觀察——傳感技術由“看”到“聽”360°感知環(huán)境
資訊詳情
2019CES聚焦：一文讀懂采埃孚（ZF）自動駕駛技術線路圖
蓋世汽車 2019-01-10 16:52:15
1
近年，自動駕駛的發(fā)展似乎比預期的要快，根據(jù)IHS Markit預測，到2040年全球將有超過3300萬輛自動駕駛汽車銷售。潛在的市場空間及發(fā)展機遇，吸引了諸車企、零部件企業(yè)乃至IT等外來者的關注和加快涉入。
而全球最大的消費技術產業(yè)盛會——美國國際消費電子展CES，近年也儼然成為自動駕駛技術的頂級秀場，吸引各大企業(yè)紛紛在此秀技亮寶，而采埃孚（ZF）便是其中之一。而與往年相較，此次展出更清晰的呈現(xiàn)了未來該企業(yè)在自動化駕駛方面的技術發(fā)展路徑和方向。
針對自動駕駛，采埃孚提出了“觀察、思考、行動”理念，得益于其豐富的經驗，采埃孚能夠將其環(huán)境傳感器，如攝像頭和雷達 ("觀察") 與車輛的中央電子控制單元 （“思考”）相結合。然后，傳動裝置、底盤和轉向系統(tǒng)中的智能機電裝置將作出的判斷付諸實施 （“行動”），而這也是該司自動駕駛路徑的技術基礎。而在此基礎上，采埃孚近兩年加大了共享出行和車聯(lián)網領域的投入。以下將以此次展出的重點產品和解決方案來做具體呈現(xiàn)！
在作為全球最大的攝像頭供應商之一，據(jù)了解，2018年采埃孚共出售500萬個前置攝像頭。而隨著自動駕駛由駕駛輔助階段逐步向L3/L4甚至更高級別發(fā)展，對基礎核心部件傳感器則提出了更高的要求，然目前市場上常用的傳感部件攝像頭、雷達、激光雷達各有優(yōu)劣勢，為此，采埃孚在單個產品方面不斷優(yōu)化升級，并加大了產品間的融合，有效助推自動駕駛向更高階層發(fā)展。
如此次展會上推出的S-Cam4系列先進攝像頭，該產品由采埃孚與Mobileye合作開發(fā)，并于2018年推出。依靠100度的視角和170萬像素高動態(tài)范圍圖像傳感器，s-cam4在監(jiān)測市中心的行人和騎自行車的人時表現(xiàn)將更加優(yōu)異。
此外，固態(tài)激光雷達（Solid-State LiDAR）一直被視為自動駕駛和ADAS行業(yè)的皇冠明珠,憑借其低成本、高可靠性和高分辨率的特點,一直被業(yè)界寄予了厚望。早在2016年，采埃孚收購了lbeo汽車系統(tǒng)有限公司40%的股份，而lbeo是激光雷達技術和環(huán)境識別軟件開發(fā)領域的市場領軍供應商，此次展會上，采埃孚與lbeo共同研發(fā)的固態(tài)激光雷達也進行了重點展示。
除了攝像頭和雷達、激光雷達產品外，采埃孚還將傳感產品由“看”延展到了“聽”，由車外延伸到了車內。
在此次展會上，采埃孚展示出了聽覺傳感器Sound.AI，該產品主要通過分析汽笛信號來確定聲音來自哪個方向、車輛可能會出現(xiàn)哪一種危情等，屆時系統(tǒng)顯示屏會給駕駛員提供重要信息，諸如指導“靠右停車”或“將車移動至應急車道”。（四級及以上全自主駕駛車輛可以獨立進行以上操作。）
再來聊下采埃孚的三維車內觀察系統(tǒng)（interior observation system），該產品能夠實時監(jiān)測收集乘員身材、位置和坐姿等信息，以及判斷駕駛員是否雙手放在方向盤上，是否目視前方等，而這些數(shù)據(jù)有利于系統(tǒng)根據(jù)情況快速做出反應，進一步協(xié)助高級安全和自動駕駛功能的實現(xiàn)。據(jù)悉，該系統(tǒng)預計將于2021年末投產。
“我們的傳感器組合能夠在未來滿足汽車制造商的定制化要求。無論天氣或光照條件如何，我們的環(huán)境識別系統(tǒng)都將以安全高度自主的自動駕駛所需的精準度及冗余度來運行?！辈砂ｆ谙绕陂_發(fā)工程部門負責人兼采埃孚風險投資公司（Zukunft Ventures GmbH）總經理Torsten Gollewski說道。
