5月25日，由中国汽车工程学会、国家智能网联汽车创新中心、清华大学苏州汽车研究院、北京经济技术开发区主办的第八届国际智能网联汽车技术年会在北京亦创国际会展中心举行，北京理工大学机械与车辆学院院长助理倪俊老师《我国功能型无人车发展与可重构无人车技术》的演讲，介绍我国功能型无人车发展与可重构无人车技术，倪俊近年来一直进行无人车的理论研究、技术研究和商业化实施探索，并同时主持参与了众多国家部委像科技部、军委的重大项目，发表SIEI论文50多篇，特别是IEEE期刊论文十余篇，专利也是30多篇，入选了中科协人才托举的一系列工程，取得了很多的成绩和成就。

下面为演讲全文：

倪俊：各位领导、各位专家，今天我的报告是有两个主题：刚才介绍到路线图当中功能型无人车的部分是由我负责，所以会和大家汇报功能型无人车的发展情况，作为高校科研工作者对未来可重构的无人车技术探索。

功能型无人车这个名字是比较新的，我们认为功能型无人车应该是未来智能汽车的一个重要组成部分，也是自动驾驶时代的一个巨大的增量。未来的智能交通当中运输、物流、接驳、巡逻等等任务都应该是无人车替我们完成，也就是说车辆的内涵发生了一个重大的变化，从传统的运载工具演变为执行多功能任务的智慧载体，所以不是传统汽车的演变，而是一种完全新形态的地面执行任务的运载工具。

作为这样一种执行智慧任务的运载工具，目前已经在人类的生产生活当中展现出了巨大的改变未来人类生活的潜力。实际上很多单位包括东风都在功能型无人车的各个领域做出积极的探索，当然这也只是现在想象力的边界，未来无人车还会替代我们执行什么样的任务？这是不可想象的。很多人说可能这是封闭场景或者低速场景，经过探讨，我们是不认可这种说法的。北京市未来如果有1万辆的无人运输车在运输货物，或者有1万辆的无人巡逻车在安防，昌平突然出现一个货物运输，或者出现一个事故要把亦庄的车辆调过去，显然需要在高速路上快速跑过去。

为什么叫做功能型？这是我们找的最大公约数，因为这些车辆都是执行功能型任务，所以我们把这一类统称为功能型无人车。

北理工的主要科研方向就是军用领域，相信对国防感兴趣的都知道，无人车是我们未来陆地战争的科技制高点，也是我们新型陆军装备发展的国家重大需求。美国在二十一世纪初搞的DAPA直到现在，但凡有自己军事力量的国家都在组织进行军用无人车的探索，功能型无人车有几个基本特征：

首先是以替代人类执行任务为目的，从传统的运载工具演变为执行任务的智慧载体，现在我们在论证车辆工程升级一级学科，其中一个重要的背景就是车辆的内涵在不断变化、不断扩大。未来的无人车将会全面服务于人类生产生活当中的各项任务，使车的边界和内涵有一个巨大的拓宽。

功能型无人车颠覆了传统汽车的基本形态，因为没有人的驾驶结构，构型非常灵活多变，四轮、六轮、八轮，独立转向，所以是多产业交叉融合的新形态产物。有人问这种东西是车还是机器人？我们的观点是必须是车，当然是车，只是我们车的内涵在不断扩大，所以这是我们汽车产业和汽车学术界应该勇于担当，拥抱这种变革，拓宽我们车辆的内涵，所以是车辆的内涵在不断变化、不断拓宽。

我们认为功能型无人车是有望成为维护国家安全、构建未来国防体系的一个重要的战略力量，最近我们在论证智能网联汽车的数据安全，大家可能逐渐认识到了这一点。我国的陆战装备加起来各种型号不会超过1万辆，但如果我们在各个领域应用的功能型无人车都加起来是有希望突破千万量级，这是什么概念？传统的自动驾驶乘用车是不可能成为国防的战略力量，因为没有人，功能型无人车的话可以，关键时候背上一杆枪上去就行，如果未来960万平方公里都能采用无人车，就会形成保卫我国国家安全的重要力量。

目前国外尤其是发达国家也都认识到了功能型无人车对未来人类交通的巨大影响和价值，推出相应的法规示范应用，大家在这些方面都是专家，就不讲了。

很多高新技术企业也在围绕这种新型运载工具进行探索，比如丰田的e-Pilot就是典型的功能型无人车，人的成用模块可以换成物流模块、零售模块、运输模块，我们认为限定场景吗？显然不限，那么就是功能型无人车，奔驰也在2017年做这些，功能模块可以更换，这些都是各大车企对未来功能型无人车运载工具的探索。

