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本文作者: 易建成 | 2016-06-24 18:57 |
編者按:張立存博士,沃爾沃智能駕駛事業(yè)部高級(jí)經(jīng)理。張立存畢業(yè)于吉林大學(xué)汽車工程專業(yè),是上海市嘉定區(qū)第三批高層次引進(jìn)人才,是中國(guó)汽車中心交通事故深入分析專家組成員,他在 ADAS 和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域有非常資深的研究和開發(fā)的背景。
今天張立存博士在上海國(guó)際汽車城汽車?創(chuàng)新港分享了沃爾沃的智能駕駛技術(shù)解決方案。雷鋒網(wǎng)做了摘錄(有刪減):
智能駕駛包括的范圍非常廣,包括現(xiàn)在的智能互聯(lián)等方面。今天我僅在主動(dòng)安全、自動(dòng)駕駛以及自動(dòng)駕駛方面所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分享。
現(xiàn)在大家都提「生態(tài)系統(tǒng)」,生態(tài)系統(tǒng)最終目的還是以用戶的體驗(yàn)為主,所以我提出一個(gè)概念就是以用戶體驗(yàn)為主的主動(dòng)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
如果往前看三到五年,大部分的車還沒(méi)有所謂的主動(dòng)安全或者是輔助駕駛系統(tǒng),但是最近這一兩年開始非?;馃帷N蚁嘈盼磥?lái)幾年會(huì)有更多公司,會(huì)在車輛上安裝這些系統(tǒng)。過(guò)去幾年是有和無(wú)的問(wèn)題,未來(lái)幾年就是大家都有了,比的將是誰(shuí)的性能更好、誰(shuí)真正是以用戶的體驗(yàn)為中心。
在沃爾沃內(nèi)部我們幾乎主導(dǎo)了所有的模塊開發(fā),特別是在主動(dòng)安全和自動(dòng)駕駛相關(guān)方面。如果從最前端的設(shè)計(jì)功能開始說(shuō)起,設(shè)計(jì)功能其實(shí)就決定了這個(gè)開發(fā)的系統(tǒng)到底起什么作用,它來(lái)源于很多方面。
比如最簡(jiǎn)單的一點(diǎn),是我們多年前成立的「交通事故處理小組」,在瑞典已經(jīng)收集了大量的交通事故。當(dāng)路上一般交通事故出現(xiàn)的時(shí)候我們就會(huì)和當(dāng)?shù)亟痪块T一起出警,采集真正的路況的交通事故,把這個(gè)作為數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分,然后在后面的驗(yàn)證環(huán)節(jié)會(huì)重復(fù)跑這套東西。
截止到目前為止,大概將近在超過(guò) 3000TB 的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)為我們建立了非常強(qiáng)大的自信,我們應(yīng)該做什么,這是我們?cè)O(shè)計(jì)需求很重要的來(lái)源。
另一方面是駕駛員的智能駕駛行為分析,我們?cè)?jīng)參加過(guò)歐洲的項(xiàng)目組,在這個(gè)過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù),在中國(guó)也做了類似很多工作。還有一些是法規(guī)相關(guān)的,這一些功能的設(shè)計(jì)完全是在沃爾沃內(nèi)部由技術(shù)專家來(lái)定義和開發(fā)的。我們有了這套數(shù)據(jù)之后才會(huì)結(jié)合內(nèi)部各個(gè)部門之間進(jìn)行結(jié)構(gòu)的劃分,設(shè)計(jì)整個(gè)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)應(yīng)該怎么做、怎么布局。
接下來(lái)我們會(huì)與供應(yīng)商會(huì)合作,做整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)。下一步就是零件,一個(gè)是傳感器,一個(gè)是控制單元,所有的需求幾乎都來(lái)自于我們自己,但是具體的開發(fā)任務(wù)一般都是由我們的合作伙伴來(lái)完成,并提供相應(yīng)的報(bào)告。
最后一點(diǎn)就是軟件方面,目前來(lái)講基本的控制邏輯,比如說(shuō)報(bào)警邏輯,幾乎是自己開發(fā)的,我們認(rèn)為這是核心。
現(xiàn)在所有的 OEM 用的供應(yīng)商是差不多的,比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),安全帶控制系統(tǒng)。但是大家造出來(lái)的車卻不一樣。除了市場(chǎng)定位、品牌價(jià)值之外,它的功能、車的性能都不一樣。
