清華自動(dòng)化系教師李力在《科學(xué)》子刊上發(fā)表焦點(diǎn)論文

推動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展

清華新聞網(wǎng)4月25日電 日前，清華大學(xué)自動(dòng)化系李力副教授以第一作者在《科學(xué)》（Science）子刊《科學(xué)·機(jī)器人》（Science Robotics）上發(fā)表焦點(diǎn)論文《基于虛實(shí)互動(dòng)的車(chē)輛智能平行測(cè)試》（Parallel Testing of Vehicle Intelligence via Virtual-Real Interaction），文中提出了基于虛實(shí)互動(dòng)的車(chē)輛智能評(píng)估與擴(kuò)展框架，提出了測(cè)試和驗(yàn)證無(wú)人車(chē)對(duì)復(fù)雜交通場(chǎng)景理解和行駛決策能力的方法，進(jìn)而推動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展。

隨著人工智能的興起，無(wú)人駕駛汽車(chē)已成為全球工業(yè)升級(jí)和人工智能落地應(yīng)用的典型代表之一，受到廣泛的關(guān)注。一些企業(yè)已經(jīng)推出了高級(jí)輔助駕駛車(chē)輛，能在特定場(chǎng)合，取代人類(lèi)駕駛員進(jìn)行駕駛。而另一些企業(yè)則獲得了測(cè)試牌照，開(kāi)始在真實(shí)道路上實(shí)測(cè)無(wú)人駕駛車(chē)輛。

然而，一些事故表明，目前推出的無(wú)人駕駛車(chē)輛的智能化程度距離商業(yè)化落地仍有距離。有鑒于此，業(yè)界和公眾對(duì)于無(wú)人駕駛智能水平的測(cè)試提出了迫切的要求。研究人員和汽車(chē)制造商已經(jīng)建立了專(zhuān)用于自動(dòng)駕駛的試驗(yàn)場(chǎng)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)集，但目前智能車(chē)輛的試驗(yàn)仍然是耗時(shí)、效率低下，甚至有時(shí)對(duì)于使用同一條道路的人來(lái)說(shuō)是危險(xiǎn)的。 

圖1 常熟市智能汽車(chē)測(cè)試基地和2018年中國(guó)智能汽車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽的部分任務(wù)

為此，李力副教授研究團(tuán)隊(duì)和西安交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所的研究團(tuán)隊(duì)合作，建立了一個(gè)自我驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，重點(diǎn)是實(shí)施更具挑戰(zhàn)性的測(cè)試，以加速自主車(chē)輛的建造和測(cè)試。本系統(tǒng)由三部分組成。

第一部分建立了一組語(yǔ)義定義來(lái)描述應(yīng)該由自主車(chē)輛完成的任務(wù)。測(cè)試駕駛場(chǎng)景的每個(gè)語(yǔ)義實(shí)體將在語(yǔ)義任務(wù)空間中被檢索和復(fù)制。而對(duì)于語(yǔ)義對(duì)象的排列組合將保證所設(shè)計(jì)的自主車(chē)輛在所有可能的駕駛場(chǎng)景下工作。

第二部分為指定的任務(wù)實(shí)例實(shí)現(xiàn)測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與模擬試驗(yàn)緊密結(jié)合，保證試驗(yàn)安全，通過(guò)虛擬測(cè)試盡量加快試驗(yàn)速度，增加測(cè)試覆蓋性。

第三部分自動(dòng)對(duì)汽車(chē)的性能和語(yǔ)義任務(wù)的難度進(jìn)行評(píng)價(jià)，以對(duì)抗升級(jí)的方式尋求最具挑戰(zhàn)性的新語(yǔ)義任務(wù)。一方面，根據(jù)圖靈的想法，如果一個(gè)系統(tǒng)能夠完成所有可能的任務(wù)，那么它就可以說(shuō)是對(duì)一種特殊任務(wù)足夠智能的。因此，只要測(cè)試有明確的任務(wù)定義和有效的方法來(lái)生成豐富的測(cè)試數(shù)據(jù)，我們就可以實(shí)現(xiàn)安全可靠的人工智能系統(tǒng)。因此，第一部分和第二部分強(qiáng)調(diào)測(cè)試以任務(wù)驅(qū)動(dòng)和以數(shù)據(jù)為中心。

另一方面，由于人類(lèi)專(zhuān)家的時(shí)間和精力有限，難以負(fù)荷大量高強(qiáng)度的測(cè)試，并且可能引入主觀(guān)偏差，因此第三部分強(qiáng)調(diào)智能機(jī)器在人類(lèi)專(zhuān)家指導(dǎo)下進(jìn)行自我升級(jí)，來(lái)增強(qiáng)自身能力。 

圖2 常熟市智能汽車(chē)測(cè)試基地和2018年中國(guó)智能汽車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽的部分任務(wù)

該測(cè)試系統(tǒng)不斷升級(jí)，以求對(duì)受試車(chē)輛進(jìn)行系統(tǒng)、定量、自動(dòng)和安全的測(cè)試，成功地支持了2009年至2018年的“中國(guó)智能汽車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)”（Intelligent Vehicle Future Challenge, IVFC），在常熟市建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)智能汽車(chē)測(cè)試基地，舉辦國(guó)內(nèi)首個(gè)無(wú)人駕駛高速公路測(cè)試比賽和國(guó)內(nèi)首個(gè)無(wú)人駕駛虛擬測(cè)試比賽。實(shí)證表明，該測(cè)試系統(tǒng)大大減輕了競(jìng)賽組織者和測(cè)試工程師的負(fù)擔(dān)，使得智能測(cè)試更加定量化、自動(dòng)化和公平公開(kāi)。 

圖3 基金委專(zhuān)家組和各參賽隊(duì)觀(guān)看2017年中國(guó)智能汽車(chē)未來(lái)挑戰(zhàn)賽的實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)分

李力副教授于2006年被引進(jìn)清華大學(xué)自動(dòng)化系，主要從事人工智能，智能控制與感知，智能交通與智能汽車(chē)方面的研究。本研究項(xiàng)目受到國(guó)家基金委重大項(xiàng)目“無(wú)人駕駛車(chē)輛智能測(cè)試評(píng)估與環(huán)境設(shè)計(jì)”支持，項(xiàng)目結(jié)題評(píng)審為優(yōu)。

論文鏈接：

https://robotics.sciencemag.org/content/4/28/eaaw4106

供稿：自動(dòng)化系

編輯：李華山

審核：周襄楠