借此机会，我们也梳理了我国功能型无人车的发展。应该说这些年来我国的功能型无人车进入了一个蓬勃发展的状态，形成了功能型无人车领域的中国特色和中国品牌。可以说我国系列的功能型无人车的覆盖场景、应用广度和深度等等方面是达到了一个国际上的先进水平。

为什么我国功能型无人车可以发展得很好？主要有几个原因：我们的产业融合速度更快，比如昨天发布的自动驾驶无人配送车的牌子，很多优秀的互联网企业和科技企业快速投入到这种交叉融合当中，催生了一系列新形态无人车的快速出现，我国在物流、运输、安防、市政等等独特而巨大的产业空间快速地支撑相关的产品示范。

我们也梳理了未来功能型无人车行业发展的路线预测，2020年之前我们只是做了一些初步的探索，标准和法规的建设处在一个很早期的阶段，今年是一个很重要的年份，我们在联盟和行业组织的带领下启动了路线图的编制，作为路线图编制的一个重要分支工作，今年3月份也召开了首届功能型无人车的行业技术论坛，达成了相应的共识。

总而言之，我们希望利用一段时间使我国的功能型无人车达到一个巨大的产业规模，服务于智能汽车带来的新的运载工具的增量，并且不断推动，成为维护我国安全的重要新生力量，什么都是离不开国家安全的。

那么现在这个行业的瓶颈和问题是什么？主要包括几个方面：

我们认为功能型无人车发展的首要瓶颈是关键基础理论的缺失，感知决策、规划控制，功能型无人车有什么是自动驾驶乘用车不能满足的东西？我们认为有三点：功能型无人车是颠覆了传统汽车理念，因为没有人，看着就是一个大机器人，有些新构型无人车动力学控制的理论是缺失的，现在很多时候设计无人车都是瞎设计。无人车是以执行任务为根本目的，它的决策和自动驾驶还不一样，哪里要巡逻、哪里要送快递，谁催我催得急就先送给谁，自动驾驶车不考虑这个问题。汽车可以一个一个地开，功能型无人车不能一个一个地用，亦庄不能只有一个物流车送物流，显然需要大规模，那么就要配合，一百个人叫快递，我有一千辆车，送谁不送谁？谁离得近就送谁。需要把这些基础理论搞透，现在很多人都是瞎用，能用就行，所以还是处于很早期的阶段。

关键技术存在很多新的问题，比如刚才说的云端集群调度，传统的自动驾驶车是单车智能+网联云控，功能型无人车必须要有云端调度，1万辆车全趴窝，这方面就不展开讲了。

最大的问题之一是标准建设空白，智能网联车的标准发展得很快，支撑了我国智能网联汽车的快速发展。联盟也发布了相应的团体标准体系，国标覆盖不到的团标覆盖，很好地推动了功能型无人车和智能网联汽车的发展。那么问题就来了，功能型无人车为什么没有标准？如果没有标准怎么设计？多长多短、多少轮子？完全是一个新形态的运载工具，从标准到法规怎么设计？怎么处罚？我们在联盟和汽标委的推动下，最近几年已经开始推动这种功能型无人车相关标准的研究，我们以前只研究物流的无人车，现在逐渐发现这是功能型问题，物流标准定下来了，巡逻、清扫、接驳的怎么办？未来还有消防、零售、运输，显然是功能型的问题，不是一个就可以解决的，所以我们正在大体系地论证和研究。这个研究的过程是很痛苦也很快乐的，因为是一个新形态的运载工具，东风、智行者等等都在推动这个问题的研究。

现在示范应用也非常匮乏，这和标准法规是联通的，标准都没有的东西，政府怎么敢让你用呢？你这是个什么东西？撞了人的话我拿哪个规则罚你？交管来管你、邮政局来管你还是警察局管你？再可靠也没用，因为不敢用。前面我们讲国家功能型无人车发展得很好，但进入了一个瓶颈阶段，需要从两边到质变，真正推动这个东西快速发展。我们认为在这一点上我们是有希望超过发达国家的，因为目前所见还没有哪个西方国家把整个功能型无人车这种未来的工具作为一套研究标准法规。很多人说西方都没有做我们为什么要做？说反了，正是西方没做我们才要做，这就是创新。

