设为首页 - 加入收藏
您的当前位置:主页 > 江南 > 科技新闻 > 正文

口述历史:回顾塑造无人驾驶行业的 DARPA 挑战赛|雷达|福特|摩托车

来源:雷锋网 编辑:92江南网 时间:2017-09-13

口述历史:回顾塑造无人驾驶行业的 DARPA 挑战赛|雷达|福特|摩托车

雷锋网按:本文作者借一大批无人驾驶行业早期从业者之口讲述了 2004 年那一场激动人心的 DARPA 无人驾驶挑战赛。

现在回过头看,没有那场比赛,恐怕就没有现在的蒸蒸日上的无人驾驶行业。这一切都源于 2004 年,一群疯狂的家伙聚在一起参加了一场伟大的挑战赛。本文由雷锋网(公众号:雷锋网)编译自《连线》。

2004 年 3 月 13 日,一大群工程师和数千名观众聚集在加州一家小酒吧外,他们聚精会神的注视着 15 辆参与莫哈维沙漠穿越赛的赛车,而这些赛车的方向盘其实是电脑控制的,这场划时代的比赛就是首届 DARPA(美国国防部高级研究计划局)无人驾驶汽车挑战赛。

比赛开始前,睡眼惺忪的极客们紧张的调试着他们的参赛车辆。这 15 辆赛车中,有传统造型的 SUV,也有沙漠越野车和怪兽卡车,有支车队甚至还带来了一辆摩托车。比赛结束后,这家小酒吧附近成了车辆零部件的坟场:撞碎的保险杠、栏杆、铁丝网和用光的灭火器散落一地。

比赛期间,除了赛车出发时的欢呼,一路扬起的沙土和碎石,还有大量令人揪心的碰撞。这些稍显笨拙的车辆让我们见识到了无人驾驶汽车的局限性,显然汽车厂商和科技公司还有很多工作要做。同时无人驾驶汽车想让消费者满意也不是件容易的事情。

不过,这场比赛却奠定了现在无人驾驶行业的基础,那些满头大汗在调试无人驾驶原型车的工程师们已经成了这场汽车革命的中流砥柱。接下里,我们就从这些无人驾驶汽车开山祖口中回顾当年那场激动人心的比赛。参与这次口述历史的包括以下人物:

Tony Tether:2001-2009 年任 DARPA 局长,现在是私人技术顾问。

David Hall:他旗下的 Velodyne 却从一家音频器材制造商变成了激光雷达制造商。

Sal Fish:时任 Score International 公司 CEO,该公司非常善于组织巴吉卡车沙漠赛,现在他已经退休在家。

Red Whittaker:卡耐基梅隆大学机器人研究专家。

Jose Negron:当年负责 DARPAR 无人驾驶挑战赛的日常管理,现在是网络战顾问。

Melanie Dumas:当年是语音识别工程师,现已经升任谷歌安全团队项目负责人。

Alberto Broggi:TerraMax 车队的队长,现在则是计算视觉开发公司 VisLab 的负责人。

Sebastian Thrun:斯坦福大学机器学习研究专家,现在是在线教育机构 Udacity 的掌门人。

Joseph Bebel:当年的他只是一个高中生,现在正在攻读南加州大学计算机科学博士学位。

Jim McBride:当年是福特安全部门的工程师,他一直留在福特,现在是自动驾驶汽车专家。

Chris Urmson:当年还是卡耐基梅隆大学机器人专业的学生,现在则成长为自动驾驶新创公司 Aurora Innovation 联合创始人。

I. 挑战

2001 年时,一向“珍惜生命”的美国军队萌生了让士兵远离战区炮火纷飞的想法。于是,美国国会设定了一个目标:到 2015 年,美国军队的地面战斗车辆有三分之一必须无人驾驶化。不过,美国国防工业并没有跟上国会的创新概念,它在传感器和计算技术上一直没能取得突破,无人驾驶自然就成了一张空头支票。

2003 年 2 月,DARPA 局长 Tony Tether 决定群策群力解决无人驾驶带来的挑战,于是创办了无人驾驶汽车挑战赛:谁的无人驾驶汽车能率先跑完 142 英里(约合 228 千米)的赛程,就能拿走 100 万美元的大奖。为了给比赛造势,Tether 还专门在洛杉矶的彼得森汽车博物馆号召大家踊跃参赛。

