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L2级自动驾驶今年井喷蒋京芳揭秘博世自动驾驶全家桶,EditSprings,艾德思

论文翻译 | 2019/05/05 10:54:28  | 194 次浏览

 车东西(公众号: chedongxi ) 文 |  晓寒

4 月 19 日,由车东西与 2019 上海车展承办方 —— 上海市国际展览有限机构( SIEC )联合举办的 GTIC 2019 全球智能汽车供应链创新峰会在 2019 上海车展同期举办,大会邀请到来自学术界/整车企业/零部件企业/互联网机构/新兴自动驾驶机构和人工智能机构等智能汽车供应链领域的 15 位嘉宾登台,探讨智能汽车时代的供应链创新与出行变革.

博世底盘控制系统中国区驾驶员辅助业务单元副总裁蒋京芳在做了题为<自动驾驶赋能未来出行>的演讲,详解介绍了全球最大的汽车零部件企业博世在自动驾驶领域的成绩与未来发展规划,并指出了自动驾驶技术量产落地面临的多重挑战.

一/自动驾驶的三大落地场景 蒋京芳在现场讲到,博世眼中的自动驾驶分为三个世界 —— 即三个重要落地场景,城市/高速公路和封闭限定区域.

城市场景的行驶路况最复杂,因此主要是研发 L4/L5 级自动驾驶技术,未来主要应用方向在城市无人出租车 / 网约车类等共享出行服务上.在写论文中,论文润色可以节省很多发文时间,在此推荐editsprings提供的sci论文翻译润色服务。

 

高速公路场景相对城市路况要简单一些,是多数主机厂关注的方向,即从 L1 开始,让私家车逐步实现 L3 甚至 L4 等级的自动驾驶能力.

封闭限定区域相对前两个场景路况最为简单,因此也成了大部分主机厂/出行机构和初创自动驾驶机构最为关注的方向.

主机厂在这个领域推出了等级越来越高的自动泊车技术,而出行和自动驾驶创企则也在尝试部署用于厂区/园区/港区的低速 L4 级无人车.

蒋京芳在现场表示,博世作为全球最大的汽车零部件供应商,在这三个重要场景里都有产品布局.

高速公路场景上,博世在 2018 年已经开始助力车企量产 L2 级自动驾驶系统,明年还会推出支持指令式变道的 级系统.

城市场景上,博世正与戴姆勒/英伟达合作研发 L4 级的自动驾驶出租车,并将在今年 9 月于美国圣何塞展开试运营.

封闭限定区域场景上,博世主攻自动泊车技术,目前已量产 L2 级 APA 自动泊车系统,推出了 L4 级的 AVP 自动代客泊车系统,后续还将推出驾驶员在车外遥控泊车辅助系统等高级功能.

二/高速公路场景: L2 今年上车 40 款 明年落地 博世从 2011 年起就开始了驾驶员辅助系统业务,从 ACC / LKA 等 L1 级系统做起,帮助主机厂落地自动驾驶技术.

2018 年起,博世开始向主机厂提供 L2 级自动驾驶系统 —— 即单车道不变道的自动驾驶.

去年,博世的 L2 级系统率先在荣威 Marvel X /长安 CS55 /长城 VV6 /吉利博瑞GE四款车上落地.而到了 2019 年,更是呈现出 " 井喷 ' 式落地的景象 —— 今年将至少有 40 款车型搭载博世的 L2 级自动驾驶系统.

 

技术上,博世的 L2 级系统在感知层配备了 1 个博世第四代毫米波雷达和 1 个博世第二代单目摄像头,决策能力布置在雷达或摄像头控制器中,依靠 ESP 和 EPS 进行纵向和横向控制,不需要冗余执行器.

在这套设备的加持下,其 L2 级系统具体分为工作范围在 0-60 公里 / 小时的 TJA 交通拥堵辅助功能和工作范围 0-130 公里的 ICA 智能巡航辅助系统,用户可脱手 20 秒.

到 2020 年,博世将推出 级自动驾驶系统 HWA (高速公路辅助),在 L2 级系统的基础上,增加驾驶员确认后的车辆自动变道功能,工作范围在 0-130 公里 / 小时,用户可脱手 20 秒.

