自動駕駛成熟發展需要面臨六大難題

自動駕駛對未來道路的安全會有一個非常大的提升。非常多的案例表明交通事故多源於人的因素,用自動駕駛取代人類駕駛員,就可以把人類的錯誤因素消除掉,從而提高整個的道路安全。

大陸集團高級駕駛輔助系統事業部中國區產品戰略總監張彤表示,現在正常的駕駛員對年齡、體能都有規定,但人類對出行的服務需求是一直存在的。自動駕駛可以取代人類駕駛員,可能會給所有人提供個人移動的可能性。

自動駕駛對於個人移動出行的便利,還在於提高舒適性和通行效率。現在人們在通勤路上花費越來越多的私人時間,自動駕駛可以釋放枯燥乏味的通勤時間,讓人們有機會做更高價值的事情。同時通過自動駕駛規範車輛駕駛行爲,在燃油、排放上都會帶來效率的提升。這四點在自動駕駛概念上得到一個很好的價值鏈的體現。

“大陸集團到目前爲止已經在L2以下,包括L1、L0的ADAS輔助功能做到量產,目前正在開始對泊車相關的L2/L4級自動駕駛進行佈局和開發。”張彤表示,未來兩到三年,真正意義上的L3級自動駕駛會走向市場,無論B端還是C端。

L4和L5的發展分兩種情況,對共享出行而言,L4級無人駕駛出租車的技術方案大概在2023年達到成熟,並步入市場;2025年L5級點對點的無人駕駛技術,即高速巡航和低速泊車時完全沒有人類駕駛員的干預會逐步實現。

“L5級自動駕駛實現時間相對會更遠一點,但L3/L4級在未來十年會迎來一個快速增長。”在張彤看來,自動駕駛的落地商業化,會遇到至少六大挑戰:複雜性、成本、法律法規、新的方法帶來的人才匱乏、自動駕駛的驗證、用戶體驗。

一、複雜性

複雜度有不同的理解,硬件系統的複雜度、軟件執行複雜度、整個系統複雜度,從複雜度的角度說明自動駕駛是一個非常龐大的概念體。

在自動駕駛從技術架構上,感知層面大陸集團有毫米波雷達、前向智能攝像頭、360環視攝像頭、駕駛員監控系統,Flash激光雷達等;

決策部分有輔助和自動駕駛控制單元(ADCU),這是大陸集團非常重要的硬件產品;

V2X硬件,包括智能天線、通訊模塊、定位、數據傳輸;執行端有一體式電子制動MK-C1、電子助力轉向等等。

當然自動駕駛的硬件層面還遠不止這些,這些硬件之間彼此會有通訊、協作。

硬件之上,還要有能夠依託硬件去完成的各項應用,比如傳感器的感知要有環境模型,地圖要用電子地平線獲取地圖信息給到超時預測,需要用到機器學習、神經網絡實現對環境更清晰的認知。

感知、機器學習對數據的處理,要用到高性能的處理器,不同類別的數據處理所用的神經網絡也不同,處理的結果在執行端需要做動態控制,沒有動態控制談不到安全等等。

全電氣化的自動駕駛架構上,因爲數據互聯,對車輛網絡安全也提出了更高更新的要求。這種安全要求與傳統PC端網絡安全的維護不同,對安全團隊的軟硬件能力、響應能力提出了更高的挑戰。

因此,對於自動駕駛來講,從硬件到軟件都會發生一次重構,其複雜性不可同日而語。即使是傳統Tier1,僅對零部件的理解是遠遠不夠的,需要上升到系統層面,可以稱之爲系統工程。

Tier1如果想完成自動駕駛系統,必須對整個系統工程有一個非常深入的理解。一個產品出現問題後需要追溯的範圍已經從零部件、子系統上升到了車輛本身,甚至上升到智能交通系統的大環境。給未來自動駕駛提供解決方案的供應商,需要具備對系統的理解,纔能有自上而下的解決問題的能力。

張彤表示,在自動駕駛層面,基於高性能計算平臺(ADCU),通過整合不同的計算單元和計算功能,對感知、雲端、執行端等進行整合和匹配,最後給到主機廠用戶或者行業合作伙伴的,將會是一個完整的系統方案。

大陸集團會持續迭代感知、處理器、執行器方面的軟硬件,提升性能。但大陸集團不會也沒有能力幹所有的事情,在整個自動駕駛的實現、落地過程中,會保持開放性。比如在域控制器中,可以只提供整體的裸硬件以及底層軟件;在應用層,可以會同主機廠進行非常多的合作。

