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編者按:張立存博士,沃爾沃智能駕駛事業(yè)部高級經(jīng)理。張立存畢業(yè)于吉林大學(xué)汽車工程專業(yè),是上海市嘉定區(qū)第三批高層次引進人才,是中國汽車中心交通事故深入分析專家組成員,他在 ADAS 和自動駕駛領(lǐng)域有非常資深的研究和開發(fā)的背景。
今天張立存博士在上海國際汽車城汽車?創(chuàng)新港分享了沃爾沃的智能駕駛技術(shù)解決方案。雷鋒網(wǎng)做了摘錄(有刪減):
智能駕駛包括的范圍非常廣,包括現(xiàn)在的智能互聯(lián)等方面。今天我僅在主動安全、自動駕駛以及自動駕駛方面所面臨的挑戰(zhàn)進行分享。
現(xiàn)在大家都提「生態(tài)系統(tǒng)」,生態(tài)系統(tǒng)最終目的還是以用戶的體驗為主,所以我提出一個概念就是以用戶體驗為主的主動安全系統(tǒng)設(shè)計。
如果往前看三到五年,大部分的車還沒有所謂的主動安全或者是輔助駕駛系統(tǒng),但是最近這一兩年開始非常火熱。我相信未來幾年會有更多公司,會在車輛上安裝這些系統(tǒng)。過去幾年是有和無的問題,未來幾年就是大家都有了,比的將是誰的性能更好、誰真正是以用戶的體驗為中心。
在沃爾沃內(nèi)部我們幾乎主導(dǎo)了所有的模塊開發(fā),特別是在主動安全和自動駕駛相關(guān)方面。如果從最前端的設(shè)計功能開始說起,設(shè)計功能其實就決定了這個開發(fā)的系統(tǒng)到底起什么作用,它來源于很多方面。
比如最簡單的一點,是我們多年前成立的「交通事故處理小組」,在瑞典已經(jīng)收集了大量的交通事故。當(dāng)路上一般交通事故出現(xiàn)的時候我們就會和當(dāng)?shù)亟痪块T一起出警,采集真正的路況的交通事故,把這個作為數(shù)據(jù)庫的一部分,然后在后面的驗證環(huán)節(jié)會重復(fù)跑這套東西。
截止到目前為止,大概將近在超過 3000TB 的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)為我們建立了非常強大的自信,我們應(yīng)該做什么,這是我們設(shè)計需求很重要的來源。
另一方面是駕駛員的智能駕駛行為分析,我們曾經(jīng)參加過歐洲的項目組,在這個過程中積累了大量的數(shù)據(jù),在中國也做了類似很多工作。還有一些是法規(guī)相關(guān)的,這一些功能的設(shè)計完全是在沃爾沃內(nèi)部由技術(shù)專家來定義和開發(fā)的。我們有了這套數(shù)據(jù)之后才會結(jié)合內(nèi)部各個部門之間進行結(jié)構(gòu)的劃分,設(shè)計整個結(jié)構(gòu),系統(tǒng)應(yīng)該怎么做、怎么布局。
接下來我們會與供應(yīng)商會合作,做整個系統(tǒng)的開發(fā)。下一步就是零件,一個是傳感器,一個是控制單元,所有的需求幾乎都來自于我們自己,但是具體的開發(fā)任務(wù)一般都是由我們的合作伙伴來完成,并提供相應(yīng)的報告。
最后一點就是軟件方面,目前來講基本的控制邏輯,比如說報警邏輯,幾乎是自己開發(fā)的,我們認為這是核心。
現(xiàn)在所有的 OEM 用的供應(yīng)商是差不多的,比如發(fā)動機控制系統(tǒng),安全帶控制系統(tǒng)。但是大家造出來的車卻不一樣。除了市場定位、品牌價值之外,它的功能、車的性能都不一樣。
這就是主機廠在設(shè)計過程當(dāng)中對于整車的把控,對功能的定義是不一樣的。我相信即使將來大家在主動安全方面用的傳感器:激光雷達也好,攝像頭也好,最后整個功能肯定有所區(qū)別。
軟件的層面我們自己設(shè)計之后,會做多方面的測試,從模型開始到系統(tǒng)的設(shè)置,再到整車的測試。
在瑞典我們做的行人碰撞就是自己搭建的環(huán)境,在歐洲開車的路上經(jīng)常會跳出體型巨大的動物叫「四不像」,這種動物大家可能沒有太大概念,一般比我們平??吹降鸟R還要重,如果你開 60 公里左右,突然之間這么一個物體撞上之后,車的前端幾乎就報廢了。
我們就要設(shè)計一個模型去測試它,看它如何響應(yīng)。當(dāng)然駕駛模擬器的測試、路測,都是必不可少的。
我們從 2005 年開始做系統(tǒng)的開發(fā),最開始開發(fā)的時候系統(tǒng)安裝與沒安裝對于駕駛員沒有什么感覺,因為在危險的情況下只是給你一個預(yù)知度,相當(dāng)于是減少在剎車過程當(dāng)中的響應(yīng)時間。
到 2007 年我們推出了自動減速的系統(tǒng),可以部分緩解前面遇到的危險;2008 年我們推出了真正的低速安全系統(tǒng)。2012 年我們把這個自動減速做到 1G。
為什么我們一步一步做這么慢?真正做這個系統(tǒng),在該制動的時候制動不是一件非常難的事,但是真正能做到讓系統(tǒng)在不該制動的時候絕對不制動,這是非常難的事。
