自动驾驶车辆平台--自动驾驶的载体
由希迈商务咨询(上海)有限公司主办,上海市嘉定区安亭镇人民政府协办的第九届中国国际新能源暨智能汽车论坛2019于4月2-3日在上海举办。论坛涵盖6大热点板块,邀请70位全球演讲嘉宾,吸引220多家汽车产业链企业的近700位新能源暨智能汽车专业人士,共同探讨新能源暨智能汽车产业相关的技术、市场、挑战及对策等。
长城汽车股份有限公司车辆架构总监赵博先生,应邀参加了本次峰会,并发表“自动驾驶车辆平台--自动驾驶的载体”演讲,以下为演讲实录,与您一起探讨学习。
长城汽车股份有限公司,车辆架构总监,赵博
(说明:本文为现场速记,未经演讲嘉宾审核。禁止任何渠道转载,否则将追究相关责任。)
各位领导、朋友大家上午好,我是来自长城汽车的赵博,今天非常高兴能够来这里和大家分享一些关于长城汽车自动驾驶平台的内容。
首先为了能够让大家更好的理解自动驾驶平台,我想先介绍一下长城对于自动驾驶的规划。长城自动驾驶的规划分为两部分:ADS、AVP。
首先关于AVP我想先澄清一下,不是我们现在说得比较热的代客泊车,这是我们自动驾驶平台的一部分。首先大家可以先看看左边这张图,它能够很方便帮助我们去理解我们这两个部分的内容和意义,现在自动驾驶是在模仿有史以来特别复杂也是最神奇的创造,就是我们的身体。
为了让自动驾驶系统能够达到与人类类似的能力,我们的车辆需要匹配各种传感器和计算技术,第一部分是ADS,就是我们的自动驾驶系统。是由感知融合、运动规划和控制系统组成,其中感知系统是由摄像头、雷达、激光雷达等传感器组成的。它是用于识别我们车辆周围的交通场景,就像我们人类的眼睛一样。
融合运动规划系统是一种复杂的计算系统,它将传感器所采集的信息结合成对交通状态的全面了解,起到了大脑的作用。例如模拟大脑的神经网络,帮助处理信息,学习和分类对象,引导驱动、自动、转向系统,做出相应的执行。
另外一部分就是AVP,在我们长城它的意思就是自动驾驶车辆平台,驱动自动转向系统这些是由自动驾驶汽车,就像我们自动驾驶汽车的肌肉一样,它能够帮助车辆像人一样运动起来,车辆的底盘作为骨架,为整车提供了知识和结构。而整车的通信网络就像人类的神经一样,像ADS系统与动力系统,自动、转向等执行系统连接起来。
当然除了刚才提到的这些ADS和AVP,包括很多其他的内涵,ADS包括我们的定位系统,域控制器的等等。IVP我们包含了纵向控制,冗余系统,安全策略和一些越界处理功能。
2017年初长城汽车正式发布了i-Pilot智能领航平台,这个平台涵盖了长城汽车对于自动驾驶技术的愿景、目标、使命和规划。可以说i-Pilot系统集成了长城汽车自动驾驶必要的软件,软硬件系统,采用了可扩展架构和符合车规级的开发,兼容了车载传感器的设计,迭代、基于此平台,长城汽车将逐步实现从L3级到L4级,L3级高速公路自动驾驶,直至L5完全自动驾驶的开发与量产。
i-Pilot智慧领航的目的是优化我们现有基础开发,把之前的经验在新的平台上做出优化迭代,最终能够基于这个平台给终端客户和消费者带来自动驾驶方便的产品落地,按照i-Pilot平台的规划,2021年长城将推出i-Pilot1.0高速公路自动驾驶,包括从金融收费站直至收费站间的高速公路全路段行驶,并能够应对道路的维修,交通韫椟,以及隧道行驶等特殊的工况。
同步进行还有i-Pilot2.0,也就是我们L4级的城区自动驾驶,希望能够实现限定区域内的共享出行和物流快递等新服务。随着技术的成熟和验证的增加,在i-Pilot3.0将扩大运行范围并引入V2X技术。实现车路协同,最终在不久的将来实现L5级的无人驾驶。
为了实现这一长远的目标,长城汽车的自动驾驶分别在中国的保定、美国的底特律还有印度的班加罗尔 ,分别设立了研发中心,吸引全球的自动驾驶人才,并利用全球的开发资源。三个地方的分工不一样,根据各地不同的优势,做到人才优势互补,3D系统共同开发我们的i-Pilot智能领航系统,其中中国团队会主导系统的开发,产品的定义和项目的推进。
北美的科技人才非常充沛,会做具体的技术开发,而隐遁的软件开发能力非常强大,因此会把前期的需求、技术的开发整合到软件落地的层次,来完成整个智能领航系统的开发。同时长城也在积极推行全球协同化的开发与管理,从流程的制定、管理工具的开发,企业文化的推广,希望保证3D高效的协作开发。
说长城自动驾驶的规划,接下来说一说自动驾驶平台的开发,对于一个主机厂来说,ADS和AVP两个部分,是同等重要的,是相辅相成的,需要共同的发展才能真正实现自动驾驶的落地,所以在长城汽车是有一个单独的团队,来做AVP这方面的开发。
早在2014年,长城汽车为了开发全地形的功能,就已经在哈弗HA上完成了第一代线控平台的开发,这是国内最早实现底盘技术线控技术的主机厂之一。为了不断提升功能和性能,同时满足不同客户的需求,相继开发出了哈弗H7,VV6、还有VV7。在每一次迭代中,无论是从性能还有功能上都有很大的提升,这就是我们最新一代AVP平台VV6,得益于VV6量产车型本身就有很丰富的ADSS功能和优秀的底盘控制性能,只是需要稍做开发就可以做到线控转向,线控驱动,线控制动还有换挡,还有人机交互的功能。