Tony Tether:那时我在想,也许真有 5 到 10 个不怕死的来参赛。

Jose Negron:当时有许多和 DARPA 合作的国防承包商在研发时就遇到阻力,这些承包商想做出点不错的成绩,但始终没什么进展。所以我们需要一种革命性的方式来实现跨越性发展。

我一直提醒 Tony,这个比赛一旦办起来,肯定有数百人加入。对于那些热爱自己的工作,每天在车库和卧室里彻夜工作的人来说,失败完全可以接受,只要能吸取经验就好。

Tony Tether: 我们的办公室早上9 点才上班,但当天 8 点半我就发现门口已经排了满满四队人,他们都是要报名参加无人驾驶汽车挑战赛的。

Jose Negron:我详细给他们讲解了赛程,参赛车辆要穿越沙漠,走各种之字形路线、爬坡、下坡更是家常便饭。最关键的是,有的赛段路只有 3 米宽。

他们只有 1 年的时间准备。一位报名者问我:“你们为什么要把比赛搞的这么难?”我回答说:“要不怎么能叫“大挑战”(Grand Challenge)呢?”

Tony Tether: 在这次比赛之前,DARPA 主要着手减少人类对车辆的干预,可以说当时这条路走错了。

Joseph Bebel:我母亲是一位工程师,她听说了这项比赛。由于我正在寻找有趣的事情做,所以她直接把这个项目带进了高中校园,成了我的课外项目。

David Hall:当时我们正忙着参加最火的机器人大赛节目,当然那也是为了宣传 Velodyne 的音箱。DARPA 宣布这项比赛后,我们抓住机会展现了 Velodyne 的能力。

口述历史:回顾塑造无人驾驶行业的 DARPA 挑战赛|雷达|福特|摩托车

*参赛队伍的聚集地

Melanie Dumas(Axion Racing 车队):到彼得森汽车博物馆听 Tether 宣传这项比赛时,我们还被一位天使投资人盯上并拿到一笔启动资金。我们将赛车命名为 Kosrae(一位勇士的名字),选这个名字是因为我们投资人售卖的瓶装水就来自这位勇士诞生的岛屿。

Jim Mcbride:那时候我还在福特从事车辆安全方面的工作,听说这项比赛后我自告奋勇加入参赛团队,为的是给福特寻找新的安全解决方案。不过,当时许多人认为一辆能自己操控方向盘的车太不切实际了。

Sal Fish:当时,有人专门给我打了个电话,他说:“我是 DARPA 的工作人员,我们正在筹办一项无人驾驶汽车比赛,你能不能帮我们设计下比赛路线?”我马上同意了。

这段路程不但有很多岩石,还需要左转、右转和下坡,沟壑和仙人掌也遍布全程。据我测算,整个比赛中,每隔 5 英里就有个急下坡。此外,车辆还要识别可能突然出现的动物和火车道等。这段沙漠赛段,无人车几乎能遇到所有麻烦事。

Jose Negron:我专门找了拉力冠军来尝试这个赛段,他表示:“即使对我们这样的专业赛车手,这段路开起来也不容易。”

Tony Tether: 我们一共拿到了 106 个队伍的参赛报名表。随后,DARPA 要求他们通过技术文档讲解自己准备做些什么。为了表示诚意,我们还专门拜访了参赛选手,一位选手的妻子问我们:“你们是不是那些让我丈夫抵押了房子搞无人驾驶的人?”

Joseph Bebel:其实这项比赛的本质很简单,参赛者只需利用 GPS 和传感器来躲避障碍物就好。我们的目标就是打造出一辆能完成比赛的赛车。我们的讴歌 SUV 前保险杠上搭载了激光雷达,它能告诉车辆前方是否有障碍出现。

口述历史:回顾塑造无人驾驶行业的 DARPA 挑战赛|雷达|福特|摩托车

*部分参赛车辆

Melanie Dumas:我们弄了一辆吉普大切诺基,为了让观众更容易接受,我们没有对这辆车的外观进行大改,而是在这辆 SUV 上架了两个冲浪板。

在寻找最佳方案时,我们开发了多套平行算法,一套靠 GPS 数据,另一套则靠摄像头输入,还有一套用了激光雷达的数据。这些采集到的数据最后会输入到决策系统,以决定车辆如何行驶。