思考：ProAI“四代”同堂
滿足自動駕駛各階段需求
中央計算平臺是制約自動駕駛落地的技術之一,而在此方面，采埃孚在2017年CES期間，正式宣布和英偉達(NVIDIA)展開合作將人工智能（AI）系統(tǒng)用于交通運輸業(yè)，并發(fā)布相關產品ProAI。ProAI使用可擴展的NVIDIA DRIVE PX 2 AI運算平臺來處理多個攝像頭的數(shù)據(jù)，并結合來自激光雷達、雷達和超聲波傳感器的數(shù)據(jù)傳輸和處理，巨大的運算能力使系統(tǒng)可精準地掌握環(huán)繞車身360度視野的情況，并據(jù)此計劃后續(xù)動作。而歷經兩年時間，目前ProAI家族產品已經推出四款滿足自動駕駛不同階段的相關產品。
第一代 ProAI是入門級型號，符合所有NCAP 2022標準；第二代 ProAI具有足夠的計算能力，可以滿足L2和L3級別自動駕駛；第三代采埃孚ProAI提供了廣泛的模塊化功能，并在三塊性能主板上集成了不同的芯片，這將為L4級自主駕駛提供實時數(shù)據(jù)處理所需的計算能力。而最新一代ProAI RoboThink新增可拓展的計算能力和自帶的圖像處理器，擁有逾150 teraOPS的計算能力（相當于每秒150萬億次計算），且可模塊化組合最多4個單元，實現(xiàn)約600 teraOPS的總計算能力，能完美適配4級及以上的自動駕駛應用。
據(jù)采埃孚先期開發(fā)工程部門負責人兼采埃孚風險投資公司（Zukunft Ventures GmbH）總經理Torsten Gollewski介紹，ProAI的迭代思路會圍繞兩個方面：更高的計算能力與擴展性?！癙roAI產品系列開放的軟件架構所具備的靈活性、模塊化和可擴展性，能滿足各項應用的需求，且能運用于各個工業(yè)領域和自動駕駛的各個階段?！?br>
而據(jù)采埃孚股份公司首席執(zhí)行官沃夫翰寧·施艾德（Wolf-Henning Scheider）介紹，ProAI將于2019年開始量產，2021年將會達到5位數(shù)字。這也是英偉達諸多合作伙伴中，首個將其DRIVE Autopilot推向量產的項目。
“采埃孚的靈活性和對系統(tǒng)的專業(yè)程度讓ProAI 平臺獲得急速發(fā)展，運用英偉達的DRIVE Xavier處理器和DRIVE軟件，能助力實現(xiàn)L2級以上自動駕駛，以至能達到L4級或L5級自動駕駛的機器人出租車?！庇ミ_（NVIDIA）自主機器全球副總裁Rob Csongor表示。
行動: 大量的機電執(zhí)行器
為自主駕駛安全提供最后一道屏障
對于自動駕駛車輛而言，有了觀察、思考運算，如果不能及時采取行動，即使識別出危險情況并想到如何避免也無濟于事。
而除了眼睛和大腦，采埃孚還提供了自主駕駛系統(tǒng)所需要的執(zhí)行器：如制動器、轉向和底盤系統(tǒng)等機電執(zhí)行器，可以在幾分之一秒內就能針對當前交通狀況作出反應，并精確執(zhí)行控制單元計算出的解決方案，這也即是為自主駕駛安全守好最后一道屏障。
物聯(lián)網平臺：互聯(lián)化解決方案助力未來出行
ZF 的物聯(lián)網平臺（IoT Platform）在筆者的理解來看，分內部和外部兩方面構架。內部如產品的生產、供應鏈管理、商業(yè)化運營等，通過這一開放型的物聯(lián)網平臺，采埃孚已經開發(fā)出眾多創(chuàng)新解決方案，并將工業(yè)4.0帶入了車間。deTAGtive資產追蹤就是一個很好的案例，這一方案通過藍牙標簽使在工廠和運輸碼頭的整個供應鏈的物料和貨物管理更加便捷智能。