因为增加了变道功能, 级的系统在技术上也进行了一些升级.

HWA 功能需要在车辆前部和四角各配置有 1 个博世第五代毫米波雷达, 1 个三代前视单目摄像头,决策能力布置在名为 DASy 基础版的域控制器中,同样由 ESP 和 EPS 进行纵向和横向控制,不需要冗余执行器.

一个有趣的细节是,蒋京芳表示,如果 HWA 系统选用驾驶员监控摄像头和高精地图,其实可以实现更长时间的脱手,通用的 SuperCruise 系统就是如此.

再往后,博世还在研发 L3 级的 TJP 交通拥堵引导和 HWP 高速公路引导功能.

TJP 算是入门级的 L3 级系统,工作范围在 0-60 公里 / 小时,驾驶员可脱手/脱眼,但不能睡觉以备接管车辆.

该系统需要在 L2 级系统的基础上,增加双目摄像头/驾驶员检测摄像头/环视摄像头以及超声波传感器参与工作,用于决策的域控制器升级为 DASy 增强版,制动系统采用 ESP+iBooster 电控刹车互为冗余,转向系统也需要冗余设计.

再往后就是驾驶员可睡觉的 HWP 功能,博世对其定义为 L3/L4 级系统,工作范围在 0-130 公里 / 小时.

在 TJP 的基础上, HWP 需要增加高性能毫米波雷达 / 摄像头/激光雷达等传感器,同时也需要两个决策用的域控制器互为冗余,还需要用到高精地图和高精定位等技术.

三/城市和封闭限定区域:重点推进自动泊车技术 城市场景上,博世正在跟戴姆勒/英伟达等伙伴合作研发 L4/L5 级的自动驾驶出租车,并将在今年下半年于美国加州圣何塞进行试运行.蒋京芳表示,其自动驾驶出租车的目标是在 2022 年左右逐步投放市场.

技术上,博世的 L4/5 级自动驾驶出租车需要在 L3/L4 级系统的基础上安装更高分辨率 / 更高性能的毫米波雷达/交通灯识别摄像头/更远探测距离的激光雷达等传感器,并搭载性能 更强劲的车载计算机来提供计算能力.

此外蒋京芳还强调, L4/5 级的自动驾驶出租车还需要非常强大的后台控制系统来对车辆进行云端管理和调配才能真正实现共享出行.

在封闭限定区域,博世研发的主要方向集中在自动泊车功能上面,推出了极为丰富的产品序列.

2008 年,博世就量产了泊车报警和半自动泊车系统. 2018 年又量产了 L2 级的 APA 全自动泊车,推出了 L4 级的 AVP 自动代客泊车技术.

蒋京芳表示, 2018 年有多款搭载博世 L2 级自动泊车技术的车型上市,可谓是自动泊车的元年.而今年这一趋势还将更加明显,到年底预计将有 20 余款车型搭载这一系统.

 

技术上,该系统搭载了 12 个博世第五代超声波雷达来感知外部环境,一个超声波泊车控制器提供决策能力,用 ESP 和 EPS 进行纵向和横向控制,不需要冗余.

不远的未来,博世还将推出 L2 级的 RPA 遥控泊车辅助功能,人在车外按着手机或车钥匙即可让车辆自行完成固定车位的自动泊车操作.

由于人在车外,因此其在技术上也提出了更高要求.

RPA 系统需要 12 个博世第六代超声波传感器和 4 个博世第二代近距离摄像头提供感知能力,一个专用的域控制器提供计算能力, ESP+iBooster 提供具备冗余的纵向控制, EPS 提供横向控制.

与 RPA 相似的,博世还有 HPA 家庭区域泊车辅助系统,即针对固定车位,系统在学习泊车路径后,无需用户在车内即可独立完成泊车过程.

而再往后,则是 L3 级的家庭区域泊车引导 HPP 和遥控泊车引导 RPP ,这时已经不在需要用户站在车外进行监控,一键即可让车辆完成泊车.

四/自动驾驶量产落地面临多方挑战 蒋京芳在现场强调,博世虽然已经规划了 L2 / 级的多个自动驾驶功能并明确了其落地时间,但是并未表明 L3 级自动驾驶功能的落地时间.