Alberto Broggi:我们的团队更擅长机器视觉,因此我们在车顶装了三个摄像头,这是一辆绿色的军用卡车,除此之外还有两台激光雷达负责探测周边障碍物。

Chris Urmson:为了让赛车及时完赛,我们必须未雨绸缪。于是车队调用了比赛路段的卫星地图数据。无论 DARPA 选了多么复杂的赛道,我们都能提前规划最优路线,而激光雷达负责让悍马“看清”赛道。

Tony Tether: Anthony Levandowski 当时也出现在了参赛大名单中,现在的他则成了谷歌大战 Uber 的导火索。当时他开发了一款自平衡摩托车,在预选赛中,他的赛车表现相当抢眼。

Jose Negron:Levandowski 选择摩托车是因为他觉得这种车型在越野赛中有速度优势,他确实是个天才工程师。

II. 大战

随着比赛日期的邻近,DARPA 选出了 25 个车队进入最后的决赛。这些车队在预选赛时通过了安全和技术测试,其中 15 个车队成了种子选手。2004 年 3 月 13 日,这些车队齐聚洛杉矶东北部 2 小时车程的 Barstow,它们要在莫哈维沙漠中经历一场血战。

Sal Fish:车队都聚集在了一个名为 Slash X 的沙龙上,那地方真是破的要死。

Red Whittaker:那天早上相当冷,沙漠上所有参赛车辆都气势汹汹准备迎接这场大战。

Sal Fish:当时我就想,天哪,有些车是不是参考了《疯狂的麦克斯》的设计。

David Hall:简直像一堆书呆子聚集到了音乐节上。

Jose Negron:Tony 将秘密保持到了最后,赛前两小时他才将比赛路线分发给每个车队。

Tony Tether:如果我们几周前就拿到比赛路线的精确坐标,有的人肯定会提前来这里试跑,这样他们就能做充分准备。而临近比赛前给他们比赛路线,让比赛多了一层神秘感。

Red Whittaker:我们专门建了一个指挥中心,一拿到地图团队成员就开始紧张的工作。机械组则抓紧开始准备燃油,并完成对车辆引擎和电子设备的调试。

David Hall:车辆到了出发点后,一按按钮它就要自己面对赛道了,这绝对是当时我见过最令人惊叹的场景。

Red Whittaker:我们的赛车沙暴号第一个启程,它的主要任务就是一路保持领先。

Tony Tether: 当时,我和四星上将 Negron 一起坐在沙漠里看比赛。沙暴号出发时他下意识的说了句“我的神啊。”

Jose Negron:沙暴号居然跑到了 65 千米/小时。

Tony Tether: 这赛道真不好跑,起初路还很平,但肯快车辆就得翻越高山,而这里满是之字形路线(switchbacks)。

Jose Negron:前面几辆车出发还挺顺利的,但后面的赛车却开始遇到麻烦。

Melanie Dumas:我们的大切诺基冲下斜坡后转了第一个弯,但在第二个弯它却掉头朝起跑线开过来。我觉得它可能觉得路太窄,于是传感器命令车辆返回起跑线。我们的车只跑了 20 英尺(6 米左右),简直是灾难性的失败。

Tony Tether: Levandowski 可能是太兴奋了,他居然忘了打开摩托车的平衡开关,摩托车直接向右边侧翻,我原本认为这辆摩托能比四轮赛车跑的更快。还有一辆小车直接冲向护栏然后翻车,另一辆车则遭遇 GPS 故障,在半路被铁丝网缠住无法动弹。

Joseph Bebel:我们的讴歌 SUV 比赛前转向出现了问题,我们仓促地进行了维修,但赛前没时间检验。这辆赛车最终也失败了,它根本无法转弯,跑了一段路后直接撞上了水泥围墙。

Alberto Broggi:我们在赛前最后一刻终于整合好 Oshkosh 的软件,但最终它无法区分不同的障碍。我们的激光雷达还将灌木丛识别成了不可移动的障碍物。