VV6提供了更为精确可靠稳定的车辆平台,尤其是在转向和制动响应上做了很大的提升,同时AVP平台的ECU还提供了很多其他安全保护措施,比如越界处理、故障处理功能,以安全策略为例,我们开发了一套车辆,是以车辆速度为基准而控制方向盘转角的范围的策略,它能够保证即使在ADS发出错误指令的时候,也能保证防止事故的发生。长城汽车希望通过提供一个优秀的车辆控制平台,在自动驾驶汽车研究和量产的道路上,给开发者和合作伙伴赋能,加速自动驾驶的技术落地。
长城自动驾驶车辆平台的成功同时得益于我们的合作伙伴,包括百度等,对我们的车辆平台都体过很高的要求,促使我们不断的完善更好的功能,满足客户的需求。截至目前合作伙伴已经从长城买的车辆平台超过50台,采购超过500台。
为了更好满足不同客户的需求,今年和明年长城汽车将推出两款电动车平台,欧拉R1、欧拉R2,欧拉平台是为电动车开发的专用平台,在这款车做了很多轻量化的设计,在NEDC循环下,综合工况的测试循环下,续航里程达到350公里以上。它的功能能达到VV6的功能和性能,我们还希望开发一些新功能,比如远程控制,还有OTA,还有冗余设计,并增加一些传感器。
长城希望匹配并开放一些雷达和摄像头的信息,让我们的客户能够安装自己的域控制器,就可以验证各种算法。进行相关的测试,加快代客泊车场景的开发,更加安全的出行一直是自动驾驶的使命之一。安全是我们每一步工作的首要关注点,安全并不意味着传感器永不失效或者自动驾驶永远不会出错,而我们需要的是一个整体的战略,通过减少失败的风险,在出现问题时也同时能够保护人员。
我们将安全放在流程的核心,围绕它的构建整个系统,车辆软件测试和培训,系统安全推动了我们整个开发的方法,即使在组件发生故障或车辆出现问题的情况,车辆的运行方式、时间和地点也能保证整车的安全。
对于不同等级的自动驾驶,安全推出策略也不见相同,这将影响车辆平台的冗余方案,当然对于L3级自动驾驶,当ADAS失效后,需要驾驶员接手并控制,而对于L4级的自动驾驶,在乘客不反馈的情况下,需要进入MRC最小风险状态。
虽然L3级的ADAS系统是需要由人接手车辆的,但现实往往是残酷的,也许因为驾驶员在睡觉,驾驶员喝酒等其他原因,并不能够即使接手车辆,所以在我们的车辆设计实践中,我们认为L3级的设计仍然需要足够的冗余,满足足够安全的自动驾驶感受。这意味着即使驾驶员不进入系统仍然需要将车停在一个比较安全的地方。
以长城i-Pilot1.0高速公路自动驾驶为例,目前规划为L3级的高速公路自动驾驶,其中包括进入匝道、车辆汇入、车辆保持、换道、识别道路施工等场景,如果在高速公路阶段出现ADAS失效后,并且驾驶员未接手的情况下,我们将怎么办呢?
这张图能够让我们清晰看到高速公路停车的策略,长城希望,如果我们将车停在当前车道,这时候我们认为这个车辆至少需要自动冗余的,如果我们的车希望停到右侧车道或应急车道,这个过程需要制动和转向的冗余。所以对于长城汽车,我们在L3级的车辆平台上,希望通过制动和转向的冗余,最大程度保障车辆的人员安全。
为了达到这一目标,我们的专项系统会采用双绕组、双通讯、双电源、双传感器保证足够的冗余,而对于制动我们采用ESP方案,同时我们的架构也会因为转向和制动需求做相应的变化。
最后是我对于车辆平台的一些展望和思考,我们未来的汽车设计理念是什么?在100余年的汽车工业发展史上经历了数字变革,都深深改变了汽车的设计形态和人类的出行方式,包括第一次汽车变革流水线的生产,让汽车从奢侈品变为了大众的消费品,而第二次汽车变革产品的多样化和第三次变革经营生产方式,分别让欧洲和日本成为了汽车的工业发展中心,但我们这次所面对的汽车产业变化,将是一场革命,不是之前几次变革可以比拟的。
现在我们讲的自动驾驶将完全改变人类的生活方式,包括出行,物流、工作、生活、娱乐方式。自动驾驶我们认为最大商业价值就是共享出行,就如我们图片中的样子,我们未来的汽车可能是各种各样的完全不同于现在的设计,长城汽车也在设计更加符合未来出行的平台,满足共享服务平台。
我们认为未来的汽车会分为多个模块,下面这个模块就是我们的车辆平台,它包括大部分的系统,包括感知,决策和执行系统。上面的模块根据不同的需求,更换不同的座舱,满足出行服务,快递送货和无人零售的需求。多个模块的构建可以具备很大的灵活性,同时降低移动服务的运营成本,这将是一个非常令人兴奋的设计。
最后,我相信自动驾驶一定不是一个公司的创造,而是一个行业共同合作的发展而完成的,长城汽车希望和更多的合作伙伴一起合作,共同创造一个美好的未来,谢谢大家。
说明:本文为现场速记,未经演讲嘉宾审核。禁止任何渠道转载,否则将追究相关责任。
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