借著這個(gè)熱點(diǎn)話題,我們來(lái)談?wù)務(wù)?chē)企業(yè)的總體戰(zhàn)略方向,其實(shí)有個(gè)核心的問(wèn)題,是未來(lái)的車(chē)輛需求在美國(guó)、歐洲和中國(guó)一線城市是增加還是減少的。前者代表可以繼續(xù)增加平臺(tái)去搶市場(chǎng),后者需要仔細(xì)權(quán)衡一下是不是需要在具體車(chē)型上進(jìn)行收縮。所以我們看到美國(guó)三家企業(yè)是選擇一定尺度的收縮,日本的幾個(gè)企業(yè)在整合之后考慮調(diào)整,而德國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)選擇削減柴油和內(nèi)燃機(jī),加大電動(dòng)汽車(chē)的投入。而自動(dòng)駕駛的戰(zhàn)略,是幾家考慮的重點(diǎn)話題,每家方式方法可能有不同。這次的熱點(diǎn),以通用來(lái)說(shuō),總體看看以自動(dòng)駕駛服務(wù)為導(dǎo)向的Cruise Automation和高端車(chē)輛輔助駕駛系統(tǒng)Super Cruise,從自動(dòng)駕駛服務(wù)和高端車(chē)型的演進(jìn),從兩邊一起使力,分兩種路徑去布局。
第一部分 自動(dòng)駕駛服務(wù)
我們來(lái)回收這筆交易,現(xiàn)在看來(lái),還真是特別的有意思呢。這個(gè)錢(qián),當(dāng)時(shí)來(lái)看是天價(jià),現(xiàn)在整個(gè)業(yè)務(wù)的價(jià)值變成了100多億美金。
在汽車(chē)電動(dòng)化、車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)連接還有自動(dòng)駕駛的技術(shù)支持下,基于車(chē)輛共享化前提展開(kāi)的出行即服務(wù)影響著汽車(chē)企業(yè)的未來(lái)。在這個(gè)邏輯里面,越是前面的企業(yè)存在著很大的挑戰(zhàn),當(dāng)公眾觀念改變和消費(fèi)者的習(xí)慣隨著技術(shù)進(jìn)步發(fā)生轉(zhuǎn)向的時(shí)候,企業(yè)自身是無(wú)法抵抗這種轉(zhuǎn)變的。
通用汽車(chē)也有類(lèi)似轉(zhuǎn)型的內(nèi)容,電氣化、智能網(wǎng)聯(lián)、自動(dòng)駕駛和共享服務(wù)相結(jié)合,將驅(qū)動(dòng)未來(lái)個(gè)人出行方式的實(shí)現(xiàn)。公司致力于研發(fā)先進(jìn)技術(shù),將全球資源與本土優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,積極推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)由傳統(tǒng)制造業(yè)向智能出行服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型。
咨詢(xún)公司Navigant的一份新報(bào)告《Navigant Autonomous Driving Leaderboard》引起汽車(chē)界人士的廣泛關(guān)注,報(bào)告里面對(duì)于現(xiàn)有具有代表性的19家無(wú)人駕駛汽車(chē)企業(yè)并對(duì)它們進(jìn)行了排名
并且被分為四類(lèi):領(lǐng)導(dǎo)者、競(jìng)爭(zhēng)者、挑戰(zhàn)者和追隨者:
領(lǐng)導(dǎo)者:通用汽車(chē)、福特汽車(chē)、Waymo(Google)、大眾汽車(chē)(主導(dǎo)是奧迪)、戴姆勒-博世、雷諾日產(chǎn)聯(lián)盟、安波福(德?tīng)柛7蛛x)、寶馬-英特爾-FCA
競(jìng)爭(zhēng)者:沃爾沃-Autoliv-愛(ài)立信-Zenuity、PSA、Navya、百度-北汽、捷豹路虎、豐田、現(xiàn)代
挑戰(zhàn)者:Uber、特斯拉、本田和蘋(píng)果