Tony Tether: 见到“障碍物”后,Oshkosh 卡车选择了倒车,车后又有一堆风滚草,所以它开始在那里不断地前进后退。一辆 14 吨重的巨兽,居然被两团野草给吓怕了。

Alberto Broggi:当时赛车根本找不到脱身方法,辛苦工作一年,我们却在几分钟内被打败了。

Sebastian Thrun :这些车的失败不是因为设计粗糙,而是因为它们没能采集到足够多的环境信息,因此它们基本上是“蒙着眼”在行驶。

参赛车辆鱼贯而出后,Slash X 沙龙附近成了一个机器坟场。不过,赛事组织者和观众们还是希望那四辆依然在奋战的赛车中有一辆能最终完赛,当时比赛已经进行一个多小时。这四辆车中,David Hall 的 Velodybe 皮卡和卡耐基梅隆的沙暴号呼声最高。

David Hall:在赛道第七英里处,所有车都要爬上一座山坡,如果翻越了它,后面就一马平川了。

Sal Fish:我当时想,上帝保佑,一定让它们顺利通过。

Red Whittaker:在爬这座山时,最令人担心的就是车辆失去平衡。不幸的是,在资格赛前一周,我们的悍马撞坏了车顶的传感器,因此车辆有点向左跑偏。

Tony Tether: 就在这时,沙暴号出问题了。

Red Whittaker:赛车因为离路边缘太近而陷了下去,车轮不断打转。最后轮胎起火冒烟,沙暴号遗憾退赛。当时我就安慰自己:“它只是个机器人,我不该动感情的。”随后,我安慰了团队成员,让他们不要灰心。

Tony Tether: 我们不得不暂停比赛,但 David Hall 离事故地只有不到半英里远,而且它还在行驶。

David Hall:赛会方面花了一两个小时才把沙暴号弄出来,我们只能回到车队的帐篷里等消息,当时我们根本不知道发生了什么。

Tony Tether: 我们终于清理好了赛道,然后恢复了比赛。

David Hall:我们的皮卡重新投入比赛后也遇到了问题。比赛暂停时它碰到了一块巨石,比赛重新开始后它却过不去了。

Tony Tether: Hall 的赛车也止步于此。我坐上直升机直接到了终点线,那里的媒体都等着赛车冲线,那是早上 11 点钟。我下了飞机后他们就急切的询问比赛的进展。

我说:“比赛结束了,成绩最好的赛车跑了 7.4 英里,然后就冒烟了。”一位记者问我:“你们下一步准备怎么做?”我回答道:“再举办一次大赛,奖金提升到 200 万美元。”

III. 余波

虽然第一次挑战赛以惨败告终,但大多数参与者在 Tether 宣布将继续举办下一届挑战赛时还是信心满满。

Tony Tether:我有点失望,但这场比赛绝对前无古人,参与比赛的每个人都认识到了这一点。

Sebastian Thrun:如果没有这场挑战赛,就没有现在蒸蒸日上的无人驾驶行业,它开拓了一个新的社区。大家都是新来者,而创新并非来自市场内部,而是由外来者带入。

曾经在这个领域摸爬滚打的专家们反而没了优势,因为他们被自己的思维困住了,当时开发无人驾驶的工程师很少有了解机器学习,Velodyne 的激光雷达也是这场挑战赛催生出来的。

David Hall:这场挑战赛上的传感器都不太可靠,它们可能会无意间让车辆急刹车或跑偏。因此比赛结束一年以后,我开始着手研发新款激光雷达,它拥有 360 度的三维视角。DARPA 劝说我量产这款激光雷达,我们在第三届比赛时将它供应给了其他团队。

Sebastian Thrun:2008 年,Larry Page 说服我加盟谷歌并负责无人驾驶团队。随后我将 Chris Urmson 和 Anthony Levandowski 都招致麾下。

Chris Urmson:这场挑战赛让我们建立了深厚的友情,这个社区也培养了当今无人驾驶市场上绝大多数科技领袖。

Tony Tether::这一切都源于 2004 年,一群疯狂的家伙聚在一起参加了一场伟大的挑战赛。

网友评论:

Copyright © 2006-2017 92江南网(www.92jn.com) 版权所有

Top