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重庆大学郑玲:商用车自动驾驶解决方案的发展方向

作者:田禾 2021-07-03 09:32:00 来源:新能源汽车网

  2021年6月25日,2021中国国际智能网联与新能源商用车大会隆重召开。中国人工智能学会智能驾驶专委会理事,重庆大学汽车工程系主任郑玲做"商用车自动驾驶解决方案的发展方向"的主题发言。

  以下为演讲实录:

  尊敬的郭院士、各位领导、各位嘉宾大家下午好!今天我来分享一下商用车的自用驾驶解决方案。这个当时确定这个题目的时候,当时想了一下把这个题目发给了姚主任,整理材料的过程中发现这个东西很难讲,讲得太深了,就涉及到企业的紧密,就不能讲得很直白,想今天的这个报告就是"抛砖引玉",就是不一定讲得那么的细致。

  报告讲两个方面,一个讲讲这几年商用车自动驾驶是怎样的一个状态。第二个再讲讲解决的方案。这个是去年商用车的数据,我们可以看到中国的商用车,由于国家基本建设的拉动,商用车可以是蓬勃发展,数量也在急剧增加产能也扩大,我们可以看到里面有客车、卡车不同类型的卡车。

  最下面的这一个线条大家可以看到,最下面的是交通部颁布的法规,规定的客车和商用车什么级别的客车,什么级别的商用车,什么样的时间必须要加装驾驶辅助系统,也就是我们讲的比较多的L2级的驾驶辅助系统包括前后预警,自动紧急刹车系统,车道偏离预警,车道偏离2022年有些就要加装车道偏离的保持系统,自动驾驶的辅助系统极大推动了商用车的安全性。

  从国内国外这几年的政策发展我们可以看到,在发达的资本主义国家,不管是美国欧盟日本都出台了自动驾驶的发展严谨的规划。美国出台的比较到早2011年出台政策,2020年的时间已经有40几个州,推出来了自动驾驶相关的一些立法,立法也是很关键的。它所有的东西,都得在法律的层面上允许你这样做,你才可以进一步的开发和应用,这是美国。

  第二个我们看日本也是比较早的,开始推行自动驾驶的国家,它在2018年,2020年包括到2023年的时候,它打算全面的实现自动驾驶,这个时间表合适不合适是走一步看一步,现在看自动驾驶的推进比人类预期的看,特别在商用车的板块,我们可以预期的速度还是比咱们预期的要好。

  第三个就是欧盟,欧盟这几年德国、英国都在加快自动驾驶的落地,2018年、2020年、2022年欧盟所有的新车都要提供完备的通讯系统,2030年普及完全的自动驾驶,这是最近就是大家也是大家的一个预期。

  我们这张PPT,我讲过好几次,大家可以比较商用车是一个什么样的状态,乘用车是一个什么样的状态,他们有很大的区别,乘用车,在中国拥有乘用车的家庭很多,一个家庭本身上2-3辆车,这个车主要是代步,提高出行的品质和便捷性。

  商用车不一样,上游车有几个问题,要提高运行的销量它是营运车辆要找到相应的驾驶员,如果驾驶员不好找,商用车也没有办法推进。

  第三个所有商用车工作的场景,相对于乘用车工作的情况交通没有那么复杂,比较简单人比较少,从几个方面就可以看到从安全、效率这两个方面我们都可以看到商用车应该比乘用车更早落地,最近一两年来看比人们想象的要用得更多。商用车的典型应用场景不断的扩大,早两年觉得港口物流这个做自动驾驶,觉得这个事走一步看一步,中国很多的港口都在做这个计划,很多的主机厂参与这个项目矿山的物流的,从安全、成本、效率来看,我们说商用车的自动驾驶具有核心的驱动力,还要远远高于乘用车,商用车的自动驾驶,包括单智能驾驶,多车编队,车路协同,应用车辆的管理,车用协调,多车编队具有乘用车不一样的特点。

  我们可以看到商用车的自动驾驶的演进趋势有人驾驶向无人驾驶的演进,低速智能驾驶向高速全速智能的转变,从封闭场景向开拓场景的演变。下面抛砖引玉说一说智能车自动驾驶的方案。

  商用车有很多卡车、货车、物流车,我们可以看到这个举个例子,像这是物流的货运车,这个物流货运车,现在可以加装紧急自动刹车系统,这是天津所托瑞安做的方案装的紧急刹车系统,紧急刹车系统最大的好处可以紧急自动可以减少商用车的事故提高安全性。