這就是主機(jī)廠在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中對(duì)于整車的把控,對(duì)功能的定義是不一樣的。我相信即使將來(lái)大家在主動(dòng)安全方面用的傳感器:激光雷達(dá)也好,攝像頭也好,最后整個(gè)功能肯定有所區(qū)別。
軟件的層面我們自己設(shè)計(jì)之后,會(huì)做多方面的測(cè)試,從模型開始到系統(tǒng)的設(shè)置,再到整車的測(cè)試。
在瑞典我們做的行人碰撞就是自己搭建的環(huán)境,在歐洲開車的路上經(jīng)常會(huì)跳出體型巨大的動(dòng)物叫「四不像」,這種動(dòng)物大家可能沒(méi)有太大概念,一般比我們平??吹降鸟R還要重,如果你開 60 公里左右,突然之間這么一個(gè)物體撞上之后,車的前端幾乎就報(bào)廢了。
我們就要設(shè)計(jì)一個(gè)模型去測(cè)試它,看它如何響應(yīng)。當(dāng)然駕駛模擬器的測(cè)試、路測(cè),都是必不可少的。
我們從 2005 年開始做系統(tǒng)的開發(fā),最開始開發(fā)的時(shí)候系統(tǒng)安裝與沒(méi)安裝對(duì)于駕駛員沒(méi)有什么感覺(jué),因?yàn)樵谖kU(xiǎn)的情況下只是給你一個(gè)預(yù)知度,相當(dāng)于是減少在剎車過(guò)程當(dāng)中的響應(yīng)時(shí)間。
到 2007 年我們推出了自動(dòng)減速的系統(tǒng),可以部分緩解前面遇到的危險(xiǎn);2008 年我們推出了真正的低速安全系統(tǒng)。2012 年我們把這個(gè)自動(dòng)減速做到 1G。
為什么我們一步一步做這么慢?真正做這個(gè)系統(tǒng),在該制動(dòng)的時(shí)候制動(dòng)不是一件非常難的事,但是真正能做到讓系統(tǒng)在不該制動(dòng)的時(shí)候絕對(duì)不制動(dòng),這是非常難的事。
我們?cè)谇皟扇齻€(gè)階段,采集了大量的數(shù)據(jù),進(jìn)行分析,才確保在 2010 年推出了全速自動(dòng)的系統(tǒng)。那時(shí)候系統(tǒng)最大的碰撞避免是在 35km/h,所有的前向碰撞都可以避免。
2012 年我們推出了第二個(gè)城市安全系統(tǒng),我們把速度提升到 50km/h,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)包括從傳感器、控制器、算法整體的優(yōu)化。我們當(dāng)時(shí)也開發(fā)了基于純視覺(jué)的前向碰撞運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng),而且是單目攝像頭。
2014 年我們推出第三代的城市安全系統(tǒng),可以在夜間檢測(cè)到行人,在十字路口我們?cè)黾恿塑囕v的碰撞系統(tǒng),比如當(dāng)你在左拐彎或者右拐彎的過(guò)程中,如果對(duì)面車道有車過(guò)來(lái),車也會(huì)自動(dòng)剎車把它剎停。
我們做城市安全系統(tǒng),到今天也將近十幾年的歷程。我想說(shuō)的是,一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要一個(gè)非常長(zhǎng)的周期,并不是剛剛所說(shuō)的模型走一遍就完事了,其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一次。
沃爾沃安全技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)明,我可以給大家分享的一點(diǎn)就是,這里每一個(gè)系統(tǒng)我們幾乎都是按照剛才的步驟,一點(diǎn)點(diǎn)做下來(lái)的。每個(gè)系統(tǒng)可能都有幾年甚至十年的開發(fā)過(guò)程,最后才真正的把它放到產(chǎn)品上,所以有一個(gè)非常長(zhǎng)的路需要走。
這為我們下一步做自動(dòng)駕駛奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),因?yàn)樽詣?dòng)駕駛過(guò)程當(dāng)中無(wú)可避免的要有預(yù)警、自動(dòng)剎車,不可避免會(huì)遇到很多緊急的情況,我們有很多的現(xiàn)成技術(shù)可以用。
如果大致分一下類,自動(dòng)駕駛不單單是一個(gè)人的問(wèn)題,也是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題。不單單牽扯到普通的消費(fèi)者大眾,而且牽扯到政府相關(guān)方面等等。所以它是一個(gè)立體、垂直的生態(tài)系統(tǒng),它牽扯到各行各業(yè)、各個(gè)方面。
