和很多汽车厂商一样,奥迪的无人驾驶之路也始于 DARPA 自动驾驶挑战赛。2005 年奥迪和大众、斯坦福大学一起参加了第二届比赛,最终他们击败了其他四个完成比赛的团队,拿下了冠军。

在这之后的十多年,包括奥迪在内的传统汽车厂商在自动驾驶领域稳步前行,但风头却逐渐被新兴的互联网造车力量所盖过。不论是表现激进的特斯拉,还是如雨后春笋般出现的自动驾驶、AI 初创公司,都在努力描绘着各自理想中的自动驾驶未来。

看似平静的老牌汽车工厂内,其实早已暗潮涌动——传统汽车厂商正在积极整合产业链上的优势,通过合作、收购或投资自动驾驶相关公司来积极地加快自己的进程。最先向我们展示技术成果的是德系厂商奥迪。

030ednc20170719 (奥迪新 A8 发布现场)

7 月 11 日,奥迪在巴塞罗那发布了新 A8 旗舰轿车,它成为首款搭载 L3 自动驾驶技术的量产车型。新 A8 的发布成为了自动驾驶技术发展史上里程碑式的事件,也为那些处于蛰伏期的传统汽车厂商注入了一剂兴奋剂。

在自动驾驶之路上,互联网造车力量往往会被打上「技术先锋」的标签,但为什么首款 L3 量产车型能被传统汽车厂商「拿下」呢?新 A8 的诞生经历了怎样的技术积累,又得到了哪些产业力量的支持呢?

L3 背后的技术图谱是怎样的?

虽然从去年下半年开始,关于新 A8 将配备 L3 级别自动驾驶的消息就陆续出现了, 不过真正发布时还是给我们带来了很多惊喜。

外观上新 A8 看起来和寻常的 D 级别车没有太大区别,但其实在它的车身内隐藏了大量和自动驾驶相关的传感器,这也是实现 L3 级别自动驾驶的关键所在。

其中最吸引人的莫过于车前号牌下方的 LiDAR(激光雷达),它来自于供应商法雷奥(Valeo),具体型号应该是法雷奥和德国 IBEO 公司联合开发的 SCALA(四线)。 根据我们得到的信息,这套 LiDAR 将和毫米波雷达组成冗余系统,更加精确地判断车前方的道路状况,并不会用于对物理环境的建模。

032ednc20170719 (LiDAR 的安装位置非常隐蔽)

实际上,此款雷达在量产前已经完成了大量的测试工作。此前它曾用于法雷奥自己的 Cruise4U 自动驾驶系统中,完成了环法路测;奥迪基于 A7 改装的自动驾驶汽车「Jack」也配备了此款雷达,在德国 A9 高速、美国加州和中国上海等地进行过路测。这次新 A8 则成为了首款搭载此类雷达的量产车型。

除此之外,新 A8 还配备了 12 个超声波传感器、5 个摄像头和 5 个雷达,22 个传感器组成了一套覆盖远中近距离的探测系统。虽然很多自动驾驶测试车辆或许会使用更多的传感器,但对于一辆量产车来说这已经相当「豪华」了。

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zFAS(中央驾驶辅助控制系统)是新 A8 的大脑,它属于整个产业链高度合作的产物:其整合了包括 Mobileye EyeQ3 视觉芯片、英伟达 Tegra K1 处理器、Altera FPGA 芯片、英飞凌微控制器、TTTech 控制模块(网络安全)等部件,电路板则由德尔福负责生产。

之前在体验 A7 自动驾驶概念车时,我发现它的后备箱还是塞满了电脑和各种连线(便于工程师调试),而在新 A8 上你根本看不到这些「多余」的部分,因为 zFAS 已经缩小到平板大小,完美隐藏在车身内部了。

034ednc20170719 (大小对比,左为 A7 测试车的后备箱,右为 A8 的 zFAS)

在新 A8 的背后,可以看到汽车厂商、一级供应商(Tier 1)和芯片厂商共同努力的成果。虽然新 A8 像是「横空出世」一样,但它所搭载的技术其实都是长期演进的结果,这些第三方厂商也早都是自动驾驶领域的「熟脸」了。可以说,整个汽车产业链在自动驾驶技术上的成熟保证了新 A8 的如期出现。

对于新兴的互联网造车力量来说,奥迪在产业链整合上的实力确实是不容小觑的,这也是传统汽车厂商的优势之一。

新 A8 的自动驾驶能达到什么水平?