通用汽車(chē)公司以10億美元的價(jià)格收購(gòu)了位于舊金山的一家名為Cruise Automation的小型軟件公司(致力于研發(fā)無(wú)人駕駛技術(shù)),將利用這次收購(gòu)將補(bǔ)足自己在無(wú)人駕駛上的技術(shù)空缺,從而將幫助通用在無(wú)人駕駛汽車(chē)領(lǐng)域中贏得一席之地。通用汽車(chē)給予Cruise CEO Kyle Vogt足夠的自主能力和影響力,不僅能保持原有的獨(dú)立的運(yùn)作機(jī)制,也能輕松獲得汽車(chē)設(shè)計(jì)和底層架構(gòu),Cruise的工程師可以與通用工程師密切合作,通用汽車(chē)向聯(lián)邦政府請(qǐng)求批準(zhǔn),明年開(kāi)始生產(chǎn)沒(méi)有方向盤(pán)或踏板的改裝Bolt。按照未來(lái)的形態(tài),基于Bolt的開(kāi)發(fā)也是一個(gè)暫時(shí)的狀態(tài),最終的自動(dòng)駕駛車(chē)輛將會(huì)以SAV的形式出現(xiàn)。如下圖所示,是按照共享的運(yùn)營(yíng)模式,設(shè)計(jì)出來(lái)符合要求的電動(dòng)車(chē)輛,從而把電動(dòng)汽車(chē)與自動(dòng)駕駛,充分發(fā)揮運(yùn)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)。
我們通過(guò)通用汽車(chē)發(fā)布的《2018SELF-DRIVING SAFETY REPORT》梳理一下在GM當(dāng)下對(duì)于自動(dòng)駕駛的一些安全設(shè)計(jì)核心考慮。這個(gè)車(chē)輛是考慮沒(méi)有駕駛員也能安全運(yùn)行的理念,充分在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、測(cè)試和驗(yàn)證的各個(gè)環(huán)節(jié)考慮安全性。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是從開(kāi)發(fā)初期就整合進(jìn)車(chē)輛,再加上與軟硬件團(tuán)隊(duì)的緊密合作,通用已經(jīng)完成了所有的系統(tǒng)潛在故障模式評(píng)估,并一一解決了這些問(wèn)題,以保障車(chē)輛的安全可靠。
首先我們看到的是車(chē)輛的傳感器系統(tǒng)
為了實(shí)現(xiàn)“感知”功能,裝了
1)5 臺(tái)激光雷達(dá):激光雷達(dá)是最為關(guān)鍵的,5個(gè)激光雷達(dá)都配置在車(chē)頂上面。
2)16 個(gè)攝像頭:這些密布的攝像頭在車(chē)輛的不同位置獲取不同角度的圖像數(shù)據(jù)。這些圖像數(shù)據(jù)是激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)補(bǔ)充,也是重要的感知源。
3)21 個(gè)雷達(dá):雷達(dá)是激光雷達(dá)的補(bǔ)充,利用毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù),能看到低反射率的物體
關(guān)聯(lián)雷達(dá)(ARTICULATING RADARS):前1側(cè)2,用來(lái)檢測(cè)前方和側(cè)方的移動(dòng)車(chē)輛,需要以較大的視野內(nèi)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛
長(zhǎng)距離雷達(dá)(LONG-RANGE RADARS):前2后2,共四個(gè),用來(lái)檢測(cè)前后方的車(chē)輛并且測(cè)量車(chē)輛的速度
短距離雷達(dá)SHORT-RANGE RADARS:前6后4一共10個(gè),主要用來(lái)檢測(cè)車(chē)輛附近的物體,主要是行人、自行車(chē)等比較重要的物體
這些傳感器數(shù)據(jù)讓車(chē)輛能識(shí)別復(fù)雜的環(huán)境。值得一提的是,通用用到的傳感器能覆蓋近程和遠(yuǎn)程,且有 360 度視角。兩種傳感器搭配使用,速度數(shù)據(jù)就不再是問(wèn)題。
