解析大陸集團(tuán)的自動(dòng)駕駛技術(shù)創(chuàng)新布局
記得在十余天前的上海CES Asia現(xiàn)場(chǎng),汽車零部件供應(yīng)商大陸集團(tuán)大談了中國(guó)戰(zhàn)略,還把無(wú)人駕駛小巴CUbE首次帶到了中國(guó),以支持中國(guó)的研發(fā)工作。其實(shí),全球的Tier1巨頭都將目光對(duì)準(zhǔn)了自動(dòng)駕駛,但和車企及高新技術(shù)公司相比他們似乎一點(diǎn)也不“著急”,在高新技術(shù)公司的光芒下,他們顯得要“暗淡”許多。在輿論場(chǎng)上,大陸集團(tuán)的自動(dòng)駕駛感覺(jué)也很“低調(diào)”,但是卻在幕后默默搭建起了從單車智能到大生態(tài)的整個(gè)自動(dòng)駕駛體系。
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1、大陸集團(tuán)做自動(dòng)駕駛的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在“感知層”的攝像頭、毫米波雷達(dá)等傳感器,與博世、電裝等企業(yè)占據(jù)了ADAS市場(chǎng)的半壁江山。
2、“決策層”,大陸集團(tuán)開(kāi)發(fā)了域控制器ADCU,但缺乏關(guān)鍵的芯片,與英偉達(dá)合作補(bǔ)齊了芯片短板。同時(shí),“執(zhí)行層”也基于MK C1制動(dòng)系統(tǒng)組成了冗余方案。
3、大陸集團(tuán)加強(qiáng)了地圖和云端的能力,為自動(dòng)駕駛安全提供了保障。此外,收購(gòu)軟件公司使其能夠提供軟件解決方案和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。
4、“自主泊車功能”、“高速封閉駕駛環(huán)境的自主巡航”和“自主駕駛車”是大陸集團(tuán)自動(dòng)駕駛的三大功能,自主巡航預(yù)計(jì)2020年量產(chǎn)。
● 大陸集團(tuán)自動(dòng)駕駛立足點(diǎn)首先在傳感器
按照業(yè)內(nèi)對(duì)自動(dòng)駕駛進(jìn)行“感知”、“規(guī)劃/決策”、“執(zhí)行”三層架構(gòu)來(lái)劃分,大陸集團(tuán)的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在了“感知層”,也就是攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等傳感器,這些是大陸集團(tuán)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)。
以毫米波雷達(dá)為例,博世、大陸集團(tuán)、海拉、富士通天和電裝等幾家公司占據(jù)了24GHz和77GHz(車載雷達(dá)工作頻率)毫米波雷達(dá)市場(chǎng)份額70%以上(數(shù)據(jù)來(lái)源:《2016-2022年中國(guó)毫米波雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》)。尤其是在中國(guó),博世、大陸和安波福合計(jì)出貨量占總出貨量8成左右。
現(xiàn)今,大陸集團(tuán)的毫米波雷達(dá)已經(jīng)更新到了第五代,比如長(zhǎng)距探測(cè)的ARS510和短距探測(cè)的SRR510、SRR520系列。據(jù)大陸集團(tuán)官方介紹,長(zhǎng)距雷達(dá)探測(cè)范圍最遠(yuǎn)至300米,這也滿足了自動(dòng)駕駛的需求;短距雷達(dá)則首次實(shí)現(xiàn)了僅靠雷達(dá)響應(yīng)的精確泊車功能(ADAS范疇)。
除了毫米波雷達(dá)之外,大陸集團(tuán)也開(kāi)發(fā)激光雷達(dá)產(chǎn)品,比如此前推出的三線束激光雷達(dá)SRL1,但這款激光雷達(dá)的探測(cè)范圍在10米級(jí),能滿足AEB(自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng))、ACC(自適應(yīng)巡航系統(tǒng))等ADAS功能。
但低線束激光雷達(dá)滿足不了自動(dòng)駕駛對(duì)3D環(huán)境構(gòu)建的需求,高線束激光雷達(dá)是大陸集團(tuán)自身產(chǎn)品體系中所缺乏的。在這方面,大陸集團(tuán)收購(gòu)了雷達(dá)公司ASC(深耕于3D Flash固態(tài)激光雷達(dá)),補(bǔ)齊了3D激光雷達(dá)技術(shù)上的短板,但是產(chǎn)品要到2020年才量產(chǎn)。
攝像頭是大陸集團(tuán)在感知層的另一大產(chǎn)品譜系,產(chǎn)品包括雙目攝像頭、單目攝像頭、環(huán)視攝像頭等等。比如最新一代的MFC500系列單目智能攝像頭,它的特點(diǎn)在于模塊化、網(wǎng)絡(luò)化及可擴(kuò)展性,也就是說(shuō)這款攝像頭可以像搭積木一樣匹配不同的硬件,也能夠把道路信息和云端相連接。
● 決策層的“大腦”和執(zhí)行層的冗余
自動(dòng)駕駛需要一個(gè)“大腦”(計(jì)算平臺(tái))來(lái)做決策,不過(guò)對(duì)于這個(gè)“大腦”要以L3為節(jié)點(diǎn)分開(kāi)看待。
