平行駕駛，聽起來是不是跟《蜘蛛俠：平行宇宙》似的，在平行世界里開車？嘿，還真有點(diǎn)那意思。說白了，平行駕駛就是在自動(dòng)駕駛的研究和應(yīng)用上的一種新思路，將有人駕駛與無人駕駛結(jié)合起來，真實(shí)世界里是無人車（無人駕駛），用傳感器和其它一些技術(shù)，將信息傳遞到云端，云端構(gòu)建平行世界，為自動(dòng)駕駛研究另尋更加安全可靠的出路。

一、平行駕駛的由來

平行駕駛最初想法形成于20世紀(jì)90年代中期，由時(shí)任美國(guó)亞利桑那大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任的王飛躍教授提出，原本是希望借助于Agent的想法，利用“本地簡(jiǎn)單、遠(yuǎn)程復(fù)雜”的思想把無人車技術(shù)充分利用起來，使之變成輔助人類駕駛的在線“軟件機(jī)器人”系統(tǒng)。

2005年，王飛躍院長(zhǎng)在西安舉行的IEEE ICVES（汽車電子與安全國(guó)際會(huì)議）上正式提出了平行駕駛的概念，將人工系統(tǒng)與實(shí)際系統(tǒng)虛實(shí)互動(dòng)的思想被應(yīng)用于駕駛領(lǐng)域，形成了當(dāng)下平行駕駛理論的雛形。

二、平行駕駛建立的基礎(chǔ)

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)已然成為當(dāng)下最為重要的“礦藏資源”，軟件定義的組件、流程、系統(tǒng)逐漸走入大眾視野，進(jìn)一步推動(dòng)了平行駕駛的發(fā)展。在此背景下，王飛躍院長(zhǎng)提出CPSS（Cyber-Physical-Social Systems）的理論框架，將駕駛員、車輛、信息這幾個(gè)組成部分，擴(kuò)展對(duì)應(yīng)到通過物理空間和信息空間耦合交互的三個(gè)世界：物理世界、心理世界和人工世界。

平行駕駛理論是基于信息物理社會(huì)系統(tǒng)（CPSS）通過將人工系統(tǒng)與真實(shí)系統(tǒng)虛實(shí)結(jié)合起來，它利用ACP（Artificial societies, Computational experiments and Parallel execution）方法，通過人工系統(tǒng)對(duì)實(shí)際無人車和路建模，構(gòu)建軟件定義車輛及車路系統(tǒng)，同時(shí)建立控制計(jì)算中心，對(duì)無人車和道路采集的真實(shí)數(shù)據(jù)及人工系統(tǒng)的虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，保證無人駕駛更高級(jí)別的安全性，同時(shí)對(duì)單車進(jìn)行相應(yīng)的改造，從而降低車輛成本。

三、多維度的“平行”

平行駕駛的技術(shù)框架上層是物理車輛，中間層是駕駛員的狀態(tài)、意圖等，第三層是人工世界。人工世界里又分為兩小層：最頂層提供了人和技術(shù)的服務(wù)，第二層是人工駕駛員和人工車輛。

上周，慧拓智能工程院執(zhí)行院長(zhǎng)艾云峰在2019國(guó)家智能產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上提出了“四胞胎”概念：“我們圍繞平行駕駛技術(shù)，提出了平行駕駛數(shù)字四胞胎的概念，是一種兼具運(yùn)營(yíng)管理、在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急駕駛安全接管等功能的先進(jìn)云端化網(wǎng)戀自動(dòng)駕駛集成解決方案。它通過形式化描述自動(dòng)駕駛車輛的行為和交通環(huán)境的特征以構(gòu)建信息、物理、社會(huì)的交互駕駛環(huán)境，我們稱之為描述車輛。然后在該環(huán)境中進(jìn)行計(jì)算實(shí)驗(yàn)，以對(duì)復(fù)雜行車場(chǎng)景和工況進(jìn)行試錯(cuò)、優(yōu)化和預(yù)測(cè)，然后再通過信息、物理車輛之間的實(shí)時(shí)交互，引導(dǎo)物理車輛高效安全駕駛。這里面的描述車就提供了描述智能，主要依賴描述學(xué)習(xí)理論，將物理車映入平行虛擬世界，在人工虛擬場(chǎng)景中建立與物理車系統(tǒng)相應(yīng)的虛擬車系統(tǒng)。這里面用到行為學(xué)習(xí)、認(rèn)知學(xué)習(xí)、構(gòu)建學(xué)習(xí)的幾種關(guān)鍵技術(shù)。第二輛車稱之為預(yù)測(cè)車，可以看作是一個(gè)多智能體的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，預(yù)測(cè)車可以利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)描述車進(jìn)行模擬仿真。引導(dǎo)車提供的是引導(dǎo)智能，在目前預(yù)測(cè)車所鹽酸的結(jié)果之上，在描述車及其模擬數(shù)字環(huán)境中尋找最優(yōu)化的解決方法，根據(jù)不同的場(chǎng)景做出決策，通過平行執(zhí)行的方法，引導(dǎo)車不斷指導(dǎo)物理車做出決策?！?/span>

