广汽研究院首席技术总监张进在车联网(智能网联汽车)产业国际合作发展高峰论坛上介绍说,研究院的自动驾驶概念车 Witstars 已经在全球首发,2016 年量产了L1级辅助驾驶车辆。2018 年,广汽研究院发布了基于量产的自动驾驶平台车 GIVA,这是自主开发自动驾驶的平台,各种功能产品如APA、AVP等都是企业自己完成。
断向上走。另一种方向则是向着安全横向发展。
而整车厂的渐进式发展却是别无选择的“选择”。他进一步解释说, “软件能够定义ECU,让汽车实现更多智能化功能,而汽车由传感器、毫米波雷达去执行命令。这相当于人类驾驶员的大脑可以发出各种指令,但是手和脚还不能迅速地执行过于复杂的操作。所以,其实不是主机厂要选择一条渐进的路,而是由外界安全条件等决定的。我们需要更安全的智能执行器件才能实现 L3、L4。”
例如,在一般情况下,车辆的中央控制台上会搭载一个冗余的中央控制器,如果主中央控制器失灵,冗余的ECU必须立刻补上去。广汽对此的处理办法是配备两个一模一样的ECU,而且采用异构设计。出现问题时系统会提醒用户接管车辆,同时保持自动驾驶功能。
而且,即使是L3级的自动驾驶车辆,也不能缺少L2级的功能。郭继舜表示,“形成这样的机制后,如果车辆出现问题,就可以安全到达维修点,而不是停在路上无法移动。”
如何突破量产之困?
然而,随着智能化的逐步加强和加深,广汽的自动驾驶量产之路正被一些新问题困扰。
从当前的技术水平及量产准备而言,“按照我们的分析,L1-L3 技术逐步成熟,可以实现量产,我们到现在为止发布的是L2级的自动驾驶技术,明年就发布L3级自动驾驶。”张进分析指出,从配置角度看,L3级自动驾驶使用的高精地图、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、控制器等相对成本比较低,对感知精度的要求、算力要求也比较低,可以助推走向量产。
据了解,目前这种单车智能化能够满足 L3级自动驾驶车辆量产的要求,但应用场景受限。仅适用于高速公路等简单场景,需要驾驶员随时准备接管。郭继舜透露,这些简单场景包括脱手之后的高速公路的自动驾驶,以及高速公路拥堵60公里以下的主动跟车功能等,与奥迪A8的同类功能相近。
但安全、技术、硬件等一系列难题是影响整车厂顺利实现量产的重要因素。
在安全方面,网联化使信息安全威胁的宽度和深度都在增加,车辆边界接入、内部通讯网络、车载系统、车-云通讯、云内业务等均可能变得十分脆弱。张进表示,广汽对此已经从边界防护、认证 / 加密、车端应用、安全服务等多个维度建立车联网纵深防御体系。
单车智能也在加大安全风险。随着车辆越来越智能,生态功能越来越丰富,车辆的操作也变得更加复杂,这并不利于驾驶者执行多任务操作,容易造成驾驶者注意力分散。广汽对此采取了多模态智能交互模式(包括生物识别、语音交互、手势识别、HMI设计等),从用户角度出发,将功能设计与用户特点、习惯紧密结合起来,提供更友好的人机互动框架。
即便如此,郭继舜仍然认为,并非主机厂做不出高级别的自动驾驶汽车,而是面对驾驶技术参差不齐的驾驶员,主机厂即使造出自动驾驶汽车,仍无法保证可以达到几百万分之一甚至几千万分之一的失效概率。
在技术及软硬件方面也有不少仅靠整车厂难以解决的问题。例如,目前行业内还没能做出新一代冗余的EPS。“自动驾驶要实现冗余,需要把相对高性能的 ESP做异构。新一代ESP 需要在一个物理结构里装两个相同的设备,车辆启动时只有一个打开,如果损坏另一个才可以打开。”郭继舜表示,“但
是到现在为止,整个行业还做不出来这样的产品,这是一个非常大的难题。”
此外,整车厂往往很难找到合适的具有强大单片能力的自动驾驶芯片。“类似的问题最终会导致主机厂连做L3 都非常困难,更不用谈做 L4。”郭继舜认为,这些问题解决后才可以最终进入量产阶段。
