自动驾驶的三驾马车

时间:2022-08-07 10:16:14

自动驾驶的三驾马车

随着技术含量增加,今天的汽车在软件方面和操作系统方面已经极为复杂。一辆豪华小轿车(包括在中国、欧洲和美国的豪华车)在控制器方面至少有50个甚至100个微控器,每辆车耗用的代码可能是1亿行。

横向可以比较一下,安卓操作系统是1200万行代码,F-35战斗机是2400万行代码,Facebook是6100万行代码。由此可以看到一辆豪华轿车的操作系统的复杂性。

必须要有主动安全技术

汽车安全已经从被动安全技术发展到主动安全阶段,从安全气囊发展到雷达和摄像头,以及侧面和后方的摄像头等预防碰撞发生的系统。

如今在欧洲立法中,已经要求重卡和其他一些商用车,都必须要具备主动安全技术。法规的推动已经使主机厂必须配备更多的主动安全设备,而在美国也是一样,与欧洲类似,如果是美国的NCAP要达五星的话,必须要有主动安全技术。

未来十年我们相信主动安全技术会有比较大的市场应用。消费者的偏好正在决定着主动安全的未来,不管是保险公司的保险政策,还是消费者的需求,在合规性方面,有越来越多的主动安全技术会导入到汽车世界。

因此,标配设备的主动安全领域会有很大增长,我们在过去几年间在主动安全方面的业务增长已经实现了54%左右的复合增长。今年,德尔福在主动安全方面的订单估计会新增10亿美元,目前我们主动安全的市场规模是140亿美元。

在美国,由于有了安全气囊和主动安全技术,每一英里的死亡人数在不断下行,但瓶颈依然存在,为了进一步降低交通死亡率,必须采用更加先进的自动化功能。

根据相关的统计,如果司机能提前半秒钟得到预警信号的话,可以减少60%的碰撞事故,所以半秒钟意义非常重大,性命攸关。

低头看一下再抬头,这中间的间隔就是半秒钟,这半秒钟可以确保司机减少60%的碰撞,而通过自动化的功能,能够确保司机在驾驶过程中永远是看着路、双手不离方向盘。在道路安全方面,智能化、自动化的功能将会扮演非常重要的作用。

2014年,中国汽车保有量新增量是1707万辆,而且新增增量也在不断放大,中国每年道路伤亡人数大概是20万人左右,因此,我们必须要在安全带、安全气囊方面加快动作。

除此之外,通过智能化技术、主动安全技术,可以更快减少道路伤亡事故。主动安全是自动驾驶的构件之一,我们不用等到自动驾驶市场化,就可以通过主动安全技术大大减少道路安全事故。

自动驾驶的核心技术

自动驾驶仍旧在起步阶段,但已经在市场上引起了不小反响。主机厂已经在高度关注自动驾驶的功能。自动驾驶的实现路线图也许各有不同,但由于消费者的拉动、由于政府的重视,将会使得自动驾驶的相关技术创造出更大的价值。

自动驾驶究竟有哪些核心技术?目前,路上已经在用的都是被动安全及主动安全器件,包括气囊控制器、探测安全气囊的张开以及探测碰撞程度的传感器等,还有更多前置的雷达,而且占位空间更小、成本更低、性能更高。

另外包括前视摄像头,中间则通过一体化可以将摄像头信息和雷达信息进行综合计算。在车辆车尾有后视摄像头,对于车辆后方进行监测,如果在本车进行变道时,通过后视摄像头可以观测后方的情况,是否有任何妨碍变道的对象。

这一系列产品,包括RaCAM系统(雷达视频集成系统),加上处理器,从而实现一体化的监测和分析,来指导何时实施紧急制动。比如有行人突然出现,如果驾驶员无法及时采取动作,车辆就可以自动采取紧急制动。新推出的XC90上将会应用这个技术。

另外是V2V和V2I的技术,也就是车辆和车辆之间、车辆与设施之间进行对话,进行信息交换,将自己捕捉的信息与其他汽车实现交换,这可以使得主动安全系统的视野更宽广,也可使自动驾驶更容易实现。在通用汽车2016年新车型上,我们将会首发V2V、V2I技术。

多域控制器是我们的核心技术,类似一个小机箱,但是对于自动驾驶来说非常重要,2007年我们已经在奥迪车型上推出相关产品。

一辆车的控制器可能多达50到55件,但是奥迪修改了车的电气架构,通过K1或者X1级别的高性能的处理器,以及大量软件集成,达到自动性级别,最终可以使处理更加高效,使得数据的交换更加快速,近乎实时的数据交互,在潜在出现碰撞的情况下,近乎实时的数据交换非常的重要。