攝像頭也是激光雷達(dá)的補(bǔ)充,因?yàn)樗軠y(cè)得物體發(fā)出或反射的光線強(qiáng)度,讓“大腦”能獲得更多物體細(xì)節(jié),兩者結(jié)合后車(chē)輛做決定就更有信心??臻g和時(shí)間確定后,車(chē)輛就能規(guī)劃路徑。
圖 這臺(tái)車(chē)輛(第三代)配置了各種各樣的感知傳感器系統(tǒng),覆蓋外部周?chē)?360 度
自動(dòng)駕駛運(yùn)算平臺(tái):計(jì)算“大腦”
自動(dòng)駕駛關(guān)鍵在于計(jì)算“大腦”,計(jì)算平臺(tái)讓車(chē)輛能掌握周?chē)澜绲那闆r并作出安全的駕駛規(guī)劃。單一技術(shù)不能讓“大腦”順利轉(zhuǎn)起來(lái),是各種尖端技術(shù)的結(jié)晶,包括行為控制、機(jī)器學(xué)習(xí)、模擬、感知、定位、地圖、規(guī)劃、路線分配和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。感知、規(guī)劃和控制,是車(chē)輛感知周邊環(huán)境并在駕駛中做決定的關(guān)鍵支柱。
感知利用傳感器監(jiān)控周?chē)h(huán)境并搭建一個(gè) 3D 模型。傳感器負(fù)責(zé)將信息輸入計(jì)算平臺(tái),進(jìn)行算法運(yùn)算探測(cè)并對(duì)物體進(jìn)行分類(lèi),確定外部環(huán)境內(nèi)的物體的位置、速度和方向
規(guī)劃會(huì)決定車(chē)輛的行為,會(huì)參考道路交通法規(guī)為車(chē)輛制定形式路徑,給自己找到適合行車(chē)的路徑。在這個(gè)系統(tǒng)里面也會(huì)設(shè)計(jì)可行駛的區(qū)域,對(duì)區(qū)域進(jìn)行分類(lèi),使得自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不會(huì)開(kāi)著車(chē)輛去無(wú)法駕馭的區(qū)域和路線。規(guī)劃的過(guò)程是基于車(chē)輛位置、其他車(chē)道上車(chē)輛的預(yù)計(jì)動(dòng)作、交通管理、道路標(biāo)識(shí)和交通法規(guī)等外部因素做出的。會(huì)對(duì)多條道路進(jìn)行分析并根據(jù)當(dāng)時(shí)情況做出最佳決定,如果發(fā)生意外的情況,在決策中調(diào)取備用方案。
控制則負(fù)責(zé)執(zhí)行“規(guī)劃”的命令,控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、油門(mén)、剎車(chē)和動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)作。控制功能是建立在車(chē)輛原有的車(chē)輛穩(wěn)定、牽引力和防抱死系統(tǒng),可以根據(jù)上層的規(guī)劃完成實(shí)際可行的規(guī)避動(dòng)作。
通用的系統(tǒng)安全項(xiàng)目整合了業(yè)內(nèi)通行的工程標(biāo)準(zhǔn)、多年的造車(chē)經(jīng)驗(yàn)和許多來(lái)自其他行業(yè)(航空航天、制藥和國(guó)防)的苛刻標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要的系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)健性和冗余與航空和航天是有一定相似性。系統(tǒng)安全流程有兩個(gè)關(guān)鍵部分,迭代設(shè)計(jì)的安全和綜合風(fēng)控與深度整合的安全。
兩套同時(shí)工作的計(jì)算系統(tǒng):專(zhuān)注于提升系統(tǒng)的能力,讓它掌握車(chē)輛的完整控制權(quán),包括加速、剎車(chē)、轉(zhuǎn)向和決定等。運(yùn)算系統(tǒng)有全面的診斷和分析,確定潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)并找出相應(yīng)對(duì)策。
兩套供電系統(tǒng):設(shè)計(jì)兩套從高壓電池轉(zhuǎn)換的供電系統(tǒng),并且配置了額外的冗余的電池供給核心的傳感器。