而外部可以到車隊的管理、車輛的數(shù)據(jù)采集、遠程診斷，以及未來共享汽車的支付等。擁有Openmatics系統(tǒng)的采埃孚，可謂遠程信息處理專家。除了傳統(tǒng)的車隊管理，這一互聯(lián)平臺也為電動車的車主提供了豐富的功能選項。諸如，荷蘭巴士以及客車制造商VDL Bus & Coach依靠Openmatics全面監(jiān)測電動車和柴油車的運行效率，實現(xiàn)智能化的電驅動車隊管理。Openmatics目前正在開發(fā)更多適合貨車車隊運營商的產品系列。
“無論是數(shù)據(jù)傳輸以進行遠程診斷，還是生產流程的自動化，互聯(lián)化系統(tǒng)一直以來都是采埃孚的核心競爭力之一。”采埃孚股份公司首席數(shù)字官Mamatha Chamarthi表示。“我們希望加強這一方面的優(yōu)勢，并在2025年前實現(xiàn)所有采埃孚產品的聯(lián)網?！倍跀?shù)量龐大的產品系列，采埃孚也可以發(fā)揮平臺的協(xié)同效應來分析跨行業(yè)分析數(shù)據(jù)趨勢，并以更加靈活的方式來分享最佳實踐案例。
共享出行系統(tǒng)解決方案：打造全新城市出行方式
麥肯錫預測，至2030年，出行服務提供商部署的自動駕駛車輛將占PKMT（乘客總里程）的11%，私人擁有的自動駕駛車輛將占2%。至2040年，出行服務提供商對PKMT的占比將占高達55%，私人擁有的自動駕駛車輛僅占11%。而在自動駕駛發(fā)展初期，法律法規(guī)及技術均未完善情況下，特定區(qū)域內的自動駕駛公共交通工具或載貨工具被諸多企業(yè)認為是較為理想的商業(yè)化模式。而采埃孚亦將此作為重要切入點。
采埃孚股份公司首席執(zhí)行官沃夫翰寧·施艾德（Wolf-Henning Scheider）表示：“隨著城市中心的客貨運需求與日俱增，自動化、電氣化和網絡化成為關鍵的推動因素。憑借我們強大的系統(tǒng)能力，采埃孚正在實現(xiàn)和創(chuàng)造下一代移動解決方案。像網約車這樣的城市交通方案是自主駕駛發(fā)展的最大動力之一?！?br>
2018年6月，采埃孚宣布與亞琛初創(chuàng)公司e.Go Mobile成立的合資公司e.Go Moove GmbH將在亞琛生產e.Go Mover，年度產量初步計劃以萬輛為單位，2019底前先生產400輛（其中200輛具備L4級自動駕駛能力），預計在2025年前，全球需求量將達到100萬輛。
而在今年的CES期間，兩者又與移動解決方案運營商和集成商Transdev宣布建立合作關系，通過利用Transdev運營系統(tǒng)集成的自動駕駛車e.Go Mover，開發(fā)全新的共享自主移動解決方案。而采埃孚將繼續(xù)為e.GO Mover自主駕駛純電動商用車提供電動驅動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)和剎車系統(tǒng)、采埃孚使用人工智能的ProAI中央計算機，以及能夠實現(xiàn)自動駕駛功能的傳感器。據(jù)了解，此次合作將優(yōu)先著眼于法國和德國市場，力求在2020年之前推出功能齊全的解決方案。
此外，在本次CES期間，采埃孚還展示了一款沒有方向盤和踏板的機器人出租車（robo-taxi），以展示其技術將如何助力打造新的城市出行方式。用戶可以通過智能手機或平板電腦來預約出租車，出租車也將通過自主駕駛至乘客上車地點，繼而將他們送抵目的地。
從基礎核心部件到擁有強大計算能力的中央控制器開發(fā)，智能機電裝置執(zhí)行，再到物聯(lián)平臺、共享出行，采埃孚的相關技術已經組成了自動駕駛的核心框架圖?？v觀整個發(fā)展路徑，均是在“順勢而為，應勢而謀”，換句話也即是在合適的時間推出合適的產品。雖然這次CES期間該公司并沒有宣讀未來幾年的規(guī)劃數(shù)據(jù)，不過可以看到諸多的產品不是概念，而是在商業(yè)化進程中，正如沃夫翰寧·施艾德所言，自動駕駛這個領域很殘酷，采埃孚的優(yōu)勢就是“速度”……
延伸閱讀
活動推薦