自动驾驶的分解动作

时间:2022-07-20 08:27:51

自动驾驶的分解动作

没有后视镜,不用扶方向盘,前方不足一米处突然出现行人不用你踩刹车,还有站在车外,只需用手机操作便可停车入库……这些看似不可思议的事情,在技术上其实已成为现实。

6月11日,在德国汉诺威北部的Contidrom试车场,一场被命名为“创新之夏”的活动正在举行,大陆集团向全球媒体展示了其关于高性能驾驶、安全、舒适和环境保护的亮点产品。

它们包括可以最大化抓地力的创新产品及新型表皮材料,最新制动和驾驶员辅助系统及其联网,传统动力总成系统及混合动力和电动车领域的新技术,以及汽车信息化和自动驾驶的全新解决方案。

同时,大陆集团还首次展示了一款用于混合动力及电动车的新型电机和基于云端技术的预见性驾驶,以及一辆配备数字视镜的汽车,这一数字视镜代替了传统的车外和车内视镜。

重点在于,如果说之前对于自动驾驶技术仅停留在想象和认知层面的话,通过这次大陆集团的“创新之夏”活动,让我们可对自动驾驶的一些技术进行体验而“知其所以然”,可以说这些技术正如自动驾驶集成技术的分解动作。

360度全景系统

大陆集团底盘与安全系统部门已开发出安全的高级驾驶员辅助系统和ContiGuard?,通过激光雷达摄像头融合传感器(SRLCam)的技术,提供预测性环境传感器以给予驾驶员更好的驾驶支持。

作为实现自动化驾驶的先导,这个系统除了紧急制动辅助 (EBA)和车道偏离警告 (LAW) 以外,还有自适应巡航控制 (ACC)、盲点探测(BSD)、智能前大灯控制 (IHC) 和交通标志辅助 (TSA)。

目前,大陆集团的立体摄像机是监测汽车周围环境的新方案,能够非常有效地预防撞人或交叉路通事故或者至少减轻这些事故的严重性――这也是对加强行人保护的一个重大贡献。

而迈向无事故驾驶的下一步是实现360度全景系统摄像头技术,不仅监测车辆前方或后方情况,还包括周围情况。

大陆集团底盘与安全事业部先进工程部360度全景系统项目经理Benedikt Lattke博士表示,与最常见技术相比,360 度全景系统摄像头技术具有许多优势,包括长达15米的摄像距离和道路标线识别。

在现有摄像头辅助下进行泊车演示的车上安装了四个鱼眼摄像头,分别位于前护栅、车尾及两个外后视镜底座,每个摄像头的张角都大于180度,它们可将整个汽车周围环境纳入360度的全景画面。

基于360度全景系统摄像头的自动泊车还将使驾驶员能够在车外进行泊车操作,亦即以远程方式启动泊车操作。

“在远程泊车中,驾驶员使用触摸屏来选择泊车位和激活远程模式,然后可离开汽车,使用智能手机上的应用来启动和观察自动泊车操作。”大陆集团底盘与安全事业部高级工程部总监Alfred Eckert解释说。

360 度全景系统摄像头技术的另一个优势是其不仅能识别目标物,还能对目标物进行分类(如分辨行人和骑自行车者)。

在美国,360 度全景系统还可能用于后视系统(从2017年起,美国的所有新车都必须安装该系统)。由于倒车辅助功能的使用除了车尾摄像头外无需任何其他部件,因此它可作为汽车功能来提供额外的附加价值。

该全景画面会结合已确定宽度足够的多个空泊车位一起显示在车内触摸屏上。驾驶员可通过在触摸屏上沿任何方向移动汽车轮廓来改变系统推荐的泊车位置,并对模糊的目标物(例如停在本车前面或后面且比轿车需要更大机动空间的运载车辆)做出反应。

没有了后视镜

在此次展示的技术中,大陆集团开发的取代车外和车内后视镜的摄像监视系统令人印象深刻。

演示该技术的车辆安装了大陆集团的三款摄像头产品,它们与360度全景摄像头的技术差异在于孔径角的大小不同。在没有了后视镜之后,驾驶员通过位于通常观察方向上的装有有机发光二极管(OLED) 的两个监视器来观察车内后部及车外两侧的情况。

除了给予驾驶员更宽广的视野,该系统还消除了眩光,利用驾驶员辅助功能提供交通情况检测,减少了尘埃和污垢的影响,使外视镜再也不会受损,并在光线不佳和雨天时给予驾驶员更好的视野。除了减轻风声,汽车油耗也因为风阻减少而下降。

“这种摄像监视系统中没有盲区。眩光和弱光等有害光学现象的影响也可得到弥补。”Alfred Eckert说,“通过消除外后视镜,我们还提供了一个附带好处,因为汽车的空气阻力减小了。低Cw 值(阻力系数)有助于减少油耗,高速行驶时的风声也减小了。”

与常规汽车后视镜不同的是,交通情况是使用摄像头间接显示的,因而避免了由低地平线上太阳和汽车远光灯造成的眩光。为了在监视器上提供光照条件的最佳显示,摄像头具备高动态范围 (HDR)功能,可将明亮的太阳弱化为无闪光的白色表面。另外HDR 还可改善黄昏时分的能见度。

