從今天起，橘子洲頭不再只有百舸爭(zhēng)流，也將有無(wú)人駕駛商業(yè)化落地。
由長(zhǎng)沙中聯(lián)重科環(huán)境產(chǎn)業(yè)公司和酷哇機(jī)器人（COWAROBOT）聯(lián)手打造的無(wú)人駕駛掃地車正式推出，代號(hào)“SHZ18CAI”。
該車具備了全路況清掃、智能路徑規(guī)劃等能力，將從長(zhǎng)沙橘子洲頭開始作業(yè)，年內(nèi)逐步覆蓋長(zhǎng)沙、蕪湖、合肥和上海，把無(wú)人駕駛商業(yè)化落地進(jìn)入尋常巷陌。
這是長(zhǎng)沙首次無(wú)人駕駛商業(yè)化落地，也是湖南首次。
全路況清掃解決方案
該無(wú)人駕駛掃地車采用了當(dāng)前主流無(wú)人駕駛方案，擁有完整的感知、決策、定位和控制系統(tǒng)。
傳感方案還采用了3個(gè)16線激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、聲納傳感系統(tǒng)，以及視覺(jué)傳感器。目前整車方案造價(jià)達(dá)20萬(wàn)元。
相比無(wú)人駕駛乘用車方案，掃地車在速度、場(chǎng)景等方面相對(duì)簡(jiǎn)單，但之所以也采用多傳感器融合，是因?yàn)榍鍜邎?chǎng)景同樣存在特殊性。
COWAROBOT創(chuàng)始人及CEO何弢表示，不能全路況清掃、不會(huì)智能規(guī)劃路線的，就不能算是AI掃地車，更不能幫助城市環(huán)衛(wèi)部門提高道路清掃效率、降低運(yùn)營(yíng)成本。
道路清掃場(chǎng)景下的無(wú)人駕駛和通勤場(chǎng)景下的無(wú)人駕駛有許多不同。
其一，為了保證清掃效果，行駛速度不求快，但求全覆蓋；
其二，處理的路面情況復(fù)雜，有坑洼、井蓋、邊渠、靜態(tài)障礙物，并要掃干凈路肩等重點(diǎn)區(qū)域；
其三，非高速路的城市道路兩側(cè)多半有行道樹和綠化樹遮擋，對(duì)定位的挑戰(zhàn)比較大；
其四，待清掃路面的遮蓋物較多，樹葉、垃圾、冰雪等，會(huì)對(duì)路面標(biāo)識(shí)有一定遮蓋。
上述差異讓通勤場(chǎng)景下的無(wú)人駕駛技術(shù)，對(duì)探測(cè)距離的要求較高，而遠(yuǎn)距離激光傳感器和海量數(shù)據(jù)處理能力就意味著高成本。
而低速場(chǎng)景下需要瞬間探測(cè)的范圍較小，而且高強(qiáng)度作業(yè)的時(shí)間段多半在夜間，車流和人流量都較少，所以整體成本更低，更容易商業(yè)化落地。
此外，掃地車需要更強(qiáng)的自適應(yīng)環(huán)境能力。COWAROBOT就通過(guò)融合激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)等多種傳感器組合，來(lái)全時(shí)偵測(cè)障礙物，還配合一整套穩(wěn)健的底盤運(yùn)動(dòng)執(zhí)行策略來(lái)跨越或繞過(guò)障礙。
自主規(guī)劃路線
除此之外，中聯(lián)環(huán)境和COWAROBOT攜手推出的該款無(wú)人駕駛掃地車，還在自主規(guī)劃路線方面苦下了功夫。
該車能真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)自主完成指定區(qū)域的清掃任務(wù)，包括1）復(fù)雜路徑的自主行走；2）區(qū)域內(nèi)完成清掃任務(wù)前提下的路徑自主規(guī)劃；3）特定清掃模式的自主選擇；4）自動(dòng)觸發(fā)或關(guān)閉“清掃”指令；4）自動(dòng)回位到指定的區(qū)域，并且可遠(yuǎn)程監(jiān)控。
為此，COWAROBOT打造了一套CO-MOVE PRO系統(tǒng)，主要從三方面著手：
首先，視覺(jué)感知能力，建立了一套生活場(chǎng)景智能感知系統(tǒng)，可以對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中的視覺(jué)以及幾何特征物體進(jìn)行提取和分類，進(jìn)而對(duì)這些特征進(jìn)行語(yǔ)義化標(biāo)注和結(jié)構(gòu)化表達(dá)，然后對(duì)時(shí)序變化的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及進(jìn)一步的事件和行為意圖的建模分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的語(yǔ)義理解和分析。
其次，大腦決策機(jī)制，創(chuàng)建了一套無(wú)人駕駛的決策規(guī)劃系統(tǒng)，能感知并預(yù)測(cè)周邊物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合當(dāng)天的清掃最佳路線和實(shí)時(shí)位置，能自主做出最合理的決策和控制。
這套系統(tǒng)包括：行為決策、動(dòng)作規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制
行為決策在宏觀上決定了無(wú)人車如何行駛，如在遇到障礙物的等待、避讓，以及在路口和其他車輛的交互通過(guò)等。值得一提的是，CO-MOVE PRO系統(tǒng)根據(jù)場(chǎng)景理解規(guī)劃調(diào)整清掃行為，包括清掃路徑和清掃模式。
動(dòng)作規(guī)劃，解決的是具體的動(dòng)作規(guī)劃問(wèn)題，如在狹小區(qū)域內(nèi)兩點(diǎn)之間如何行駛的問(wèn)題，車的路徑點(diǎn)、速度、朝向、加速度等。