  从装AEBS的系统可以看到的典型的L2级的自动驾驶,L2级的自动驾驶有一些基本的配置。那么,包括采用单视觉的,比如说他们就采用MOBIA(音)的摄像头完成前方车辆障碍物的探测,加装AB系统实现紧急的刹车,避免碰撞,提高自动的安全性。它除了用摄像头识别前方的障碍,它也采用毫米波、雷达融合,现在融合是大的主流趋势。

  第三个我们可以看到商用车的盲点比较多,需要在车上多装摄像头实现盲区监测,包括车的360度环视都可以看到常用车前方也有它整个的车周围环境的一个视频。这是一个从基本的配置,在这个基础上,还可以进一步发展更多的配置。

  第二个关于城市公交,城市公交它也是一样,有可以配备摄像头的,也可以有毫米波、雷达进行融合的,加装紧急刹车系统,可以在紧急的情况下,采用自动的方式,那么避免交通的安全。就是避免交通的事故。那么,它同样的可以采用融合的解决方案,也可以采用更多的摄像头采用360度的环视做一些盲区的监测,盲区不仅有摄像头装一些显示器,包括装一些预警器。那么,另外就是渣土运输车,这个渣土运输车很危险,我们一般看到都离很远,这个车安全性非常重要,样也可以有加装ASD的系统,提供紧急刹车系统,也可以进行盲区监测,可以用毫米波、摄像头组合的方案加装ASD系统,都可以如果你想扩展可以加一些后方的探测传感器提供后部预警的系统。

  另外就是危化品运输车这几年今年到明年,交通部要制定危化品运输车的它的安全规范和它的驾驶辅助系统安全的一些准则,我们也可以看到在危化品车上我们也同样可以加装摄像头、毫米雷达整个车辆姿态的显示整个盲区的监测,这是L2级的。

  这是上汽红岩,他们的L2的自动驾驶解决方案,红岩可以看到不仅前方、后方、左边、右方都加了摄像头毫米、雷达提高车辆的安全性,360度的环视主要是提供一个驾驶员对于车辆周围360度U型状况的感知。这是他们的油罐车,油罐车我们也可以看到油罐车前方加装了摄像头、毫米波、雷达360度婚事,这都是它的一些基本配置,驾驶辅助系统的基本配置。

  我们说一下L3级的自动驾驶,L3自动驾驶一汽它自己说它这个车是L3级的但实际上L3级难度还是很大的有很多企业自己在做L3级的已经可以上路了,实际上不是L3级的是L2.5-L3级的,L3是很难的,我们可以看到一个变化,L2到L3你可以看到整个感知系统的方案发生了很大的变化360度的全景环视,有多个摄像头可以做环视线目标的分类监测,有毫米波雷达,前后有长距毫米波雷达,加装激光雷达主要是为了让车周围的信息,更加准备的能够获得这些信息,另外就是超声波雷达,包括辅助的一些地图和高清地图的应用,L3可以完全自动驾驶需要定位和导向的这个高清地图的一个辅助。

  我们可以看到,L4级的,那就是基本上和L3级的配置应该是差不多的,L4级的东西我们也可以看到,图森未来它说它是L4的它的配置基本就是高清摄像头、激光雷达、毫米波雷达、另外包括机器学习的人工智能芯片360度的换环视感知,多传感器信息的融合,多传感器的信息的冗余,冗余还是非常关键的。

  软件的配置我们可以看到它不仅需要感知系统,也需要定位地图的技术,在感知领域在决策购置领域也可以穴道机器学习,深度学习的分析,进一步提高车辆人工智能的特性,就赋予了车辆是一个完全自动化的终端。

  另外我们看一下一两个典型的场景,像矿区的无人驾驶,我这儿的东西,是他们是徐老师他们北航他们帮我弄的一个东西踏歌智行的,挺有特色的云、管端智慧矿山整体系统的解决方案,从感知、高静定位、决策控制整个全套矿山运输的无人驾驶解决方案。

  车装的自身传感器也不算多激光雷达、毫米雷达、摄像头是基本的,由于矿山的车要实现编队,车与车之间要协同作业,它就要传车车通讯系统,它需要从一个点到另外一个点车辆,有GPS定位和地图的应用,这是矿山的无人驾驶。这是它一整套系统的几大模块,第一大模块就是运输作业的任务,包括云端的生产作业管理与,这一块就包括云端的平台、监管平台云TOSA数据、云端大数据、云端服务器,这是顶层的。中间这一块是矿卡的系统,包括INMU(音)的惯导,包括V2X的通讯、定位,包括车辆的一些决策布局的算法。