“除了取代后视镜,摄像监视系统对驾驶员还有更多好处”,大陆集团底盘与安全事业部先进工程部后视镜替代项目负责人Marc Simon 说。

与常规后视镜不同,由于使用基于单目摄像头的目标物识别和分类作为高级驾驶员辅助系统的基础,数字镜还可带来交通管理的真正改善。例如,在黄昏时分和高速行驶时,重要的汽车、速度和距离信息会显示在监视器上,使驾驶员能够更轻松地做出操作决定。

如果这些摄像监视系统按预定计划于2016年通过批准,可能于2018年开始用于汽车――相关国际技术规定为UNECE R46(联合国欧洲经济委员会第46号法规)。

道路偏离保护

大陆集团的道路偏离保护系统以避免偏道事故也是自动驾驶技术的基础之一。

在美国,约55%的致命碰撞事故与道路偏离有关;在德国,60%的致命道路事故发生在乡村道路上。这也是大陆集团研发道路偏离保护系统(包括基础版本和增强版本)的原因所在,目的就是消除意外道路偏离,防止在公路和乡村道路上发生的致命事故。

研发道路偏离保护系统的动机是避免由于汽车偏离道路而引起的碰撞事故,目前的横向引导型高级驾驶员辅助系统(ADAS)无法完全防止这种事故。道路偏离保护系统通过紧急情况下的主动道路保持功能,来防止达到汽车动力的物理极限,从而扩展了目前横向 ADAS 的功能。

道路偏离保护系统会在汽车开始无意驶离道路或越过中线进入危险的迎面车流时自动控制方向盘,使汽车回到其车道,更好地防止翻车事故或者与路边障碍物或迎面车辆的碰撞事故。

这个系统与车道保持和车道偏离警告系统的不同之处在于,它们专门监视道路的外边界,并且在使汽车保持在其预定空间方面具有更大的“权力”。

“它相当于一条虚拟导轨,可防止汽车及其乘客无意识地偏离道路,从而最大限度减小由于驾驶员失误、分心或疲倦而引起的潜在致命事故的风险。”大陆集团北美区底盘与安全事业部系统与技术负责人 Steffen Linkenbach 说。

道路偏离保护系统通过增加一种直观的解决方案,扩大了大陆的驾驶员辅助产品阵容,它自动地将汽车引导回其车道并提醒驾驶员注意潜在危险情况,而超越了简单的警告功能。

这个系统的基础版本使用前视单目摄像机来检测道路边界,通过电子稳定控制系统(ESC)传感器来监视驾驶员的转向角和汽车行进路线,并使用底盘运动传感器来确定汽车是否正在越过道路边界。

然后,系统使用现ESC系统选择性地对车轮施加制动,自动将汽车引导回道路,同时向驾驶员发出警告并出于安全考虑而降低车速。当汽车“感到”其正在偏离道路时就会启动主动干预。

另外,道路边缘停车振动带也可提高系统的性能,从而为实现高效的汽车与基础设施综合解决方案创造了机会。当然,它还具有驾驶员意图识别功能,如果有意使汽车离开道路,它也不会阻拦。

事实上,上述技术仅仅是自动驾驶技术的先导和基石,与此相关的还有诸多的技术辅助。

一些其他技术

大陆集团董事会主席艾尔马尔・德根哈特(Elmar Degenhart)博士所描绘的未来实现自动驾驶的路径是:

2016年实现部分自动驾驶(30英里时速以下,有监控系统且驾驶员需要随时接管驾驶);2020年实现高度自动化驾驶(高速公路上80英里时速以下正常行驶,不需要监控系统且驾驶员需要在规定时间内接管驾驶);2025年实现全自动驾驶(高速公路上130英里时速以下,不需要监控,驾驶员无需接管驾驶任务)。

此外,在创新之夏活动上,大陆集团还展示了触觉反馈显示屏、无钥匙进入系统(PASE)、点阵式LED灯控系统、改进升级后的“48伏环保驾乘”系统等。

“48伏环保驾乘”系统可在驾驶员的脚离开油门时立即关闭内燃机,这会使动力总成系统与发动机“脱离”,让汽车靠惯性行驶。在普通出行期间,系统在20%?25%的时间内处于“滑行”状态,仅此一项即可节省多达8%燃油。

另外,“环保驾乘”系统还有两项可让皮带式起动发电机充当发动机的功能。在“航行”模式(如同在“滑行”模式下一样,内燃机亦处于关闭状态)下,电动机使汽车速度在短时间内保持恒定。借助“电动助力”[e-boosting] 功能,电动机还可在加速时为发动机提供支持。

值得一提的是,其用于宝马i8 1.5 升三缸内燃机的高性能涡轮增压器展示出了较高的能效,其带钢制外壳的增压器帮助i8 1.5升实现了231马力的输出。

当然更值得一提的还有大陆集团的主动声音设计(Active Sound Design)。它直接提取引擎管理数据,包括转速、扭矩、车速等等,制造出逼真的V8引擎声浪,再由车内音响系统播出,确保其他座位的乘客都能享受完美音效。

早年,BMW在M5上应用这套系统的初衷是怕车子的隔音材料过多地隔绝引擎的声浪。Active Sound Design保留了引擎声浪,而隔音材料仍可以过滤掉不必要的胎噪。现在,它让你在小车上也能体会到赛车的感觉。

《汽车商业评论》记者最后还测试了大陆集团的轮胎,发现20年前的宝马汽车用了新的高性能胎后,其操控的稳定性竟然超过用了上一代轮胎的最新汽车产品。

上一篇:智造的驱动力 下一篇:幸福夫妻般配睡姿