運(yùn)動(dòng)控制，則是具體解決無(wú)人車的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。
最后是定位系統(tǒng)，關(guān)鍵點(diǎn)是特征驅(qū)動(dòng)全局。這讓CO-MOVE PRO系統(tǒng)能基于視覺(jué)以及激光雷達(dá)傳感感知并識(shí)別周圍的環(huán)境特征，并融合IMU、GPS等信息，通過(guò)關(guān)聯(lián)環(huán)境特征來(lái)確定自己在全局地圖中的實(shí)時(shí)位姿，再用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)。
COWAROBOT稱，基于此，CO-MOVE PRO系統(tǒng)能基本無(wú)需標(biāo)注好的地圖指引，僅僅依靠環(huán)境照片的圖像和點(diǎn)云信息識(shí)別，就能實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航，還能智能動(dòng)態(tài)調(diào)整清掃路線。
從橘子洲頭出發(fā)
當(dāng)然，此次無(wú)人駕駛掃地車從長(zhǎng)沙開啟商業(yè)化落地，絕非偶然。
COWAROBOT的合作方——位于長(zhǎng)沙的中聯(lián)重科環(huán)境產(chǎn)業(yè)公司，是中聯(lián)重科旗下從事城市保潔固廢清運(yùn)、餐廚垃圾資源化處理 、除冰雪與道路維護(hù)、污水(泥)滲濾液處理、建筑垃圾資源化處理等技術(shù)、裝備研發(fā)、制造和營(yíng)銷的事業(yè)部。
目前在國(guó)內(nèi)最大的環(huán)衛(wèi)、環(huán)保裝備制造商，市場(chǎng)份額占70%以上，是集研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)為一體的環(huán)境產(chǎn)業(yè)裝備制造商和運(yùn)營(yíng)商。之前就有掃地車、洗掃車、清洗車、垃圾車、除雪車、市政園林設(shè)備、垃圾壓縮站成套設(shè)備、垃圾填埋場(chǎng)成套設(shè)備、餐廚垃圾收運(yùn)及資源化處理、建筑垃圾處理裝備系統(tǒng)，等10大類近180個(gè)型號(hào)產(chǎn)品。
而且道路清掃方面，當(dāng)前也痛點(diǎn)明顯。
△《2015年中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
近年城鎮(zhèn)化率提升帶來(lái)道路清掃保潔面積高速增長(zhǎng)，城市道路清掃保潔面積從2006年的32.48億平方米增長(zhǎng)到2015年的73.03億平方米，復(fù)合增長(zhǎng)率約為9.42%。
然而國(guó)內(nèi)清掃保潔的機(jī)械化清掃率一直處于較低的水平。2016年全國(guó)城市道路清掃保潔面積79.5億平方米，其中機(jī)械清掃面積47.5億平方米，機(jī)械清掃率59.7%。
具體省市方面，2015 年機(jī)械化率超過(guò)70%的只有天津、江蘇、上海三個(gè)省市。與發(fā)達(dá)國(guó)家80%以上的機(jī)械化清掃率仍有較大差距。
而且目前機(jī)械化率的強(qiáng)度和深度較低，現(xiàn)在只要一臺(tái)車掃過(guò)路面就算機(jī)械化，比如上?，F(xiàn)在一天車要做到3-4掃才合理，現(xiàn)在可能只有1掃。
更關(guān)鍵的是，環(huán)衛(wèi)作業(yè)工人的用工缺口日益嚴(yán)峻。環(huán)衛(wèi)作業(yè)的工作強(qiáng)度大、待遇偏低以及作業(yè)時(shí)間苛刻（幾乎是凌晨或者深夜時(shí)間段）都是成為了年輕一代擇業(yè)選擇時(shí)不愿意進(jìn)入該行業(yè)的主要原因；這也導(dǎo)致了人工環(huán)衛(wèi)保潔工作成本不斷增加。
于是提升環(huán)衛(wèi)的自動(dòng)化、智能化程度，改善環(huán)衛(wèi)作業(yè)工人的工作條件，減少工作強(qiáng)度，也是AI時(shí)代的題中之義。
酷哇機(jī)器人
目前，COWAROBOT團(tuán)隊(duì)在該項(xiàng)目上聚集了70多人的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，分為電子設(shè)計(jì)組、智能感知組、定位建圖組、規(guī)劃控制組。
在今日橘子洲頭亮相后，無(wú)人駕駛掃地車也會(huì)在蕪湖、合肥和上海等城市上崗，COWAROBOT稱計(jì)劃未來(lái)部署到上百輛規(guī)模。
實(shí)際上，除了無(wú)人駕駛掃地車項(xiàng)目，COWAROBOT此前還另有一個(gè)事業(yè)部有過(guò)機(jī)器人的落地產(chǎn)品，研發(fā)推出過(guò)一款ROVER自動(dòng)跟隨行李箱，一度在網(wǎng)上爆紅。
△COWAROBOT創(chuàng)始人何弢
COWAROBOT創(chuàng)始人何弢曾任教上海交大、師從機(jī)器人大師Hirose Shigeo，是特征驅(qū)動(dòng)全局定位理論的提出者；首席科學(xué)家為ETH人工智能實(shí)驗(yàn)室原主任Rolf Pfeifer。COWAROBOT還與CMU達(dá)成合作，雙方會(huì)在無(wú)人駕駛的感知算法上展開聯(lián)合研發(fā)。
COWAROBOT表示將在環(huán)衛(wèi)、物流等行業(yè)展開商業(yè)化落地，正在不斷尋求智能感知算法、定位建圖算法，以及運(yùn)動(dòng)控制方向的工程師。
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