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探秘博世:从安全出发,辐射自动驾驶生态链

2014-01-06

    随着2014~2017年Euro NCAP新规出台,安全辅助项目得到了大幅强化,不具备安全辅助系统的车辆,将无法获得五星评定。而2016年之后,针对行人自动紧急制动的主动安全产品,将正式列为评定指标之一,对于各个车企来讲,主动安全产品的研发与配备,已经成为了不可逆的技术发展方向。

    随着传感器产品的升级以及信息数据的融合,自动驾驶技术得到了更大的落地空间。而自动驾驶所构建的生态链也逐渐显影、清晰起来,除了整车企业,零部件商、科研机构乃至互联网公司都身处其中,各司其职,竞争与合作并存。

    十年后,汽车或许将迎来不可思议的变化。这令百年汽车顿时有了互联网的味道。这之间的时间轴,并不需要幻想来填充,而亟待从现实出发,完成主动安全产品的及时跟进,数字地图的结合应用以及车联网产品的真正落地。

    如此,自动驾驶的等待就并不漫长。

从博世出发,探秘零部件商的安全之策

    博世位于连云港东海县的试车场2013年五月完成了一期工程,根据新的事业部划分,博世将在这里完成中国区驾驶员辅助系统项目的大部分测试,这对于有意将主动安全本土化的博世而言,一方面靠近苏州的总部,另一方面东海试车场三期工程大体划归完毕,位置安静,四季环境也比较符合测试条件。从一期工程来看,整体面积为1.4平方里,已经能够完成定速巡航、预测性紧急制动、道路偏离辅助系统等测试,但二三期工程大约要在2017年全部竣工,期间造成的空档,随着博世产品更新,或许也会为一期场地带来一定程度的测试压力。

    车云此次分别体验了ACC定速巡航功能(搭载于奥迪A6L车型)、车道偏离辅助系统(后装于大众CC车型)、预测性紧急制动系统(改装搭载于奔驰A200)以及ESP系统(搭载于丰田86车型),均为博世目前正在供应的主动安全产品。

连云港东海博世试车场

    预测性紧急制动系统采用中距离雷达,探测长度为160米,工作环境分为城市环境和城际环境。由于适用于城市交通的低速环境,故测试时两车相对速度设定在40公里/小时以下。若驾驶员临时转向也无法避免碰撞,则车辆会自动切断油路,进行刹停。当前车并非静止,而是低速前进时(如以20公里/小时前进),测试车辆以60公里/小时逼近前车,系统探测到无法避免碰撞,会对车辆进行及时减速,但不会刹停,而是令其速度低于前车之后重新打通油路,启动车辆。这样,测试车辆便能够做到缓慢跟随,从而避免了速度较高时突然刹停带来的冲击。但是,一旦车辆速度超越设定,预测性紧急制动将不再工作。

预测性紧急制动系统

    车道偏离辅助系统目前得到了更多的应用,一般是由零部件供应商提供探测传感器元件进行信息收集,车厂再根据需求对信息的表现形式进行设定。例如在未打转向灯、微小角度偏离时,车辆内置的摄像头将捕捉到该信息,从而实现警报、震动乃至自动修正。不过,自动修正功能只能在电子转向的车型上实现。实际体验中,这套系统的确在无意识偏离的状态下更容易介入,转向会在一瞬间变得僵硬,方向盘微调,将车辆重新保持在车道中央。根据产品规划,博世明年将推出立体双目摄像头,比起目前供应的单目摄像头而言,测量精度将有很大提升。

博世明年将推出立体双目摄像头

    在本土化之前,博世在中国汽车用户之中做了一定的前期调研,从结果反馈来看,对于主动安全产品的兴趣排名中,全景系统以73%位列第一,紧急制动/碰撞警告以及夜视系统分列二三位。从对驾驶员辅助系统认知来看,60%的用户认为主动安全是有利的(good),但认为非常有用(very good)的用户还只有14%。这实际上也表明了,现阶段车型搭载的主动安全产品,既存在产品升级空间,同时也存在产品定制化空间。

    近年来,随着C-NCAP碰撞五星车型越来越多,被动安全已经呈现出必然化趋势,接踵而至的,就是主动安全的日渐渗透和普及。自2011年吉利EC7宣布搭载爆胎监测系统后,无论是合资品牌还是自主品牌,都开始探索主动安全之道。而主动安全产品的搭载所带来的成本上升、核心技术的控制以及差异化竞争,也成了各家车企顺流而下的中途险滩。从产品供应、车型匹配到投入市场,缺乏或干脆放弃主动安全产品的车型,将面临严峻的未来。

    从目前市场来看,一类主动安全产品由车企研发部门主导,如通用IntelliSafe系统,今年推出了搭载于新君越的五项主动安全系统,这些系统自07年着手研发始,耗时六年。另一类则是由零部件商主导研发,将半成品供应给合作车企,再由车企根据需求进行后期匹配。从博世2013年供应主动安全产品的合作车企来看,既包含合资品牌如九代雅阁,也包含自主品牌如红旗H7,可见后一类主动安全产品落地的时间成本和应用成本更低,发展空间更灵活。