像L1/L2級(jí)的ADAS范疇,并不需要一個(gè)中央計(jì)算平臺(tái),決策算法集成在各個(gè)傳感器小系統(tǒng)中,例如AEB、ACC的算法整合在雷達(dá)中,LKA(車道保持輔助系統(tǒng))的算法整合在攝像頭中,感知層的嵌入式計(jì)算平臺(tái)就能夠完成決策過(guò)程。因此,能夠提供車規(guī)級(jí)的、系統(tǒng)級(jí)的ADAS產(chǎn)品的能力也是Tier1能壟斷ADAS市場(chǎng)的原因之一。
但是L3和L2存在著質(zhì)的區(qū)別,更注重系統(tǒng)性整合,一個(gè)功能可能會(huì)運(yùn)用到很多傳感器,并且汽車的架構(gòu)也會(huì)發(fā)生重大改變,以往ECU的模式將面臨瓶頸,“域控制器”的概念率先被博世、大陸和德?tīng)柛槭椎腡ier1提出。
在域控制器方面,大陸集團(tuán)開(kāi)發(fā)出了輔助及自動(dòng)駕駛控制單元(ADCU),屬于新一代中央計(jì)算平臺(tái)。該平臺(tái)的主要作用是對(duì)來(lái)自各個(gè)傳感器(攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,快速構(gòu)建出更加精準(zhǔn)的定位和環(huán)境感知模型,并對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的行為進(jìn)行決策。
可以這樣理解,ADCU是對(duì)獲取的信息進(jìn)行融合計(jì)算,把所有傳感器和各種功能連接起來(lái)。大陸集團(tuán)長(zhǎng)久積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)恰好對(duì)應(yīng)了自動(dòng)駕駛的感知、決策和執(zhí)行的整個(gè)效果鏈,這對(duì)設(shè)計(jì)出ADCU這樣用于自動(dòng)駕駛的中央計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品有莫大的幫助。當(dāng)然,博世、安波福也在開(kāi)發(fā)類似的產(chǎn)品,比如安波福的多域控制器也是對(duì)所接入的不同的傳感器信號(hào)進(jìn)行綜合分析和處理,并發(fā)出控制指令。
不過(guò),在這個(gè)ADCU中,大陸集團(tuán)還是缺失了其中的關(guān)鍵一環(huán),那就是芯片,它能為高性能的計(jì)算平臺(tái)提供核心算力支撐。為補(bǔ)足這塊短板,大陸集團(tuán)和英偉達(dá)結(jié)成了戰(zhàn)略聯(lián)盟,雙方不僅僅是供貨關(guān)系,也會(huì)進(jìn)行深度的開(kāi)發(fā),英偉達(dá)開(kāi)放了軟件平臺(tái),大陸集團(tuán)則從底層基礎(chǔ)上去構(gòu)建整套自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。
L3與L2的另一個(gè)重大改變?cè)谟诳刂茩?quán)(或者說(shuō)責(zé)任權(quán))從人轉(zhuǎn)移到了機(jī)器,因此對(duì)于機(jī)器安全可靠性提出了更高的要求。在執(zhí)行層,大陸集團(tuán)是把MK C1制動(dòng)系統(tǒng)和MK 100液壓制動(dòng)系統(tǒng)(HBE)做了結(jié)合,其冗余降級(jí)保障功能表現(xiàn)在,如果MK C1(主制動(dòng)系統(tǒng))出現(xiàn)故障時(shí),MK 100 HBE(輔助制動(dòng)系統(tǒng))會(huì)立即介入。
博世的智能助力器iBooster與大陸集團(tuán)的MK C1有異曲同工之妙,比如更小的體積、更輕的重量、更快的制動(dòng)響應(yīng)速度,并都具備動(dòng)能回收功能。不過(guò),博世是基于iBooster與ESP(車身電子穩(wěn)定系統(tǒng))組合開(kāi)發(fā)L3及以上的自動(dòng)駕駛制動(dòng)系統(tǒng),兩者互相校驗(yàn)起到冗余制動(dòng)功能。
● “地圖+云”提升自動(dòng)駕駛能力
L2還可以在單車智能上做文章,但是L3則需要一個(gè)大的生態(tài)系統(tǒng)了。
對(duì)于車載傳感器來(lái)說(shuō),300米已經(jīng)是最極限的探測(cè)距離了,可能還達(dá)不到。但是這個(gè)探測(cè)距離對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)顯然不足,更遠(yuǎn)的“視野”是必須的。大陸集團(tuán)的解決方案是電子地平線地圖和云端信息結(jié)合。
其實(shí),大陸集團(tuán)最早推出的是靜態(tài)的電子地平線地圖eHorizon,后來(lái)發(fā)展成聯(lián)網(wǎng)式電子地平線地圖(Connected eHorizon),再到2015年,動(dòng)態(tài)eHorizon正式亮相。eHorizon最大的改變?cè)谟冢簭撵o態(tài)到動(dòng)態(tài)、從低精度到高精度、從離線到連接云端。