自動(dòng)駕駛的挑戰(zhàn),其實(shí)這些挑戰(zhàn)能解決掉,這條路線幾乎也就成功了。
我們先說(shuō)感知系統(tǒng),就目前來(lái)講,各種感知技術(shù)單靠一兩個(gè)傳感器很難解決現(xiàn)有對(duì)整個(gè)交通路況的感知。對(duì)于一個(gè)人來(lái)講駕駛用到的傳感器很少,但是對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)講傳感器非常重要。
首先第一點(diǎn)是人機(jī)交互,在自動(dòng)駕駛情況下或者這個(gè)模式開啟的情況下,我們需不需要跟駕駛員做交互?那是肯定的。為此我們專門開發(fā)了一個(gè)獨(dú)特的人機(jī)界面交互系統(tǒng)。
設(shè)身處地想一想,當(dāng)你自己駕駛的時(shí)候,如果你從來(lái)沒(méi)有用過(guò)這個(gè)系統(tǒng),肯定想看一下這個(gè)系統(tǒng)怎么工作的,在人機(jī)界面上就需要顯示出來(lái),或者提供給你最想知道的信息在什么地方。這就需要去開發(fā)、去調(diào)研、去研究。在沃爾沃內(nèi)部我們有兩個(gè)專門的人機(jī)工程專家來(lái)探討和研究這個(gè)問(wèn)題。
第二點(diǎn)是失效模式的控制,剛才講了傳感器的失效模式控制,我們會(huì)用多傳感器的融合,也是為了避免單一傳感器產(chǎn)生問(wèn)題。
第三點(diǎn)是自動(dòng)駕駛與其他車輛的交互,中國(guó)和歐洲目前還沒(méi)有這樣做。
第四點(diǎn)是不當(dāng)使用,我們目前的解決方案,是在方向盤兩側(cè)安裝兩個(gè)按紐,必須同時(shí)按下兩個(gè)按紐長(zhǎng)達(dá) 2 秒這個(gè)系統(tǒng)才會(huì)啟動(dòng)或者關(guān)閉。
現(xiàn)有的車輛設(shè)計(jì)是通過(guò)復(fù)雜的軟件來(lái)解決系統(tǒng)安全的問(wèn)題。大家知道在飛機(jī)上所有的系統(tǒng)幾乎都是雙系統(tǒng),這也是為什么飛機(jī)上所用的代碼數(shù)量要比車輛上的多。
我們做過(guò)大概的統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在最新的飛機(jī)用的軟件代碼的行數(shù)幾乎是現(xiàn)在一輛汽車的 2 到 3 倍還多。因?yàn)槲覀冊(cè)谲嚿喜辉试S開發(fā)雙系統(tǒng),但是做自動(dòng)駕駛我們認(rèn)為不得不這樣做。所以在將來(lái)我們產(chǎn)的自動(dòng)駕駛第一代車上很有可能所有的系統(tǒng)都是雙向的系統(tǒng),確保萬(wàn)無(wú)一失。
自動(dòng)駕駛對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn),并不是說(shuō)有了這個(gè)技術(shù)有了汽車就能用,因?yàn)檫@牽扯到政府的法規(guī)和倫理道德的約束等等。
2013 年我們開始了一項(xiàng)大規(guī)模的路試計(jì)劃,2017 年我們會(huì)放 100 輛車去做實(shí)際的數(shù)據(jù)采集的分析:去了解社會(huì)對(duì)它的要求、去了解駕駛員對(duì)它的要求、了解車輛之間的反饋、了解車輛和基礎(chǔ)設(shè)施的反饋。從而逐步解決我們剛才所說(shuō)到的面臨的問(wèn)題。
自動(dòng)駕駛發(fā)展到今天為止,其實(shí)誰(shuí)都不知道它將來(lái)什么時(shí)候會(huì)實(shí)現(xiàn),甚至于不知道它能不能出現(xiàn),因?yàn)樗且粋€(gè)全新的事物,在歷史上沒(méi)有人做成功過(guò),但是我們相信沿著這個(gè)技術(shù)路線一步一步腳踏實(shí)地去走,我們就有希望把它做成功。
今年 4 月 7 號(hào)我們宣布在中國(guó)也要做這一件事,當(dāng)時(shí)我們?cè)诒本┬?,?huì)在未來(lái)幾年,在中國(guó)投放高達(dá) 100 多輛車,在路面上去了解中國(guó)駕駛員的行為,了解車輛和周圍環(huán)境的交互等信息。
同時(shí),我們也做了一個(gè)大膽的決定,如果將來(lái)自動(dòng)駕駛的車真的出現(xiàn),出了任何事情我們自己負(fù)責(zé)。我相信這也是對(duì)整個(gè)自動(dòng)駕駛、 OEM 也好或者客戶都有很大的推動(dòng)作用。
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