二、成本

成本方面,L1、L2的實現,相對而言傳感器架構簡單,通過毫米波雷達+前向智能攝像頭就可以完成。

但L3、L4逐漸允許駕駛員解放雙手、雙腳,甚至雙眼(注意力),這種情況下就需要非常複雜的傳感器架構,複雜的不僅僅是傳感器、執行器等,還有冗餘的要求,這是複雜且昂貴的系統。

要實現這些,OEM的成本壓力還是非常大。因此也出現了類似於L2.5級這樣的過渡方案。作爲不能馬上用到L3、L4級昂貴的系統,同時又給消費者提供一些超出L2級體驗的折中方案。

基於複雜系統高昂的成本,制約大規模商業化的落地,大陸集團有兩個比較大膽的預測,首先是未來十年內雖然L3、L4級的產品會出現在市場中,但比例還是會比較低。

無論是面向C端的L3級系統,還是面向B端的L4級無人出租車系統,所佔據的比例不會超過整個新增車型總量的10%,未來較大比例的還是會來自於L2、L2.5級的系統。

其次是未來無人駕駛出租車因爲提供比較方便的出行服務,從而會引起整個汽車消費市場的需求有所下降,趨勢不會改變。

三、法律法規

法律法規的挑戰也不少,對於駕駛員脫手方面,在歐盟有嚴格的法律要求,歐盟一直在用維也納公約,規定在L3級系統以下不允許脫手。但事實上還有很多的主機廠客戶希望給用戶提供脫手的體驗。

目前歐盟已經對脫手的要求進行討論,如ECE R79工作組提到滿足L3級自動駕駛的車輛行駛中可以脫手,預計會在2020-2022年生效。目前都在討論過程中,還沒有正式發佈,而技術與服務的需求往往快於法律法規的提出。

同樣在美國也沒有相應的法規,需要給到自動駕駛相應的引導和諮詢。美國是比較寬鬆的環境,法律沒有明確規定就可以嘗試,但在中國和歐盟很難推廣,因爲有法規這樣的要求。

美國現在也在做自動駕駛法案的立法過程,中國國內還沒有任何的實施性法規的出臺,目前相關組織部門也在進行這樣的討論。

四、新的方法和人才

新的方法是關於機器學習、人工智能方面的方法。這些方法跟傳統的Tier1大致相同,大陸集團正在把這些新的方法引入到現在的零部件設計流程中,從而創造出了非常多新的職位。

比如說大數據處理、數據統計學分析、機器學習算法工程師等等,這些職位在傳統設計中沒有出現過,但是反而現在變成非常重要的環節。

相關專業人才的爭奪也變得白熱化,這在日常工作中可以體現到,更多造車新勢力、傳統主機廠也對人才有強烈的需求,人才的爭奪愈演愈烈,對於行業而言是一個不小的挑戰。

五、驗證和認證

在當前自動駕駛行業中,對於認證和驗證的環節還沒有統一標準或方法,多數公司都只是在不停摸索中。

大陸集團認爲,這是一個很大的挑戰,在感知、決策和執行端需要高可靠性,不能失效,這些可靠性累積起來要變成可量化的數字,比如10億小時允許出現一次事故,才能視爲比人類駕駛做的更好,自動駕駛要滿足這樣一個要求才能得到人們的信任。

但這在現實操作中難以實現,因爲10億小時比整個人類發展時間還長,這是一個悖論,因此要實現它就需要做其他方面的工作。

把驗證的概念,從單純驗證階段,提前到設計階段,考慮到未來驗證的可靠性,同時在仿真端介入,進行大量的仿真,包括實地的路測,包括基於場景的路測。

大陸集團在德國有一個專門爲自動駕駛和輔助駕駛實驗用的試車場,在全球其他地區也有同試車場合作。包括中國在內的不同地區建立很多的數據中心,就是爲了支持仿真端的應用。

六、用戶體驗

從消費電子行業,過渡到汽車行業的自動駕駛當中,如何爲終端用戶提供更好的駕乘體驗?

大陸集團將自動駕駛功能分爲三類,一類是基礎的安全功能,所有的功能都要滿足不同人的要求;二是巡航功能,在中高速的路段所實現的功能;三是低速泊車功能。從高端自動駕駛,到低端的駕駛輔助,最重要的始終是安全。

實現不同等級自動駕駛產品的商業化,要克服的不只是以上六個挑戰,還要全行業的合作,大陸集團將會以一個開放合作的態度,同行業上下游共同建立自動駕駛的生態。

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