道路服务-为自动驾驶汽车提供了厘米级的高精度定位

九州缥缈录开播

自動駕駛不僅僅是需要通過傳感器來感知環境,也離不開一些更智能的服務。高精定位,對於自動駕駛來說就是一個重要的命題,只有時刻讓汽車知曉接近厘米級的自身準確位置,才能保證安全行駛。

全文總結從博世對自動駕駛技術的研發佈局可以看出,其優勢在於過往的技術積累使其深深地嵌入到了自動駕駛的技術鏈條中,並且在個別領域的存在感甚至是壟斷性的。另外,博世對自動駕駛的態度是非常謹慎的,冗餘保障貫穿了自動駕駛的所有環節,零部件供應商都深知安全是汽車的第一要義,安全的基因也是其他公司所無法複製的。

『博世定位解決方案』基於衛星的絕對定位:博世開發出了衛星定位智能傳感器(VMPS),集成了高精度慣導IMU及信號糾偏服務,能保證多種工況下定位穩定,精度可達20厘米以內。

60秒快速閱讀:  1、攝像頭、毫米波雷達等傳感器是博世的首要優勢,同時博世也在開發激光雷達產品。  2、博世開發了計算平台DASy,也與英偉達建立了合作。在執行層方面,iBooster與ESP的組合為制動提供了冗餘保障。  3、基於衛星的絕對定位和基於博世道路特徵的相對定位方案,為自動駕駛汽車提供了厘米級的高精度定位。  4、博世一方面通過ADAS向自動駕駛技術演進,另一方面與戴姆勒聯合開發L4級自動駕駛的士服務。

當然,博世也對高精度地圖展開了一系列的布局,比如收購了全球數字地圖和定位服務提供商HERE的5%股份,投資地圖初創公司DeepMap,以及與荷蘭圖商TomTom合作研發高精度地圖測繪系統。畢竟,高精度地圖是實現高度自動駕駛所必備的條件之一。

『博世自動駕駛感知層解決方案』雖然,排在前面的幾家Tier 1供應商牢牢掌控了毫米波雷達市場,但是激光雷達基本都不是他們的傳統業務強項。不過,這些Tier 1供應商都在積極地強化激光雷達的技術能力,主流的做法就是投資併購專業的雷達企業。在這方面,博世投資了TetraVue公司,後者的超高分辨率3D LiDAR數據和成像技術,將大大提高自動駕駛汽車識別能力;2018年,博世又投資了ABAX Sensing公司,ABAX正在研發全固態激光雷達產品。

基於博世道路特徵的相對定位:在2017年,博世和百度、高德以及四維圖新三家圖商合作推出了「博世道路特徵(BRS)」,它的工作原理其實是,通過車載傳感器(攝像頭、雷達)採集生成道路特徵數據,並實時上傳到雲端後台與高精度地圖進行比對,以此來確定汽車在當前車道中的位置,從而實現厘米級定位。

『博世自動駕駛三大應用場景』博世的自動駕駛技術主要分為三大場景:低速自動泊車場景、高速路自動駕駛,以及城市內的無人駕駛的士/小巴。

『博世自動駕駛技術架構』全球ADAS市場集中度高的原因,就是其涉及了「感知」、「決策」和「執行」三個層面,需要深厚的系統集成能力,這也是零部件供應商的強項,而高度自動駕駛恰好也依賴這三層架構。可以說,攝像頭、雷達等關鍵部件的市場競爭首先為零部件企業提供了自動駕駛的機遇。

● ADAS技術演進及L4/L5同步開發

其實,零部件供應商來做自動駕駛計算平台的優勢在於他們深諳汽車運動控制之道。比如,從A點到B點的路徑中,可能涉及加速、轉彎、變道、超車、剎車等複雜的運動情形,而零部件供應商有豐富底盤控制技術經驗和產品矩陣,充分考慮了汽車動力學因素。

在感知層,博世的技術已經包括了攝像頭、毫米波雷達以及激光雷達等傳感器,有豐富的近、中、遠距離感知產品組合。博世從1978年開始研發車用雷達傳感器,在雷達領域已經耕耘了40年。

新的攝像頭產品,不僅僅是將像素從120萬提升到了200萬這麼簡單,即便在沒有車道線的情況下也能對道路進行很好的識別。同時能夠識別道路上滾動的球等之前不能識別的障礙物,以及對道路、車道線、房屋、草木和天空都能進行明確區分。

在執行層,博世有三大系統,即動力系統、制動系統以及轉向系統。同時也有滿足未來自動駕駛對執行器冗餘要求的系統解決方案,「iBooster+ESP」(iBooster,智能助力器;ESP,車身電子穩定系統),這兩者相互校驗,提供了很好的制動冗餘。

博世要量產的下一代自動駕駛功能是高速公路輔助(HWA),與特斯拉的Autopilot有類似之處,也屬於L2.5級,量產時間大約在2020年。而L3的高速自動駕駛則要在2020年以後才能推出。

● 感知層完善的體系化能力未來,高度自動駕駛將被哪些企業所主導,目前尚看不出端倪。不過,對於L3級以下的自動駕駛,也就是ADAS(高級駕駛輔助系統)的主要市場,博世、大陸、電裝以及奧托立夫等企業佔據了絕大部分的全球市場份額。