在回答这个问题前,我们先要说说「L3」究竟是什么。

目前世界范围内对于自动驾驶等级的判定有两套标准,一套来自于 SAE(国际自动机工程师学会,原译:美国汽车工程师学会),分为 0~5 级别;一套来自于 NHTSA(美国国家公路交通安全管理局),分为 0~4 个级别。两者的最高级别均为「完全自动驾驶」,也就是我们常说的「无人驾驶」。

035ednc20170719 (SAE 自动驾驶分级)

由于 SAE 提供的分级标准更为详细,所以目前在全球范围内的接受程度要更高一些。不过两种分级标准都存在一个临界值,只有达到/超过了这个临界值才可以称之为「自动驾驶」,否则只能算在「辅助驾驶」的范畴内。SAE 体系下的临界值就是 L3,即限定条件下的自动驾驶。虽然目前很多公司正在冲击最高级别的自动驾驶(例如 Waymo),但是作为量产车配备 L3 级别的驾驶能力,奥迪新 A8 还是第一次。

新 A8 所搭载的自动驾驶技术被命名为「Audi AI Traffic Jam Pilot」,它可以通过中控上一个名为「Audi AI」的物理按键启动。顾名思义,这套自动驾驶系统主要用于交通拥堵时「走走停停」的情况,在时速小于 60 公里,并且车道线明显的路况下,它可以完全接管汽车的油门、刹车和方向盘,不需要驾驶员进行任何操作。

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当下通过 ACC(自适应巡航)技术,一些汽车在拥堵时也能减轻驾驶员的疲劳感,但它的策略是以「跟车」为主,需要驾驶员保持注意力,属于 L2 级别。L3 则需要汽车进行主动判断,驾驶员在自动驾驶期间可以「撒手」去做其他事情。与此同时,L3 还需要汽车能够监测「全方位」的道路状况,不只是单一的角度。

在新 A8 发布会之后的采访中,奥迪技术研发董事默滕斯博士表示:「新 A8 在进行自动驾驶的时候,驾驶员和自动驾驶系统不会有共享的责任。」这意味着 Traffic Jam Pilot 的重要程度已经上升到了驾驶员的级别,而不只是一套辅助系统。需要注意的是,现在不能直接下结论说「奥迪自动驾驶开启时不需要驾驶员承担事故责任」,因为这个还和当地的法律法规有关。

037ednc20170719 (开启 Traffic Jam Pilot 后的仪表盘,注意其中的小字)

当然,正如上面所说,Traffic Jam Pilot 运行需要一定的条件。如果道路状况不满足自动驾驶的条件,系统会提前通过声音、灯光提示驾驶员准备接管汽车,完成安全交接。在 Traffic Jam Pilot 开启期间,新 A8 会实时监视驾驶员的状态,如果系统判定驾驶员已经无法正常接管汽车(例如睡着),将逐渐降低车速并在路边停车。

总结来说,因为具备了以下特质,新 A8 的自动驾驶才符合 L3 级别的要求:

开启自动驾驶期间,不需要驾驶员监视道路状况

开启自动驾驶期间,自动驾驶系统和驾驶员不会有共同的责任

自动驾驶系统和驾驶员能够完成安全交接

Traffic Jam Pilot 无法完全替代我们开车,毕竟它只是「限定条件下的自动驾驶」。但是在一些枯燥的驾驶场景下(堵车),Traffic Jam Pilot 还是能够帮助我们解决实际问题的。从细分场景出发,逐渐介入更多的驾驶行为,也是自动驾驶技术演进的必经之路。