  第三部分就是典型的作业,这些作业就是一个矿车作业,两个矿车协同作业几辆矿车协同运输就有编组,有单个编组的。最后我们可以看到整个完成任务,它有一个作业的流程,包括在什么地方,进行货物的转移放到车上,然后它可以从一个地方,运输到另外一个地方,中间通过红绿灯自己都可以解决。

  我们最后说一下关于无人集卡,港口无人集卡整体解决方案,港口无人集卡大概有两个,一个是无人集卡,另外一个是无人的平板车分为两大类都很常见。

  这个无人集卡我们可以看到前方有毫米波雷达,也有左右也有摄像头,有前视摄像头,左右有摄像头,顶上有北斗的定位系统,也有激光雷达,还有摄像头,有的顶上还有摄像头,主要是探测它的装载的货物的这个位置,这个定位还是很关键的。

  我们可以看到这是它的一些包括它顶部的安装的定位的系统,包括顶部的激光雷达,那么顶部的这个前后的摄像头是都有不同的应用。总体来讲,就是实现一个360度的无死角的感知,避免所有影响无人驾驶行径的障碍物3-5厘米的稳定定位,保证无人驾驶的正常运行,确保无人集卡能够对位成功,并且完成正常的作业。

  这是智能的平板车,智能平板车我们也可以看到前后加装的前据毫米雷达,也有车轨相机,也有激光雷达车位系统,这是这一块。平板车和前面的无人集卡应该是差不多的,它实现的都是360度无死角的感知,定位、障碍物的判断实现正常的作业,这是无人集卡。

  无人集卡的单车系统的架构它有感知这一块,有地图这一块,有决策控制这一块还有高清地图这一块,感知这一块就是机器学习的算法应用,感知这一块包括激光,对于场景的激光对于周围场景的一个职责定位,我们可以看到,人机交互系统,包括一些任务的交接。

  无人集卡的单车的硬件的架构图,我们可以看到这样一个情况,就是它有总线,有以太网,因为看总线传输的数据比较少,看总线以太网相作用。核心的单元可以有两个系统双机备份,数据交换有接口也有模组借口实现信息的通讯,这是硬件的。

  对面我们也可以看到有多个车可以实现队列,整个管理系统也可以和外界进行信息的传输,都有相应的一些接口。同时和地图和作业的调度平台包括运维的平台进行联系,商用车的电子、电器的架构,商用车的电子、电器的架构我们现在以前的都是分布式的电子、电器的架构包括模块化与集酬化的,域集中域融合的电子架构最终整车融合和整车的云计,包括边缘计算,包括整个的域控制器,最后域控制器搭载在云控平台,这是整个的通过这样的一个升级以后,会极大的提高的运行的安全性和提高运算的效率。

  这张PPT想讲一下通讯这一块基础的方案,这是华为的通讯系统的解决方案,包括端、管、云的解决方案,我们可以看到云端主要是将车、路网周边的环境数据进行采集、分析提供更安全、更便利的出行服务这是云端。管道这一端主要是提供信息的传输像边缘计算,像交通的系统效率的方向,进行推进。

  车端就主要是提升这个智能座舱,提高车辆的用户体验,车车通讯,车载端、移动端的数据处理和计算,这是通讯系统的大的解决方案。

  最后我们总结一下商用车应该说,通过这几年的发展,L2级的辅助驾驶,在商用车上已经开始落地、并且应用,这个商用车自动驾驶的商用化的前景应该是非常广阔的,那么动力非常强劲,要比人们预期的想象快得多,商用车正在加速落地的过程中。

  商用车L3级的自动驾驶和乘用车一样,由于涉及到人机交互,就是说人和把驾驶权交给车,车可以把驾驶权交给人,人机交互的过程中,什么样的时机点可以进行驾驶权的交接,什么样的方式交接是挺大的难题。很多人说我可以做L3级的自动驾驶大家都不信,实际上这个技术没有突破。

  商用车的自动驾驶,极大的提升了运行的安全和效率,在未来的几年,商用车车的自动驾驶,还会有更多更加广泛的应用提高人们的生活的品质和技术,谢谢!

 
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