但发展 L4、L5级自动驾驶毕竟是未来发展的趋势和方向,目前为止很多城市里已经有了无人驾驶的巴士和环卫车等。张进指出,“这仅限于示范园区内,线路、场景相对比较可控和简单,真正要走向社会,场景会更加复杂多样,尤其是盲区的监测,车辆会被障碍物遮挡看不到场景。”
这一问题并非没有解决办法。即增加传感器的数量、配置激光雷达传感器和提高算力。但张进表示,这一方案的问题在于要走向量产,让普通消费者在日常生活中使用,按照现在的状况成本太高,技术仍有缺陷,安全等级存在风险,还很难满足功能要求。
什么才是更好的解决方案?广汽采取的路径是通过车、路协同融合促进L4、L5级自动驾驶的发展,因此首先要有聪明的车、智慧的路,通过 V2X从大数据、云计算到边缘计算,再加上多源的数据和基础设施的智能化等,才可以实现车路融合,通过多源数据融合提高感知精度和准确率。增强感知能力要突破车载传感器感知距离基线,以实现超视距感知和盲区感知。其次就是降低成本。
为此,广汽打造了自动驾驶示范园区,并在 2018 年年底实现了5G 网络的全覆盖,并布置了一些交通信号标志,可以实现基于5G 的 V2X的自动驾驶研究和测试。
据张进介绍,整个示范区规划了各种各样的场景,可以实现队列控制、视距路口通行、盲区警告和智能避警,“广汽更关注以车为中心的场景开发和相关技术应用。未来应该是多行业、多产业加智慧城市的建设,才能让车发挥更大的作用,所以我们要加速车载互联,普及云端化生活,提高智能交互,实现完整的、真正意义上的智慧城市。”
如何设计 L4级自动驾驶车辆的商业应用模式?
“对于 L4级,广汽将联合小马智行(pony.ai)开展 L4无人驾驶出租车的示范运营。”郭继舜表示,关于L4级自动驾驶的盈利,广汽集团采取了与其他公司合作的模式,即主要由创业公司和科技公司提供L4整体解决方案,车厂将生产出的车辆交付创业公司和运营公司,由他们安排上路,最终实现 L4级车辆的全自动运营。
2018 年年初,广汽集团发布公告称其已与小马智行签订《战略合作框架协议》,双方将在包括自动驾驶技术、无人驾驶示范运营、移动出行等领域进行合作。在运营面上,双方计划共同组建无人驾驶示范运营车队,在广州市南沙区建立专属运营示范区,开展无人驾驶路测试验、示范运营等相关合作。
同年 11月,广州地区惊现内地首辆自动驾驶出租车。据了解,该车基于传祺 GE3改造而成,配备激光雷达和专业摄像头等,通过多个传感器融合的方法,实现 360度全方位感知,并开始在部分地区进入试运营阶段。
郭继舜分析认为,真正实现自动驾驶出租车的推广,需具备四个要素,第一,国家法规的支持或允许;第二,基础设施改造,包括独立车道、充电桩等;第三,L4级自动驾驶的前装量产。第四,足够好的系统冗余。第五,人性化的人机交互。因此自动驾驶出租车的推广是逐步进行的,比如首先在某一个特定区域实现运营。
“虽然基于技术发展的原理,L4级车辆在未来三到五年内都会处于后装状态。”郭继舜提出,“L4商业模式的前提却是必须要实现前装。因为首先只有传感器前装,才能最大化保证 L4级车辆的一致性。其次,只有实现嵌入式算法,才能保证智能系统运行的稳定和鲁棒性。第三,只有L4前装才能大规模降低供应链成本(后装的大部分故障是非典型的)。最后,只有前装才能实现真正的L4级车辆无人维护或少人维护。”
但事实上,对整车厂而言,实现前装的难度并不小,郭继舜进一步解释说:“我们必须尽量使用车规的零配件进行前装量产。这就要求产品具有极为严苛的系统冗余能力:ECU冗余、供电冗余、算法冗余、横向控制冗余、纵向控制冗余、通讯冗余、传感器冗余。”
据了解,广汽已经推出了L3 阶段的 GE3自动驾驶平台车,未来还会将之打造成L4级自动驾驶的平台车。“总之,广汽会基于合作伙伴的反馈从底层去做设计,从而保障尽量少的后装。”郭继舜表示,一辆理想的L4自动驾驶平台车应该是可以线控转向、线控制动、线控驱动的,目前改造一款相对较好的L4级车辆成本大约为150 万至 200 万元人民币。而广汽一直在努力尝试突破的,就是可以更多、更早地实现L4 级车辆的量产。