艾云峰院長(zhǎng)的這段話描繪了平行駕駛的運(yùn)行原理，車行駛的過程就是產(chǎn)生數(shù)據(jù)的過程，傳感器產(chǎn)生的小數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍贫硕x的車再將小數(shù)據(jù)通過各種計(jì)算實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展成大數(shù)據(jù)，然后再通過智能算法將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成小智能，讓行駛變得更安全、高效、舒服，提供更好的服務(wù)。

四、技術(shù)支持

① 應(yīng)急人工接管

平行駕駛技術(shù)也提供了應(yīng)急智能，我們可以理解為人工接管。當(dāng)人工世界檢測(cè)到無人車輛行為異常情況時(shí)，可以遠(yuǎn)程接管車輛，遠(yuǎn)程遙控駕駛車輛，保證行駛安全。

② 沒有信號(hào)也能定位

在定位技術(shù)上，能夠做到基于SLAM技術(shù)的弱GPS下無人車定位，哪怕是地下車庫，沒有任何GPS信號(hào)的地方，通過SLAM技術(shù)仍然可以準(zhǔn)確定位，引導(dǎo)車輛在路上精準(zhǔn)運(yùn)行。

SLAM（Simultaneous Localization and Mapping），同步定位與地圖構(gòu)建，最早在機(jī)器人領(lǐng)域提出，它指的是：機(jī)器人從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)過程中通過重復(fù)觀測(cè)到的環(huán)境特征定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置構(gòu)建周圍環(huán)境的增量式地圖，從而達(dá)到同時(shí)定位和地圖構(gòu)建的目的。

③ 感知技術(shù)

在感知技術(shù)方面對(duì)激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)以及技術(shù)融合做了很多研究。這個(gè)圖顯示只通過激光雷達(dá)的檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)規(guī)劃模塊規(guī)劃處適合的路線指引車輛前進(jìn)。”

五、優(yōu)勢(shì)

平行駕駛充分利用了全球數(shù)字化及信息化資源，將云端、道路及車輛上的資源無縫銜接，充分考慮安全性、舒適性、敏捷性和智能性等指標(biāo)，將物理、社會(huì)、信息空間打通，從而有效保證車輛行駛安全與最優(yōu)行車體驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)可靠、舒適、快速的平行駕駛。

六、平行駕駛的應(yīng)用

在這個(gè)部分咱們主要來看一看平行駕駛在無人礦山的應(yīng)用。

1、礦山是無人駕駛技術(shù)最適合的場(chǎng)景

首先礦山改造的需求是非常迫切的。礦區(qū)的環(huán)境非常惡劣，有大量的粉塵。在礦山行業(yè)，有極高的人力資源的成本，一臺(tái)礦卡配3-4名司機(jī)，年薪在中國(guó)是15萬人民幣，在澳大利亞是60-100萬澳元。即使他付出這么貴的工資，也很難招聘到合適的駕駛員。因此必須把設(shè)備做到無人化，必須使用無人駕駛需求。

第二，礦山環(huán)境非常適合無人駕駛技術(shù)落地，路上幾乎沒有人，車流量非常少；另外礦山對(duì)無人車的敏感度低，比如一個(gè)中型的寬體，改造的成本可能40萬左右，一個(gè)大型礦卡，改造成本在100萬左右的樣子。具體而言，在礦山里面開展企業(yè)，有幾種商業(yè)模式，比如可以做新無人設(shè)備的銷售業(yè)務(wù)，可以做礦山已有運(yùn)輸設(shè)備的改裝業(yè)務(wù)，當(dāng)然也可以承建車隊(duì)，做礦山的運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)。

2、在礦山中歷練技術(shù)

在礦區(qū)環(huán)境下對(duì)感知技術(shù)要求比較高，因?yàn)樵诘V區(qū)環(huán)境里煙塵彌漫、道路不平、GPS信號(hào)受到遮擋，這對(duì)定位感知技術(shù)帶來很大挑戰(zhàn)。另外一個(gè)是高清地圖技術(shù)，在礦山環(huán)境下場(chǎng)景空闊，沒有什么參照物，傳統(tǒng)的多清鏡頭技術(shù)不能用在礦山底下，需要根據(jù)它的特殊性，建設(shè)包含海拔、地勢(shì)、地質(zhì)多維度地圖，獲取數(shù)據(jù)的難度很大。

3、效率共進(jìn)

兩者結(jié)合可以對(duì)礦山的生產(chǎn)率、故障率上得到有效改進(jìn)，同時(shí)事故也可以降到最低。