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汽车电子终极之梦--全自动驾驶

  自动驾驶是汽车电子的集大成者

  美国的一个统计数据显示,每年行人或者是跟行人相关的死亡率--4000多人。怎样来保护行人让死亡率降低,可以通过视频或者是雷达技术来探测前方的目标,也包括刚才讲到的德尔福RACam--雷达和视频预测系统。另一个美国的统计数据,从2008年到去年为止,由于采用主动安全系统挽救了超过2200个人的生命。第三个统计数据,在全美每年由于交通事故所造成的损失达到2300亿美元,如何减少这些由于交通事故所造成的损失,德尔福的主动安全解决方案在里面会起到不小的作用。通过雷达配置在车辆上,达到车辆四周360度的目标检测,能够对车辆提供全方位的保护。这些讲的是通往自动驾驶之路安全方面的一些情况。

  从信息娱乐方面来说,包括以太网的连接,以及智能手机的应用,驾驶员在驾驶车辆的时候使用导航、短信等等这些数量的增加,它所造成的结果是大概每年有42.1万的车辆事故造成人员伤害。

  德尔福在通向自动驾驶之路上在不断努力追求,通过提供各式各样的主动安全技术来减少交通事故发生率、拯救更多人的生命,减少由于交通事故所造成的财产损失。

  自动驾驶的几个基本组成部分包括:第一个是传感器感知系统,包括安装在车辆前部、后部以及侧边的传感器,来探测车辆四周360度所存在的目标。传感器是整个自动驾驶最基础的部分,在这个之上有计算平台和控制系统,也就是说怎么样把这些传感器和感知系统所得到的数据进行处理做危险评估,是我们的计算平台系统所需要解决的问题。第三个是电子构架和网络管理,在车内有多个传感器、多个控制器需要进行通讯,需要有一个非常高效快速的电子构架和网络管理系统,保证各个控制器之间通讯的畅通。再下一层是车辆的连接,也就是说车辆在行驶过程中需要跟周边设备交互的通讯设施,包括与卫星导航系统进行交互,一个是把自身车辆信息传递给后台,另一方面也通过后台获取其他车辆的信息以及交通状况。

  驾驶体验,也就是刚刚提到的人机界面。人机界面实际上在自动驾驶里面也起到了非常重要的作用,可以通过各种显示屏、各种声音,包括语音识别、语音到文字的转换和文字到语音的转换等等这样一些界面。

Ford主动安全人机界面

  后台的云平台支持服务,通过后台的云平台统一对车辆路径进行规划,把车辆的状态及时传回后台。有了后台的云平台支持,车辆不再是一个单独的孤岛,它实际上是整个大交通里面的一个分子。

  最后,所有的系统都是基于功能安全的系统,所有的系统都要符合功能安全的要求,能够保证这个系统是可靠的、安全的。整个自动驾驶从底层的传感器到系统级的功能,都需要按照功能安全的要求进行设计。

  自动驾驶目前处于什么状态?

  我们目前已经做的一些工作,包括很多主动安全的工作目前在整个通向自动驾驶道路上处于什么样的阶段?我们把自动驾驶分成四个阶段:第一个是驾驶辅助;第二个是部分自动驾驶;第三个是高度自动驾驶;最后的终极目标是全自动驾驶。每个阶段的提升让人为的干预越来越少,车辆的自动控制能力会越来越提高。我们目前所处的是这个状态--部分自动驾驶,下面我把每个阶段所涉及到的关键技术给大家简单介绍一下。

  第一阶段是驾驶辅助,这里面涉及到的传感器包括雷达、摄像头,德尔福提供了前向雷达--电子扫描雷达ES2.5,中距离雷达MRR。我们提供前向视频系统IFV160、IFV250和IFV300,有了这些传感器,系统对车辆的控制,包括紧急辅助刹车,碰到危险的时候能够自动控制刹车,让车辆减速或者停下来;也可以通过人机界面告警,让驾驶员来控制车辆。方向盘控制主要是做车道保持的功能。驾驶辅助阶段实现的主要功能包括自适应巡航ACC、车道偏离报警LDW、紧急辅助刹车AEB,应该说这些功能在目前的车辆当中已经逐渐在配置。