我們在前兩三個階段,采集了大量的數(shù)據(jù),進行分析,才確保在 2010 年推出了全速自動的系統(tǒng)。那時候系統(tǒng)最大的碰撞避免是在 35km/h,所有的前向碰撞都可以避免。
2012 年我們推出了第二個城市安全系統(tǒng),我們把速度提升到 50km/h,并對整個系統(tǒng)包括從傳感器、控制器、算法整體的優(yōu)化。我們當(dāng)時也開發(fā)了基于純視覺的前向碰撞運轉(zhuǎn)系統(tǒng),而且是單目攝像頭。
2014 年我們推出第三代的城市安全系統(tǒng),可以在夜間檢測到行人,在十字路口我們增加了車輛的碰撞系統(tǒng),比如當(dāng)你在左拐彎或者右拐彎的過程中,如果對面車道有車過來,車也會自動剎車把它剎停。
我們做城市安全系統(tǒng),到今天也將近十幾年的歷程。我想說的是,一個系統(tǒng)的設(shè)計需要一個非常長的周期,并不是剛剛所說的模型走一遍就完事了,其實遠遠不止一次。
沃爾沃安全技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)明,我可以給大家分享的一點就是,這里每一個系統(tǒng)我們幾乎都是按照剛才的步驟,一點點做下來的。每個系統(tǒng)可能都有幾年甚至十年的開發(fā)過程,最后才真正的把它放到產(chǎn)品上,所以有一個非常長的路需要走。
這為我們下一步做自動駕駛奠定了非常堅實的基礎(chǔ),因為自動駕駛過程當(dāng)中無可避免的要有預(yù)警、自動剎車,不可避免會遇到很多緊急的情況,我們有很多的現(xiàn)成技術(shù)可以用。
如果大致分一下類,自動駕駛不單單是一個人的問題,也是一個社會問題。不單單牽扯到普通的消費者大眾,而且牽扯到政府相關(guān)方面等等。所以它是一個立體、垂直的生態(tài)系統(tǒng),它牽扯到各行各業(yè)、各個方面。
自動駕駛的挑戰(zhàn),其實這些挑戰(zhàn)能解決掉,這條路線幾乎也就成功了。
我們先說感知系統(tǒng),就目前來講,各種感知技術(shù)單靠一兩個傳感器很難解決現(xiàn)有對整個交通路況的感知。對于一個人來講駕駛用到的傳感器很少,但是對于自動駕駛來講傳感器非常重要。
首先第一點是人機交互,在自動駕駛情況下或者這個模式開啟的情況下,我們需不需要跟駕駛員做交互?那是肯定的。為此我們專門開發(fā)了一個獨特的人機界面交互系統(tǒng)。
設(shè)身處地想一想,當(dāng)你自己駕駛的時候,如果你從來沒有用過這個系統(tǒng),肯定想看一下這個系統(tǒng)怎么工作的,在人機界面上就需要顯示出來,或者提供給你最想知道的信息在什么地方。這就需要去開發(fā)、去調(diào)研、去研究。在沃爾沃內(nèi)部我們有兩個專門的人機工程專家來探討和研究這個問題。
第二點是失效模式的控制,剛才講了傳感器的失效模式控制,我們會用多傳感器的融合,也是為了避免單一傳感器產(chǎn)生問題。
第三點是自動駕駛與其他車輛的交互,中國和歐洲目前還沒有這樣做。
第四點是不當(dāng)使用,我們目前的解決方案,是在方向盤兩側(cè)安裝兩個按紐,必須同時按下兩個按紐長達 2 秒這個系統(tǒng)才會啟動或者關(guān)閉。
現(xiàn)有的車輛設(shè)計是通過復(fù)雜的軟件來解決系統(tǒng)安全的問題。大家知道在飛機上所有的系統(tǒng)幾乎都是雙系統(tǒng),這也是為什么飛機上所用的代碼數(shù)量要比車輛上的多。
我們做過大概的統(tǒng)計,現(xiàn)在最新的飛機用的軟件代碼的行數(shù)幾乎是現(xiàn)在一輛汽車的 2 到 3 倍還多。因為我們在車上不允許開發(fā)雙系統(tǒng),但是做自動駕駛我們認為不得不這樣做。所以在將來我們產(chǎn)的自動駕駛第一代車上很有可能所有的系統(tǒng)都是雙向的系統(tǒng),確保萬無一失。
自動駕駛對社會的挑戰(zhàn),并不是說有了這個技術(shù)有了汽車就能用,因為這牽扯到政府的法規(guī)和倫理道德的約束等等。
2013 年我們開始了一項大規(guī)模的路試計劃,2017 年我們會放 100 輛車去做實際的數(shù)據(jù)采集的分析:去了解社會對它的要求、去了解駕駛員對它的要求、了解車輛之間的反饋、了解車輛和基礎(chǔ)設(shè)施的反饋。從而逐步解決我們剛才所說到的面臨的問題。
自動駕駛發(fā)展到今天為止,其實誰都不知道它將來什么時候會實現(xiàn),甚至于不知道它能不能出現(xiàn),因為它是一個全新的事物,在歷史上沒有人做成功過,但是我們相信沿著這個技術(shù)路線一步一步腳踏實地去走,我們就有希望把它做成功。
今年 4 月 7 號我們宣布在中國也要做這一件事,當(dāng)時我們在北京宣布,會在未來幾年,在中國投放高達 100 多輛車,在路面上去了解中國駕駛員的行為,了解車輛和周圍環(huán)境的交互等信息。
同時,我們也做了一個大膽的決定,如果將來自動駕駛的車真的出現(xiàn),出了任何事情我們自己負責(zé)。我相信這也是對整個自動駕駛、 OEM 也好或者客戶都有很大的推動作用。
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