    对于零部件商而言,除了产品的更新速度能够跟上市场需求、满足碰撞评级之外,解决目前主动安全产品存在的一部分可靠性问题、加强本土化研发,也将为其带来不同以往的机遇。

自动驾驶需要构建生态链

    自动驾驶技术从纸上谈兵已经慢慢走向路试,随着美国和德国的部分法规开放,自动驾驶原型车也在真实路况之上不断完善着信息处理技术。

    目前参与自动驾驶技术研发的大致有三类:一是车企自身的研发部门,如奔驰、通用;二是零部件商,如博世;三是与车企进行合作的企业和机构,如谷歌以及各大高校。这三者虽然在名义上保持着各自的研发轨迹,但并非彼此隔绝,而是保持着某些层面的合作关系。

    奔驰、通用主导自动驾驶研发,首先基于自身非常强大的研发能力,能够根据车型系列进行匹配研发,并拥有技术资源与资金支持。奔驰曾宣布2020年之后实现自动驾驶,通用虽未直接回应自动驾驶落地时间,但称2016年之后,其旗下产品将在主动安全方面向自动驾驶更加靠拢。

    对于零部件商而言,在为车企提供传感器等零部件的同时,完成自动驾驶的研发方案,则是为了今后自动驾驶大潮来临之时,为一些自身技术优势不突出的自主或合资品牌提供解决方案,这将大大缩短这些品牌对于高级主动安全产品的应用时间,减小其研发成本。

    对于高校而言,与车企的合作实际上更多基于计算机处理系统对于传感器反馈信号的收集,这与从主动安全到自动驾驶这类“由下到上”的研发路线并不相同。目前国内的几所高校,如国防科技大学、北京理工大学、清华大学等均有多年自动驾驶技术的积累。其中国防科技大学从九十年代开始就已经与一汽展开了合作,其自动驾驶原型车红旗轿车将很快实现全程2000公里以上的高速路段自动驾驶实测。但是,自主品牌由于刚刚渗透主动安全技术,并且还未完成主动安全产品核心技术的掌握,真正的自动驾驶落地,如果只靠内部团队研发以及与高校的合作,恐怕还不能很快来临。

    而谷歌的自动驾驶素来高调,至今已经完成了20万公里以上的路测。近两年,谷歌对于汽车行业的渗透令人不可思议,传统车企也在与互联网企业的合作中探索着新的造车理念。比如奔驰一直致力于谷歌眼镜与汽车的联动,尽管这在法规上还不能获得许可。而奥迪也宣布与谷歌联手,基于安卓系统打造车联网产品。这些合作也使得谷歌自动驾驶的归宿充满想象力。从目前的合作推测,谷歌并非打算真正打造自动驾驶汽车,而是依靠云端大数据处理和打造数字化地图,来完成数据领域的储备。至于硬件部分,如雷达、摄像头,则是来自于博世。对于车企以及零部件商来说,自动驾驶需要依靠数字地图来实现,而这条绳索或许将握在谷歌手里。

    可见,自动驾驶同样需要构建生态链,既存在竞争,同时各司其职,彼此合作。一家并不能独大。

自动驾驶很近,无人驾驶很远

    实际上,除了数字地图的结合软肋之外,自动驾驶距离真实落地尚有许多未解之题。比如法律法规的制定、主动安全产品的可靠性、乘坐舒适性以及如何解决各个车企对于差异化配置的需求。对于提供诸多品牌的零部件商来讲,需要完成的储备工作将非常多。目前博世的自动驾驶技术搭载于宝马3系车,正在德国路试。根据其规划,同样需要2020年之后,才会交出自动驾驶配置的答卷。但其实,过去我们说2020年,就像说着未来某一件遥远的事情,而现在,距离那个科幻电影中的未来,或许只剩下两三代车型的距离。

    目前的自动驾驶,已经大体能够在封闭高速道路环境下实现。而这或许也是未来率先能够通过法规、正式通行的驾驶环境。当驶离高速道路时,需要进行驾驶模式的切换,以便人工应对更为复杂多变的城市道路驾驶环境。而ACC定速巡航,或许可以看做是这项技术的雏形。

    至于城市环境道路,完全的自动驾驶仍然具有技术上无法解决的难题。目前,博世公布了其预测性行人保护系统以及建设区域辅助系统的产品规划,但零碰撞在短时间内依旧难以实现。一个简单的例子,预测性行人保护系统通过立体摄像头及雷达捕捉行人通过信息,这项技术已经可以穿过阻挡视线的其他车辆进行信息收集,但是,对于单个行人来讲,有些情况并不需要刹停、只需要减速即可顺利穿过,而对于多个行人来讲,减速与刹停灵活并用才能避免碰撞,这在自动驾驶的技术上,还存在着壁垒。然而,对于主动驾驶来讲,人工干预后,这是很容易解决的问题。完全的自动驾驶,有时却造成了简单事物复杂化。

    这也是无人驾驶,比起自动驾驶来讲更为遥远的原因之一。比起私人出行,显然路线固定、出发到达时间有着明确规定的公共交通更加适合无人驾驶,而其实现起来的难度也相对更低。目前的车联网产品,还只能进行人与车的互联,车与车、车与路之间的互联并非短时间内能够普及。而这恰恰是自动驾驶乃至无人驾驶技术里至关重要的一环。随着今年CES福特将发布的V2X技术发展成果,以及日本区域性城市智能交通系统的投入使用,车联网技术的铠甲正一片片翻起,露出隐藏的血肉来。

    不做幻想,从现实出发完成产品的跟进与技术难点的攻克,或许会让自动驾驶来临之前的等待,显得不那么漫长。

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