可惜的是,目前奥迪还没有公布 Traffic Jam Pilot 的具体操作细节,更为详细的驾驶策略也不得而知。

去年 10 月和今年 7 月我曾两次体验过奥迪 A7 自动驾驶测试车辆「Jack」,汽车和驾驶员的「交接过程」是非常顺利的,而且自动驾驶系统在退出前的声光提示信息也非常明确(点击查看详情),相信量产车上的交互系统应该也是类似的。

038ednc20170719 (「Jack」正在测试 Motorway Pilot,难度比 Traffic Jam Pilot 更高)

之前在体验 A7 测试车时,明显能够感觉到「Jack」的主动——Jack 的平均速度保持在 130 公里每小时(比新 A8 的限制高得多),有时它会占用快车道连续超车,而当它发现后面的车辆速度更快时,还会「礼貌」地变回慢车道,在高速路上几乎没有破绽。

相比之下,新 A8 所配备的 Traffic Jam Pilot 使用场景略有不同,车速更低,驾驶策略上会更加「循规蹈矩」一些还是继续保持主动?这些还需要等待奥迪公布更多的信息才能了解。 未来还有哪些挑战?

在 DARPA 自动驾驶挑战赛四年后,奥迪基于 TTS 改装的车辆创造了当时无人驾驶汽车的最快速度(210 km/h),而且在没有驾驶员的情况下完成了派克山峰的挑战。再之后,更多的车型加入了奥迪自动驾驶测试的序列中,根据我们的统计,至少包括以下的车型:

RS 7:测试无人驾驶赛车,极限速度

A7:测试高速、城市拥堵驾驶路况

SQ5:和德尔福合作的测试车辆

Q7:和英伟达合作的测试车辆

A8:测试无人驾驶,曾在柏林国际电影节上亮相过

039ednc20170719 (在今年 CES 上进行展示的 Q7 测试车)

可以看到,在自动驾驶测试车辆的选择上奥迪更喜欢从高性能车/豪华车上「开刀」,实际上这也是自动驾驶领域比较主流的做法。这些车辆往往性能更强,电气化程度更高,可供改装的余量自然更大。

在此轮 D 级车(长车身的豪华轿车)的更新换代中,奥迪是「ABB」中最晚的一家,所以在新 A8 上拿出一些特别的东西就很有必要了。因此,将最先进的技术(而且能够提高驾乘感受)加入豪华车中显然是合情合理的,而 A8 的价格区间留给造价不菲的自动驾驶传感器的空间也会更多一些。

当然这意味着,在未来的一短时间内,只有豪华车车主能够尝到自动驾驶的甜头,它距离普罗大众还有一定的距离。另外,阻碍自动驾驶普及更大的挑战来自于法规法律。

现在,自动驾驶级别最高的量产车已经出现了,但是我们的交通法规似乎还没有做好接纳它的准备。目前国际上只有少数国家的城市开放了自动驾驶的测试许可,而针对自动驾驶(尤其是量产技术)相关的法律法规还没有最终成型。当新 A8 作为一名「先锋者」进入不同的国家时,免不了与诸多现实问题进行博弈。不过多年后当我们回顾自动驾驶的发展历史时,一定会反复提起它的存在。

在今年年初的 CES 展会上,奥迪和英伟达宣布将「组队」研究自动驾驶,争取在 2020 年拿出 L4 级别的自动驾驶车辆。实际上,2020、2021 是很多汽车厂商承诺推出自动驾驶汽车的年份,距离现在不过只剩下了 3 年时间。相信很快我们就能见到更多的自动驾驶量产车,那时新 A8 将不再「形单影只」。

(来源:极客公园)

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