对于一辆车来说,通过这些技术,特别是前瞻性电气架构,它的内存和处理速度,以及它的定制化,比如说对于主动安全的算法、底盘的算法等可以进行修改和升级。也就是说电气架构可以实现可升级,也可以有前瞻性。这好比手机APP和软件可定期实现升级,之后电气架构也可以定期实现升级。

电子电气架构相当于一辆车的神经系统,在一辆车里流淌着各种各样的数据,现在的数据处理速度在不断加快,多域控制器每秒可处理15G的信息。当你启动一辆车的一到两秒钟之内,电气架构已经完成了10万个信息的交换。今后,甚至当你一启动车,就会有100万条信息在迅速实现交换,因此对新型电气架构系统的要求会更高。

主动安全产品的性能不断提高,功率、数据、计算架构不断提高,对车载信息娱乐要求更高。消费者要求我们把更多的信息娱乐生活带到汽车上,同时将更好的主动安全性能、更先进的架构带到车里。

这样我们可以三合一,哪怕驾驶者稍有走神,都不会影响驾乘者的安全性。我们目前是唯一一家能够实现信息娱乐、连接性、主动安全性、计算功能三合一技术的供应商。

每一层需求都要被满足

当然我们现在离全自动驾驶还有一段距离,因为一层又一层的需求都完善以后才能够实现全自动驾驶。

首先第一层是传感器和感知技术。目前这部分的产品已经上市了,并且会越来越好,成本也会越来越低。

第二层要考虑的是计算平台和控制系统,就是多域控制器,这是一个非常关键的运算能力,车辆需要这种先进的运算能力,才能够把各传感器的信息收集到一起,辅助驾驶者做决策,并且可以替代驾驶者进行决策。

第三层包括电气架构和网络管理,有了它才能够在高速数据网络里游刃有余。

第四层就是车辆互联网,也就是车载电子元器件与外界的沟通,比如说与云端的连接,比如说娱乐平台,汽车都是与云端连在一起。还有与其他车辆、道路基础设施、或任何信息来源的数据进行互联,并且需要更完整、更实时地进行沟通。

第五层是用户体验,当驾驶者坐在驾驶舱里,启动了自动驾驶模式,如今的技术已经可以让驾驶者在高速公路上以60英里/时(96公里/时)的速度巡航。

但是,如果需要你关掉自动驾驶转换到手动驾驶模式,比如说前面有建筑工地等比较复杂的路况,需要你接手自己去控制方向盘,你需要被警示、被告知。

但是这一切的转变应该很顺畅,提醒驾驶者及时调整,而不是一下子吓到驾驶员。比如提前几分钟通知驾驶员接手汽车的控制权,当事情变得比较紧急的时候,驾驶员仍然没有接手汽车的控制,车子会自动停到路边,等等。

这里要说的就是汽车控制权变成驾驶者控制的过程时系统怎么去做,怎么样警告驾驶者,而不是吓到驾驶者,所以这个用户体验也很重要。

第六层是非车载的支持与服务,大量的信息从云端下载下来,比如说车队管理,这里机遇众多,也需要提升。

最后一个就是安全性和安保,这个主要是靠软件,比如说你的智能手机,在正常的室温条件下,其性能表现都很好;你把手机摔到地上,估计整个就坏了,这个是日常消费产品级别的安全。

但车辆不是这样,车辆很可能会处于零下40摄氏度、或零上85摄氏度都有可能,在这个过程中,水汽的含量可能差别非常大,所以给我们的电子产品上硬件的时候,它的安全性是非常重要的考量,这样软件也能适应非常艰苦的硬件环境,这是我们要解决的问题,要保证你线圈里的软件能够在非常严酷的环境下正常工作,每一次都能工作,而且每次都要正确的工作。

不管是硬件还是软件一旦涉及车辆,都应该达到汽车级别的安全和安保,当汽车下生产线,那个新的技术就应该是完整和更成熟的。

总结

主动安全、信息娱乐系统以及电气架构是自动驾驶的三驾马车,而且研发的时候要实现合作式的开发。

我们在全球拥有研发网络,在硅谷已经设置了研发实验室,使得我们能够更快地把先进技术导入到汽车领域,而且也必须与半导体厂商进行合作,导航、操作系统、软件内核、语音识别、摄像头的算法等等都要有合作伙伴。

在高度复杂的项目管理上,必须具备全方位的能力。比如对多域控制器来说可能需要编写2000万到5000万条代码,也就是说在研发过程中,必须要编写如此之多的代码,并进行如此之多的验证,这要求你必须具备从事全球复杂项目的能力,而在中国、欧洲和美国,这样的研发能力还必须要本地化。(作者系德尔福CTO。今年4月,他在上海针对德尔福横跨美国15个州的自动驾驶之旅进行发言,文章据其发言整理而成)

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