广汽试解自动驾驶量产之困

多数主机厂已经明确了量产L3和L4级自动驾驶汽车的时间节点, 但安全法规、技术、软硬件甚至整个生态环境仍是不可忽视的问题。广汽作为中国主要大型汽车集团之一, 早在2013年就开发了首款具备自主知识产权的无人驾驶汽车, 近几年来连续亮相数款高阶自动驾驶车型。不仅如此, 广汽还将内地首辆自动驾驶出租车推向路面, 并开始尝试商业化运营。广汽集团如何规划自动驾驶之路?在量产中遇到了哪些问题?广汽的解决思路是怎样的?其困难、路径特别是经验对整个行业而言都极具代表性和参考价值。

无人驾驶的“四步走”

不少企业正忙着实现自动驾驶的大规模量产落地。广汽作为较早布局自动驾驶及无人驾驶的集团车企之一, 对此也早有规划。

广汽集团将分四个阶段实现无人驾驶。”按照广汽集团总经理冯兴亚阐述的目标推进节奏, 广汽集团第一阶段是落实辅助驾驶, 实现自动泊车、驾驶提醒等功能, 目前已经做到。据了解, 广汽早在2016-2017年已经宣称占领了智能网联、无人驾驶技术的制高点, 完成了环境的感知、决策的规划和第二代智能汽车的开发, 并具备全开放环境、多路况条件下的A到B点的全自主行驶能力。第二阶段是半自动驾驶, 预计2020年前实现, 广汽的L3级别高速公路自动驾驶汽车将在2020年初实现量产;第三阶段是高度自动驾驶, 预计2025年前实现;第四阶段则是完全自动驾驶, 预计2030年前实现。

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。同年广州车展上, 广汽还推出了其打造的L2级自动驾驶量产车AION.S。今年上海车展期间, 广汽还同步发布了L3级的AION.LX, 预计将于明年1月量产。

整车厂为何多选择渐进路线?

从广汽的整体规划看, 也与不少国内外整车厂一样选择了类似的渐进式路线。一直以来, 行业内关于“逐步升级到L4”还是“直接做L4”, 有过不少争议。

广汽研究院智能驾驶技术部负责人郭继舜解释说, 为什么L3以上才叫做自动驾驶?因为L1、L2级车辆出现事故以后, 要负责任的是人;而L3级车出现事故后, 要负责任的主要是车。目前全球自动驾驶呈现两种发展趋势:一种是纵向发展, 沿着L2、L3、L4不断向上走。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。

链接:

2019上海车展期间, 广汽新能源Aion体系下的第二款车型, 豪华智能超跑SUV-Aion LX完成了全球首发。据介绍, Aion LX搭载了全新发布的广汽新能源Adigo自动驾驶系统, 成为全球首款L3级自动驾驶的量产SUV车型, 具备高速路况全自动驾驶能力。

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。

广汽自动驾驶大事记

2013年, 广汽集团开发了首款具备自主知识产权的无人驾驶汽车;

2015年, 广汽自主研发的无人驾驶WitStar概念车参加了北美底特律车展;无人驾驶汽车WitStar则已具备局部区域内任意预设两点的全自动无人驾驶能力;

2017年广州车展上, 广汽亮相了第三代全自动驾驶原型车, 据悉该车可以实现L5级自动驾驶。

2019年2月, 广汽集团与广州小马智行科技有限公司签订战略合作协议, 约定双方将在自动驾驶技术、无人驾驶示范运营等领域开展合作, 共同推动无人驾驶领域的发展。

目前广汽正在广州化龙基地打造自动驾驶示范园区, 探索智能汽车应用场景。

作者:甄文媛 来源:汽车纵横

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