  第二阶段是部分自动驾驶,这是我们目前所处的状态。这里面所涉及到的核心技术跟前面所说的驾驶辅助的主要区别在哪里呢?驾驶辅助倾向于车辆的纵向控制,也就是说你看到前面有碰撞危险的时候可以通过刹车让车停下来。在部分自动驾驶阶段,最大的区别就是它能够对车辆进行横向控制,这里面涉及到传感器,包括雷达、摄像头的数据融合,有了雷达、摄像头的数据融合,对于目标的检测更加可靠。有了侧边和360度的感知,除了能够检测车辆前面的目标以外,还能够检测旁边车道有没有车辆存在。所以说它对车辆的控制除了刚才说的刹车控制以外,还能够通过方向盘做一个自动避让动作。德尔福提供的SRR2、SRR3雷达提供高性能的目标检测和车辆控制,实现360度目标检测和车辆纵/横向控制功能。在部分自动驾驶阶段,主要功能包括紧急刹车、车道保持、自动换道和对普通障碍物的检测。360度的检测实际上是提供了我们目前所处阶段--部分自动驾驶最关键的技术。

  第三阶段是高度自动驾驶,在这个阶段需要有什么样新的技术呢?首先在前面两个阶段,所有的系统都是针对车辆本身,它没有把驾驶员这个因素考虑在里面,所以说在高度自动驾驶阶段,把驾驶员的因素考虑进去了,有了对驾驶员的状态监测,以及车辆外部的交通环境检测,结合导航系统。驾驶员状态监测以及车辆外部交通环境的检测起什么作用呢?刚才讲到车内有很多的信息和娱乐系统,有了这些传感器的话,它能够非常清晰地告诉驾驶员,什么时候用这些信息娱乐系统比较安全,什么时候用这些信息娱乐系统可能会有一些安全问题。这些信息娱乐系统通过任务负荷管理系统,能够自动控制某些功能在某些条件下可以使用,或者不能使用。在高度自动驾驶阶段提供的功能包括高速路的自动驾驶、智能化的人机互动、以及基于安全的信息娱乐系统。

  最后是全自动驾驶阶段。跟前面三个阶段相比,全自动驾驶引入了V2V和V2X的概念,也就是车辆和车辆之间的通讯,以及车辆和路边设备的通讯,也把云端访问和控制引入到自动驾驶里面。有了车辆和车辆之间的通讯,以及车辆和路边设备的通讯,车辆就不再是一个单独的车辆。你的车在路上行驶的时候,不管人眼是否能看到其他车辆,你的车辆都可以感知到周边其它车辆的存在,以及它们的位置;同时通过后台的云端控制,能够把所谓的大交通和局部的交通做一个全局的规划。所以说全自动驾驶不光是解决单个车辆的自动驾驶或者是无人驾驶的目的,同时也起到对交通流量的控制,防止交通堵塞,这才是自动驾驶的终极目标。

  刚才提到的谷歌的自动驾驶车辆,按照这个定义来看还不是完全意义上的自动驾驶车辆,因为我们要达到终极的自动驾驶不光是一辆车的问题,应该是车与车、车与路之间的协同问题,只有做到了这一点,才真正做到了全自动驾驶。

  我们德尔福的安全和互联概念通过安装在车辆的传感器,以及车辆与路边设备之间的通讯,把车辆的安全范围从几厘米扩展到几公里,有了这样的技术保障为自动驾驶提供了很好的基础。

  最后的结论,车辆自动驾驶是个开发的过程,是一个终极目标,主动安全系统发展的每一步实际上都是与自动驾驶息息相关的。目前主动安全系统正处于快速发展的阶段,当前的阶段正是实现自动驾驶关键的一步。正因为自动驾驶是一个过程,所以说消费者从现在开始就可以享受自动驾驶所带来的安全、方便和舒适,不需要等到自动驾驶完全实现,因为主动安全也好、自动驾驶也好,都只是一个过程,你可以享受这中间的任何成果。

  谢谢大家!

  沈博士的演讲透露出一个信息,自动驾驶将会是汽车电子产业发展的终极结果;那么当所有的汽车电子设计水平达到这个阶段的时候,汽车将会在人类的生活中扮演着怎样的角色呢?我们拭目以待!

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