信號(hào)傳輸系統(tǒng):兩套計(jì)算系統(tǒng)、關(guān)鍵傳感器和執(zhí)行器的通信采用了額外的冗余路徑
冗余的碰撞執(zhí)行:主要是剎車(chē)方面采用了兩套執(zhí)行的方式,可能是前后剎車(chē)獨(dú)立控制,以保證車(chē)輛的可控性。
車(chē)輛定位:采用多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于車(chē)輛的位置確定,這個(gè)主要是核心的基礎(chǔ)。
對(duì)于通用汽車(chē)來(lái)來(lái)說(shuō),之前花了很多的資金來(lái)收購(gòu)Cruiseautomation,然后配置相應(yīng)的電動(dòng)汽車(chē)的工程團(tuán)隊(duì)對(duì)接,然后密歇根Orion的裝配廠采用量產(chǎn)工藝制造自動(dòng)駕駛汽車(chē)的公司。130輛搭載新一代自動(dòng)駕駛技術(shù)的測(cè)試車(chē)在底特律附近的組裝廠實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),加入原先由50輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)組成的測(cè)試車(chē)隊(duì),在舊金山、亞利桑那州斯科茨代爾和密歇根州底特律市三地開(kāi)展公共道路測(cè)試。
第二部分 Super Cruise
嚴(yán)格來(lái)說(shuō),通用的輔助駕駛原有的工程團(tuán)隊(duì)是采用漸進(jìn)式路徑進(jìn)行開(kāi)發(fā)的,在之前的積累上,開(kāi)發(fā)了L2級(jí)別的駕駛輔助系統(tǒng)(Super Cruise超級(jí)巡航——,已經(jīng)在搭載到了在北美上市的2018款凱迪拉克CT6之上。
備注:在自身的體系下,當(dāng)時(shí)叫的是CSAV2, Comprehensive Safetyand Adaptive Vehicle 2
Super Cruise是由自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、藍(lán)線保持系統(tǒng)、以及駕駛員注意力保持系統(tǒng)三部分構(gòu)成。
1、自適應(yīng)巡航系統(tǒng):通過(guò)毫米波雷達(dá)監(jiān)測(cè)前方車(chē)輛,以保證在一個(gè)安全的車(chē)速內(nèi)行駛。這是一套全速域的ACC系統(tǒng),工作時(shí)速為0-89英里/時(shí)(0-144公里/時(shí)),也就是說(shuō)即使前方車(chē)輛停下來(lái)再起步,Super Cruise也可以不中斷跟車(chē)并且無(wú)需手動(dòng)干預(yù)。
2、駕駛員注意力保持系統(tǒng):通過(guò)車(chē)內(nèi)方向盤(pán)附近的微型攝像頭與紅外傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員視線是否保持在路面上。
3、藍(lán)線車(chē)道中央保持系統(tǒng):前視攝像頭和兩側(cè)的環(huán)視攝像頭主要用于識(shí)別左右兩側(cè)道路標(biāo)識(shí)、判斷車(chē)道中央位置及朝向。通過(guò)高精度地圖提供的道路曲率數(shù)據(jù)、車(chē)道編號(hào)、上/下匝道及其它道路屬性信息,高精度GPS用于定位、獲得沿道路縱向偏移距離并判斷車(chē)輛所在車(chē)道。整合信息后可形成一個(gè)沿車(chē)道中央的虛擬車(chē)輛控制路徑(車(chē)輛可自動(dòng)行駛路線)
在這個(gè)過(guò)程里面,需要提前與地圖供應(yīng)商合作,通過(guò)激光雷達(dá)繪制了高速公路地圖,以此為Super Cruise的開(kāi)啟設(shè)立了一個(gè)地理圍欄。當(dāng)系統(tǒng)判定當(dāng)前處于有效區(qū)域,車(chē)輛位于車(chē)道中央,且傳感器可以正常工作時(shí),儀表盤(pán)上便會(huì)出現(xiàn)一個(gè)白色的Super Cruise專(zhuān)屬圖標(biāo),表明超級(jí)巡航處于待機(jī)狀態(tài),此時(shí)摁下方向盤(pán)上的超級(jí)巡航按鈕,功能便會(huì)正式開(kāi)啟,儀表盤(pán)上的圖標(biāo)也會(huì)隨之變成綠色,駕駛員雙手雙腳可以離開(kāi)方向盤(pán)和油門(mén)剎車(chē)。