對(duì)于地圖和云端的能力提升,大陸集團(tuán)也做了很多努力。比如,與IBM、思科合作,尋求讓eHorizon連上云,擁有了網(wǎng)絡(luò)更新的能力;入股HERE地圖,獲取了足夠多的高精度地圖數(shù)據(jù);與國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星組織Inmarsat合作,進(jìn)一步提升云端能力。
掌握了地圖和云,為大陸集團(tuán)帶來(lái)了很大的幫助,像上文所提到的MFC 500智能攝像頭就可以與eHorizon連接,把道路信息上傳到云端,也能從云端獲取信息,這就為車輛提供了前瞻性操作保障。再如,大陸集團(tuán)的自主巡航系統(tǒng)主要就是依賴于eHorizon和云端來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在高速路段無(wú)需司機(jī)介入。
恰的是,博世(大陸和博世這兩家公司的路線很多方面很相像)也入股了HERE,并且和大陸集團(tuán)占股也一樣(都是5%)。大陸集團(tuán)把傳感器和地圖實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化連接,博世也通過(guò)“博世道路特征(博世拉攏了百度、四維圖新和高德)”把傳感器形成一個(gè)感知網(wǎng)絡(luò),同樣也實(shí)現(xiàn)了“上傳下達(dá)”的效果。
此外,大陸集團(tuán)還收購(gòu)Elektrobit Automotive公司,擴(kuò)展了在汽車系統(tǒng)和軟件解決方案研發(fā)上的專業(yè)能力,收購(gòu)汽車安全網(wǎng)絡(luò)公司Argus,具備了抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的防護(hù)力。
● 三大自動(dòng)駕駛解決方案
除了通過(guò)和英偉達(dá)、IBM等公司攜手以及收購(gòu)各高新技術(shù)公司來(lái)彌補(bǔ)自身的技術(shù)不足之外,大陸集團(tuán)還與華為、百度、蔚來(lái)汽車等一眾企業(yè)有技術(shù)合作,同時(shí)也加入了寶馬-英特爾-Mboileye組成的自動(dòng)駕駛聯(lián)盟。
大陸集團(tuán)在鉆研自動(dòng)駕駛時(shí)也同樣注重車聯(lián)網(wǎng),研發(fā)出了5G-混合式-V2X解決方案,支持任意一套通信標(biāo)準(zhǔn),能應(yīng)對(duì)全球V2X通信的復(fù)雜性。這套混合式V2X方案,首先在中國(guó)取得了首個(gè)量產(chǎn)項(xiàng)目。面對(duì)中國(guó)市場(chǎng),大陸集團(tuán)還有一套車路協(xié)同技術(shù)方案,也在今年CES Asia上進(jìn)行過(guò)展示,把傳感技術(shù)、路側(cè)設(shè)備、智能路燈、行人/自行車以及車輛(CUbE)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通。
大陸集團(tuán)的自動(dòng)駕駛發(fā)展規(guī)劃是,2016年實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化駕駛,2020年起實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化駕駛,到2025年將實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化駕駛。目前,大陸集團(tuán)的自動(dòng)駕駛解決方案主要包括三個(gè)部分,“自主泊車功能”、“高速封閉駕駛環(huán)境的自主巡航”和“自主駕駛車”。其中,高速自主巡航系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于2020年正式量產(chǎn),而自主駕駛車主要是解決城市通勤的“最后一公里”,由L5級(jí)自動(dòng)駕駛車CUbE來(lái)完成。
博世也把自動(dòng)駕駛劃分為三大應(yīng)用場(chǎng)景:“城市工況共享自動(dòng)駕駛”(偏向于無(wú)人駕駛出租車/小巴)、“中高速道路上的自動(dòng)駕駛”(交通擁堵引導(dǎo)及高速道路引導(dǎo))、“低速、封閉場(chǎng)景自動(dòng)駕駛”(對(duì)應(yīng)低速泊車)。
與大陸將率先量產(chǎn)高速自主巡航相比,博世的首個(gè)L3自動(dòng)駕駛功能是“交通擁堵引導(dǎo)TJP(Traffic Jam Pilot)”,將在2021年量產(chǎn),更高級(jí)的
與大陸將率先量產(chǎn)高速自主巡航相比,博世的首個(gè)L3自動(dòng)駕駛功能是“交通擁堵引導(dǎo)TJP(Traffic Jam Pilot)”,將在2021年量產(chǎn),更高級(jí)的高速公路引導(dǎo)HWP(Highway Pilot)可能在2022年之后,而大陸集團(tuán)的交通堵塞巡航(TJP)則計(jì)劃2022年以后量產(chǎn)(在中國(guó))。另外,博世和戴姆勒合作的高級(jí)自動(dòng)駕駛出租車最早或?qū)⒂?022年投放海外市場(chǎng)。綜合看來(lái),似乎博世的整個(gè)自動(dòng)駕駛節(jié)奏把握得更加緊湊。