沃尔沃智能驾驶事业部高级经理张立存博士在上海国际汽车城汽车•创新港分享了沃尔沃的智能驾驶技术解决方案。以下为摘录(有删减):

智能驾驶包括的范围非常广,包括现在的智能互联等方面。今天我仅在主动安全、自动驾驶以及自动驾驶方面所面临的挑战进行分享。

现在大家都提「生态系统」,生态系统最终目的还是以用户的体验为主,所以我提出一个概念就是以用户体验为主的主动安全系统设计。

如果往前看三到五年,大部分的车还没有所谓的主动安全或者是辅助驾驶系统,但是最近这一两年开始非常火热。我相信未来几年会有更多公司,会在车辆上安装这些系统。过去几年是有和无的问题,未来几年就是大家都有了,比的将是谁的性能更好、谁真正是以用户的体验为中心。

自动驾驶研究过程中面临的问题

在沃尔沃内部我们几乎主导了所有的模块开发,特别是在主动安全和自动驾驶相关方面。如果从最前端的设计功能开始说起,设计功能其实就决定了这个开发的系统到底起什么作用,它来源于很多方面。

比如最简单的一点,是我们多年前成立的「交通事故处理小组」,在瑞典已经收集了大量的交通事故。当路上一般交通事故出现的时候我们就会和当地交警部门一起出警,采集真正的路况的交通事故,把这个作为数据库的一部分,然后在后面的验证环节会重复跑这套东西。

截止到目前为止,大概将近在超过 3000TB 的数据,这些数据为我们建立了非常强大的自信,我们应该做什么,这是我们设计需求很重要的来源。

另一方面是驾驶员的智能驾驶行为分析,我们曾经参加过欧洲的项目组,在这个过程中积累了大量的数据,在中国也做了类似很多工作。还有一些是法规相关的,这一些功能的设计完全是在沃尔沃内部由技术专家来定义和开发的。我们有了这套数据之后才会结合内部各个部门之间进行结构的划分,设计整个结构,系统应该怎么做、怎么布局。

接下来我们会与供应商会合作,做整个系统的开发。下一步就是零件,一个是传感器,一个是控制单元,所有的需求几乎都来自于我们自己,但是具体的开发任务一般都是由我们的合作伙伴来完成,并提供相应的报告。

最后一点就是软件方面,目前来讲基本的控制逻辑,比如说报警逻辑,几乎是自己开发的,我们认为这是核心。

现在所有的 OEM 用的供应商是差不多的,比如发动机控制系统,安全带控制系统。但是大家造出来的车却不一样。除了市场定位、品牌价值之外,它的功能、车的性能都不一样。

这就是主机厂在设计过程当中对于整车的把控,对功能的定义是不一样的。我相信即使将来大家在主动安全方面用的传感器:激光雷达也好,摄像头也好,最后整个功能肯定有所区别。

主动驾驶安全的验证

软件的层面我们自己设计之后,会做多方面的测试,从模型开始到系统的设置,再到整车的测试。

在瑞典我们做的行人碰撞就是自己搭建的环境,在欧洲开车的路上经常会跳出体型巨大的动物叫「四不像」,这种动物大家可能没有太大概念,一般比我们平常看到的马还要重,如果你开 60 公里左右,突然之间这么一个物体撞上之后,车的前端几乎就报废了。

我们就要设计一个模型去测试它,看它如何响应。当然驾驶模拟器的测试、路测,都是必不可少的。

我们从 2005 年开始做系统的开发,最开始开发的时候系统安装与没安装对于驾驶员没有什么感觉,因为在危险的情况下只是给你一个预知度,相当于是减少在刹车过程当中的响应时间。

到 2007 年我们推出了自动减速的系统,可以部分缓解前面遇到的危险;2008 年我们推出了真正的低速安全系统。2012 年我们把这个自动减速做到 1G。

为什么我们一步一步做这么慢?真正做这个系统,在该制动的时候制动不是一件非常难的事,但是真正能做到让系统在不该制动的时候绝对不制动,这是非常难的事。

我们在前两三个阶段,采集了大量的数据,进行分析,才确保在 2010 年推出了全速自动的系统。那时候系统最大的碰撞避免是在 35km/h,所有的前向碰撞都可以避免。

2012 年我们推出了第二个城市安全系统,我们把速度提升到 50km/h,并对整个系统包括从传感器、控制器、算法整体的优化。我们当时也开发了基于纯视觉的前向碰撞运转系统,而且是单目摄像头。

2014 年我们推出第三代的城市安全系统,可以在夜间检测到行人,在十字路口我们增加了车辆的碰撞系统,比如当你在左拐弯或者右拐弯的过程中,如果对面车道有车过来,车也会自动刹车把它刹停。

我们做城市安全系统,到今天也将近十几年的历程。我想说的是,一个系统的设计需要一个非常长的周期,并不是刚刚所说的模型走一遍就完事了,其实远远不止一次。

沃尔沃安全技术创新与发明,我可以给大家分享的一点就是,这里每一个系统我们几乎都是按照刚才的步骤,一点点做下来的。每个系统可能都有几年甚至十年的开发过程,最后才真正的把它放到产品上,所以有一个非常长的路需要走。

这为我们下一步做自动驾驶奠定了非常坚实的基础,因为自动驾驶过程当中无可避免的要有预警、自动刹车,不可避免会遇到很多紧急的情况,我们有很多的现成技术可以用。

如果大致分一下类,自动驾驶不单单是一个人的问题,也是一个社会问题。不单单牵扯到普通的消费者大众,而且牵扯到政府相关方面等等。所以它是一个立体、垂直的生态系统,它牵扯到各行各业、各个方面。

自动驾驶的挑战

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自动驾驶的挑战,其实这些挑战能解决掉,这条路线几乎也就成功了。

我们先说感知系统,就目前来讲,各种感知技术单靠一两个传感器很难解决现有对整个交通路况的感知。对于一个人来讲驾驶用到的传感器很少,但是对于自动驾驶来讲传感器非常重要。

首先第一点是人机交互,在自动驾驶情况下或者这个模式开启的情况下,我们需不需要跟驾驶员做交互?那是肯定的。为此我们专门开发了一个独特的人机界面交互系统。

设身处地想一想,当你自己驾驶的时候,如果你从来没有用过这个系统,肯定想看一下这个系统怎么工作的,在人机界面上就需要显示出来,或者提供给你最想知道的信息在什么地方。这就需要去开发、去调研、去研究。在沃尔沃内部我们有两个专门的人机工程专家来探讨和研究这个问题。

第二点是失效模式的控制,刚才讲了传感器的失效模式控制,我们会用多传感器的融合,也是为了避免单一传感器产生问题。

第三点是自动驾驶与其他车辆的交互,中国和欧洲目前还没有这样做。

作者简介:张立存博士,沃尔沃智能驾驶事业部高级经理。张立存毕业于吉林大学汽车工程专业,是上海市嘉定区第三批高层次引进人才,是中国汽车中心交通事故深入分析专家组成员,他在 ADAS 和自动驾驶领域有非常资深的研究和开发的背景。

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