功能使用中,當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)紅外檢測(cè)到車(chē)主有分心狀態(tài),或者在系統(tǒng)判斷外部環(huán)境超過(guò)設(shè)置閾值的時(shí)候(車(chē)道線不清昕,GPS信號(hào)弱等)系統(tǒng)會(huì)提示駕駛員馬上接管車(chē)輛。
一級(jí)預(yù)警在5秒鐘之內(nèi)得不到反饋時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入二級(jí)預(yù)警
綠色閃爍變成紅燈閃爍的同時(shí),會(huì)伴有警報(bào)聲或者座椅震動(dòng)
如果10秒鐘之內(nèi),駕駛者仍然沒(méi)有將手放到方向盤(pán)上,則進(jìn)入三級(jí)預(yù)警,Onstar后臺(tái)話務(wù)員將會(huì)接入,Super Cruise功能被停止
如果三級(jí)預(yù)警下駕駛員仍然沒(méi)有將手放到方向盤(pán)上,系統(tǒng)會(huì)判定車(chē)輛已經(jīng)處于失控狀態(tài),會(huì)自行剎車(chē)停止在當(dāng)前車(chē)道上
從這個(gè)層面來(lái)看,這個(gè)功能是在原有TJA的基礎(chǔ)上,優(yōu)化的更好一些,在高速段開(kāi)啟。比起Audi的zFAS而言,宣傳上要弱化一些,體驗(yàn)上確實(shí)是類(lèi)似的。
從某種程度上,這個(gè)比Autopilot從濫用上極大的杜絕使用,能在部分路段上給車(chē)主提供幫助,其實(shí)國(guó)內(nèi)的高速環(huán)境比較奇特。使用起來(lái)限制比較多,我個(gè)人以為通往自動(dòng)駕駛的路,兩方面都要走,其內(nèi)部的有關(guān)于安全機(jī)制的考慮是相似的。
這里采用了相似的DV驗(yàn)證來(lái)對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,并實(shí)施了系統(tǒng)安全的分析方法,來(lái)構(gòu)建與原有車(chē)輛系統(tǒng)兼容的安全設(shè)計(jì)理念。
兩者都需要從車(chē)輛遠(yuǎn)程控制和系統(tǒng)總線的角度考慮的,由于整個(gè)聯(lián)網(wǎng)的特性需求,使得車(chē)輛和后臺(tái)是緊密聯(lián)系起來(lái),也增大了系統(tǒng)的信息安全的難度。從電氣架構(gòu)上,Cruise走的更基金一些,如大量的通信、電氣和接口連接線束從車(chē)輛下部連接到了頂部的信息感知系統(tǒng)上,而車(chē)廂后部的計(jì)算系統(tǒng)則是整個(gè)自動(dòng)駕駛車(chē)輛的核心區(qū)域。原有的Onstar車(chē)聯(lián)系統(tǒng)就完全不夠用了,特別是之前的計(jì)算系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)采集,所以采用了獨(dú)立的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),達(dá)到了200MB/s的存儲(chǔ)和收集的能力,當(dāng)然也構(gòu)建了從原有Onstar獲取車(chē)輛原有總線信息的能力。如下圖所示,通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以還原整個(gè)感知場(chǎng)景和車(chē)輛的運(yùn)行情況。
小結(jié):未來(lái)的車(chē)企,勢(shì)必面臨轉(zhuǎn)型,特別是當(dāng)新車(chē)戰(zhàn)略慢慢行不通的時(shí)候,就需要在就有的商業(yè)模式和新的商業(yè)模式上都下功夫。
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