接下来讲一讲对这个行业未来的展望。

首先是对未来趋势的两个判断：功能型无人车是未来智能交通的重要组成部分，会对人类的生产生活产生重大影响。这里有些汽车发展的关键节点和历史，每次都代表着汽车的变革，但在过去的一百年当中汽车无论怎么变革都是一个拉人拉货的运载工具。那么功能型无人车诞生之后，车辆就从传统的运载工具演变成为一个执行任务的智慧载体，这是质的变化。以前终究就是拉人，只是拉得快拉得慢，拉得好拉得不好的问题，以后马路上没有警察、快递员、清扫工、巡逻员和消耗员，都是无人车，这是巨大的智能变化。另外就是有机会更有挑战，Google和亚马逊这些互联网企业都在做，对汽车产业的冲击很大，未来汽车产业还是不是国民经济的支柱产业？这个增量能不能抓得住？这些都不好说，所以我们要开放包容，而且要直面挑战、抢抓机遇，不能说这个东西不是车而是机器人，把巨大的增量往人家那里推，这些东西就是车，不是车也要搞得是车。

我们也有提出一些建议：

今年我们在联盟的指导下着重功能型无人车会议，也是要搞顶层规划，不用参照别人，立足我们的国情和对技术的判断，有信心有自信。

现在我们正在推功能型无人车的团标和行标，感知决策形态怎么定义，我们需要推动这个东西更好更快地发展。目前国际参照不多，基本上就是没有，没有参照才是我们应该探索的事情。

我们是不是要提前布局功能型无人车的基础设施？国际上没有人提过，未来功能型无人车大规模应用之后，功能模块要不要更换？要不要进行集群调度？要不要国家级的监管和调度平台？新能源汽车国家是有大规模监管和调度平台，也在我们北理工，现在大概是400-500万辆的量级接入，未来功能型无人车里面连人都没有，安全性的问题更大，是不是需要提前进行布局？为什么一定要等西方有了我们才做？因为他们学习我们。

推进军民融合战略，把未来大规模功能型无人车变成国防力量不可替代、不可分割的一部分，这些不是不可能的。

客观来讲，自动驾驶技术已经逐渐从技术到产品和商品，大学不应该是做产品和商品，更多的是探索基础研究和未来，所以大学要回答的问题不应该是汽车需要什么，而是未来的汽车长什么样子，我们做了一些有意思的探索：

新形态无人车一定是未来的颠覆性创新技术之一，也是未来人类交通与陆地战争的科技制高点。以前我国提的颠覆性创新不多，但十九大报告总书记专门强调要搞颠覆性创新，发展颠覆性创新技术使我们国家在这个时代下，未来具备对抗甚至反击的能力，这是我们高校科技工作者的神圣使命。

既然我们要搞，看一看现状怎么样。民用领域大家都是专家，各种新形态的无人车都在探索，军用领域更是这样，各种新形态无人车都有。哪一项能够称得上颠覆性创新技术？车辆历史上发生颠覆性创新技术的次数不多，内燃机的出现有了汽车，新能源动力的出现有了新能源汽车，DAPA感知自动驾驶技术的出现有了自动驾驶，感知决策规划控制到现在三十年了也没有变化。现在我们的判断是在这种固定构型的形态和理念下，虽然还是一个车，无论怎么变形、怎么折腾，无人车难以再次出现颠覆性的创新技术。换言之，如果我们能够把无人车变成模块化的单元，可以自主实现动态的重构、组合和解体，那么显然是一种颠覆性的创新技术。

我们在此框架的探索下提出一个理念，就是可重构无人车技术，可以突破固定构型的形态制约拓展使用边界。什么叫做可重构？包括三大特征：功能重构、拓扑重构和形态重构，就是模块化、组合、拼接、融合和解体。

功能重构很简单，大家一看就明白，功能模块、底盘模块分离，现在看着是运输车，突然调度说要拉个人，不要拉货，自己重构换掉，从拉货变成拉人，这是最简单、最初级的形态。更加高级的是拓扑重构，不同的单元可以动态融合解体。现在有两个四轮无人车运货，突然来了二十个客人，两个四轮无人车拼在一起，运完之后各自解体。我们一旦突破拓扑技术，是不是就可以突破三维拓扑重构技术？就是拼接变形金刚，马斯克的火箭都可以回收，“星链计划”1万多颗卫星，我们应该怎么对抗？

可重构无人车有望成为未来的颠覆性创新技术，比如未来的人类交通，通过这种重构、融合、组合、拼接和解体服务于未来交通的复杂任务需求，比如功能模块自主重构，大家一看就明白，现在是运人的，需要我运货就自己把自己的脑袋换下来。拓扑重构就是刚才说的两个四轮无人车拼在一起，现在需要运人，这个时候又来一个任务，两个重构单元出来和另外一个重构单元组合成六轮车，就是自己的组合、重构和拼接。高速公路自动驾驶首尾相联，后面的车自动躺着睡大觉就可以，比如从这里到天街有二十辆无人车，第十五辆要在通州下车，那就解体自己下去，包括模块化和移动电源，就不逐一展开来讲了。军用就更不用说了，两轮军用巡逻车、四轮军用运输车、六轮就可以打炮了，更多的还有八轮十轮的导弹发射车，新形态的未来作战就是一堆无人车根据各种任务需求拼在一起，拼成十个，打个导弹，散成五个，敌人找都找不到，不知道你的导弹从哪里冒出来的，一堆无人车拼在一起就能够从沟过去，大家可以自己想像。

