020-presentation https://s21.q4cdn.com/600692695/files/doc_presentations/2020/1/Mobileye-CES-2020-presentation.pdf