攝像頭方面,第三代的多功能/立體攝像頭被博世自詡為「革命性」的一代產品。博世將紋理識別、密集光流法和CNN卷積神經網絡算法都集成到了該攝像頭系統中。

『博世域控制器DASy』另外,對於L3級高速公路引導(HWP)功能,為了增加系統的冗餘度,博世採用了雙域控制器的架構,進一步保障了系統的安全性。

● 對執行層的深度理解助力決策規劃

現如今,毫米波雷達已經升級到了第五代,相比起第四代來說,探測距離提升到了200米,點雲密度提高了10倍,帶寬最大可達1.5G,而且擁有更廣的水平視角。所以,無論是在距離還是分辨率上都已經有了很大的改善。

● 「衛星+道路特徵」的厘米級定位解決方案

目前,包括大陸、采埃孚、麥格納、偉世通等在內的多家零部件供應商都推出了各自的域控制器解決方案。博世其實從2017年就成立了專門研發域控制器的團隊,DASy域控制器基礎版、DASy增強版分別面向L2級高速公路輔助(HWA)及L3級交通擁堵引導(TJP)功能。

在自動駕駛領域,Waymo領跑了市場,一眾科技公司及部分車企緊隨其後。但在喧囂的背後,傳統的汽車零部件供應商博世其實也是自動駕駛領域的一股中堅力量。完善的產業鏈布局,使其掌控了相當大的話語權,成為該領域不可忽視的巨頭。

對於自動駕駛汽車來說,由於需要完成大量的運算,域控制器一般都需要搭載一個運算能力足夠強的處理器。目前,在業內能夠為自動駕駛提供算力支持的企業不外乎英特爾、英偉達、恩智浦、英飛凌等。

隨着自動駕駛的到來,域控制器成為了下一代汽車電子架構的發展趨勢。在決策層,自動駕駛汽車需要通過一個性能強大的計算平台,接收來自各類傳感器的信號,規劃出車輛行駛最優路徑。

L4級自動駕駛,也就是與戴姆勒所合作開發的自動駕駛通勤服務,預計最快於2022年投放海外市場。

博世則是對這兩種技術路線同步開發,一方面其作為供應商要為車企提供從ADAS到自動駕駛的完善技術,另一方面是與戴姆勒聯合開發L4及以上的無人駕駛出租服務。

3年前,兩輛改裝的長安睿騁(參數|詢價)完成了一次長達2000公里的自動駕駛路測。一時間,外界對長安自動駕駛技術的盛讚不絕於耳,而該自動駕駛所需要的關鍵技術來自於一個零部件供應商——博世。3年後,戴姆勒集團計劃2019年下半年在美國加州推出自動駕駛通勤服務,而在這項服務背後默默提供支持的技術供應商,還是博世。

在2017年,博世和英偉達建立了合作,基於英偉達的車用超級芯片Xavier打造下一代自動駕駛汽車計算機。博世和戴姆勒一直在合作開發L4/L5級自動駕駛,而英偉達其實也深度參与其中。

綜合來看,從2008-2018年,博世基本上是實現了L1-L2的ADAS功能的大規模應用。從博世官方獲悉,截至2019年底,博世將為近40個本土車型提供ADAS解決方案。2020年將成為L3級自動駕駛批量投放市場前的一個節點,儘管博世已經掌握了其中很多關鍵技術,但其在市場推廣方面卻表現得相當謹慎。

其實,針對高精度定位解決方案,目前業內出現了兩種技術路徑。像高德、四維圖新這樣的專業圖商,他們本身有擁有覆蓋區域更廣、更精準的高精度地圖,再輔以低成本的傳感器配置(比如四維圖新採用了16線的激光雷達),就實現了汽車高精度定位。而博世和Mobileye這類供應商則正好相反,他們是基於高分辨率的傳感器配置(例如Mobileye的道路體驗管理系統REM方案中是純視覺,而博世則還有雷達,應對複雜環境更可靠),配合相對低精度的地圖。不過,后一種方案,需要強大的人工智能(AI)算法。

那麼,到自動駕駛時代,零部件供應商所積累的汽車運動控制的經驗就可以反哺「決策規劃」。畢竟,自動駕駛汽車能夠平順行駛、保證舒適和安全,很大程度上取決於底盤控制能力,能不能做好決策規劃也與對底盤的理解程度有莫大關係,所以決策和執行其實是相輔相成。

博世打造了一套集硬件、軟件和服務為一體的高精度定位解決方案,也是一套由基於衛星的絕對定位和基於博世道路特徵的相對定位所組成的冗餘定位方案,在天氣惡劣或遮擋等不利條件下,這兩種定位方案依也是相互校驗的。

2018年,博世推出了最新的全自動泊車輔助(APA)和全自動代客泊車(AVP)。L2級的交通擁堵輔助/集成式巡航控制(TJA/ICA)功能也已量產,包括吉利博瑞GE、長安CS55、榮威MARVEL X以及威馬EX5等車型都已搭載。

而執行控制層,也是自動駕駛落地的最後階段,這部分也恰恰被Tier 1供應商壟斷。一方面,他們有體系化的產品且和主機廠深度綁定;另一方面,由於涉及汽車安全,所以基本不會開放。

另外,自動駕駛技術研發也被認為是極其「燒錢」的項目,博世的另一個優勢在於其擁有雄厚的財力,並計劃到2022年為自動駕駛投入40億歐元(超過300億人民幣)。持續的巨額投入為博世圍繞自動駕駛開展併購、合作及技術創新提供了支撐。(文/汽車之家 鮑彬斌)

對於自動駕駛技術的路徑,目前業內基本上有兩種劃分:一類是傳統主機廠所主導的從ADAS過渡到高度自動駕駛的路線,另一類是以Waymo為代表的高新科技公司直接參与L4/L5的自動駕駛技術研發。

今日关键词:动物园熊猫被砸