如果我们彻底突破这种拓扑重构技术，让无人车成为未来大型装备的重构单元，我们就可以锻造一些真正的杀手锏技术，这是现在我们正在进行的探索。什么叫做杀手锏技术？就是非对称技术，地面航空母舰技术。比如直升机垂直起降，如果要落在北京无外乎三个地方：首都机场、大型机场、南阳机场，如果这个城市连机场都没有都降落不了。亦庄有五十个无人车拼在一起，可以落在这个院里，意味着如果未来我们遍布在960万平方公里的无人车都具备这种技术，我们可以实现垂直起降飞机在全国范围内任意起降。这个意义有多大？大家可以自己去想，难吗？不难，就是重构对接技术，拼一个和拼一百个是一样的，复杂吗？不复杂，核心技术只有一项。

比如一辆车一百千瓦，一百辆车什么量级？兆瓦级的供电能干什么？大家应该是有概念的。电磁炮是未来的超能武器，包括美国在内只能在海上打，为什么？因为只有军舰能够提供兆瓦级的供电能力，搬不到陆地上来，不能在发电厂旁边打，打一炮连发电厂都炸了。未来一百个无人车拼在一起，瞬间就有兆瓦级的供电，打一炮藏起来，你都不知道我在哪里打的，还有可重构的大型装备，大家可以自己想像。

可重构无人车技术的本质听起来很玄幻，说起来很难，但是一点都不复杂，就是一项重构技术，怎么把传感系统、能量系统、控制系统、机械系统进行结合，实现精准调控。我们围绕设计、控制、监管、调度等等做了很多工作，比如最小重构单元怎么设计，怎么把这些东西拼在一起，模块化应该怎么搞。搞出最小单元之后，各种拓扑演变的时候构型演变规律怎么样？这些就不具体讲了。

四大系统应该怎么重构？能不能搞成一个统一方程？否则原理都不清楚，最后形成一个随控布局构型方法，四代战斗机都是随控布局，以前无人车只能四个轮子，两个轮子、六个轮子怎么跑？这些都是不稳定的东西，放在那里就会倒，我们采用随控布局的设计，大家都是专家一看就明白。

搞明白了设计问题和构型问题，还要搞明白控制，控制可是很难的。天空对接是航天器的一项重要技术，地面运载体的对接技术比航天器对接的难度挑战大得多。航天器完全自由可控，沉浸在空气当中，不像汽车只有四个轱辘，无论多少个轱辘都是在地上，怎么控啊？地面会有干扰，土、路、人、物，天上什么都没有。所以和航天器对接相比，地面运载体对接难度极大，就是这么一项技术，搞定的话其它的都可以搞定，我们提出远端接近、近端捕获、柔性对接等等。

车辆拼在一起像蜈蚣一样，应该怎么搞？我们采取质心运动矢量调控。因为可重构无人车需要监控，同时还要进行调度，谁和谁拼在一起，往上拼还是往下拼，不能单车来算，我们搞成云端的，分析群体网络、拓扑规律，来做云端的监控和调度。最后形成相应的学术成果，大家感兴趣的话可以下来再交流。

这个东西听着很遥远，实际上完全可行，民用和军用领域可重构的无人车通用平台我们早已搞成系列化，起码可以实现静态和动态的功能可重构，指标也是经过鉴定，现在是国际领先水平。我们把可重构的平台在很多的功能实现应用，拓扑可能比较遥远，起码在功能型无人车静态或者动态的功能重构是可以做到的，我们已经实现了大规模的应用。

我们在2016年搞成第一个可重构样机，今年的动态拓扑可重构样机已经可以实现，大家都是专家，得到了军委、科技委、国防973项目的相关支持，最后还有社会影响等等。

我们也对可重构无人车技术的未来进行预测，北理工张军校长可以说是敢想敢干，并且能干成，我们要尊重、敬佩、学习我们的敌人马斯克，没有什么不能做成的，火星都可以上去了，如果我们的科研人员还不敢想不敢做，那就完了。我们认为截止到2020年，功能模块和平台模块的分离技术已经实现，希望在2023年把动态功能可重构技术突破，两年的时间完全没有问题。现在美国也在进行探索，希望在十年左右的时间能够把二维的拓扑重构技术和大型装备的重构单元技术全面突破，2030年之后把三维拓扑重构技术做好，就是探索未来的终极形态——变形金刚。