" 为什么没有明确的时间点?我引用一下自动驾驶初创机构的话,自动驾驶做的越多,发现坑越大. ' 蒋京芳说道, " 像博世这样的 Tier1 在做的过程中也有同样的感受. '

蒋京芳指出,想要将 L3 级以上的自动驾驶系统落地,除了要有很好的感知/定位/决策/执行系统外,还要考虑到车辆的电子架构/网络安全/功能安全问题,并且需要法规的支持.

与此同时,高等级自动驾驶的量产落地还面临验证问题.

她表示,传统的验证方法针对的是已知场景,例如在 A—B 之间进行 2500 小时的道路测试即可验证系统功能的成熟度.

但到了自动驾驶时代,还需要通过模拟的方法对极限场景进行验证.而在自动驾驶功能上市后,还需要根据消费者的实际行驶数据,不断进行迭代升级.

" 尽管面临多方挑战,博世还是认为自动驾驶就是未来. ' 蒋京芳讲道.

为了迎接挑战,博世在感知/定位/控制器/执行器等多个方面都进行了一系列准备.

感知方面,博世目前已经售出超过 100 万套毫米波雷达.明年量产的第五代毫米波雷达的探测距离将从 160 米升级到了 200 米,视场角也从 90 度扩展到 100 度.

 

其第三代多功能 / 立体摄像头的像素从 120 万升级到 200 万,视场角从正负 25 度扩展到正负 50 度,并引入了纹理识别/密集光流法/卷积神经网络等技术.

与此同时,其第六代超声波雷达也在探测范围/系统刷新时间/阈值标定等方面进行了升级,并且能与第二代近距离摄像头和环视系统进行传感器融合.

更为重要的是,博世也在研发扫描式激光雷达,未来将与毫米波雷达/摄像头和超声波雷达组成完整的传感器矩阵.

定位方面,为了解决卫星 GNSS 系统信号不足和偏差问题,博世推出了卫星定位智能传感器 VMPS ,内部集成有高精度的六轴惯导,提供纠偏服务,能够把定位精度控制在 20 厘米以内.

此外,在卫星信号缺失的情况下,还需要用到相对定位技术 —— 即博世道路特征技术,该方案通过摄像头/雷达等传感器采集外部道路特征,上传到云端与高精地图数据进行比对进而实现定位.

总体来说,卫星定位智能传感器 VMPS 和博世道路特征技术两者互为补充和冗余,保证了定位的精度和可靠度.

决策方面,博世推出了一系列针对不同级别自动驾驶的域控制器.

L1/L2 级自动驾驶的决策能力集成在毫米波雷达或摄像头的微控制器内; 针对 级自动驾驶推出的 DASy 基础版则使用 ASIL-D 级的处理器; L3 和 L4 级自动驾驶系统则需要用到 DASy 增强版和 DASy 至尊版,两者同时搭载有微控制器和处理器, 后者还有专用的视频和 AI 处理器支持 深度学习计算.

最后的车辆控制和执行系统是博世的传统强项,其不仅有 ESP 车身稳定系统这类垄断级产品,还有 EPS 电助力转向和 iBooster 电控刹车等控制系统,可以为各等级的自动驾驶车辆提供带有冗余的纵/横向控制系统.

结语:一家软硬件一体式自动驾驶机构 自手机进入智能时代后,苹果用软硬件一体的开发策略获得了巨大的成功,成为新一代电子产品开发的典范.随着汽车迈入智能电动汽车时代,这一开发策略依然有效,特斯拉就凭此成为全球头号新造车企业.

当然,对于自动驾驶技术来说,软硬件一体式开发策略也同样重要,也是各家机构非常向往的一种能力.但汽车产业对安全性要求极高,同时又有极高的开发门槛,软硬件一体知易行难.

目前来看,博世算是全球极少数既能开发传感器/控制器/执行器等硬件,又能开发从 L1—L5 各类针对城市/高速公路以及封闭区域场景的自动驾驶软件的玩家.

再凭借其在传感器/车身控制等领域近乎垄断级的存在,博世注定将是自动驾驶领域最重要的一个玩家之一.

 

 

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