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蒋京芳:博世将在2020年落地三级自动驾驶系统
中国汽车记者网 更新时间:2018/6/21   来源: 腾讯汽车 

6月20-21日,由中国电动汽车百人会主办的2018全球智能汽车前沿峰会在深圳举办。本次论坛邀请行业内的专家讨论智能汽车的发展进程与发展路线,研究当前智能汽车核心技术进展与未来发展,并就智能汽车中的5G通信技术与智能汽车测试技术与测试方法、智能汽车的法律法规与标准等核心问题展开研讨。

蒋京芳:博世将在2020年落地三级自动驾驶系统

活动现场,博世底盘控制系统中国区副总裁蒋京芳发表了主题演讲,她表示,目前已经有多达40余款车型搭载了博世旗下的多种ADAS系统,而预计到2020年博世将落地三级自动驾驶系统。

以下为发言实录:

尊敬的主办方,女士们,先生们,大家下午好!很荣幸能够继去年11月在中国电动汽车百人会杭州论坛今天再次来到我们深圳会场,与大家探讨博士在智能驾驶方面探索和未来的发展。大家知道未来的出行正在进行着巨大的变革,使得现在我们讲到的比如说3G、4G以及智能网联等等,使得现在整个汽车产业逐步跨界成为一个大的生态圈,自动驾驶作为其中一个永恒的话题,当然它的好处是大家众所周知的,它带来的安全性的提高以及机动性的提高,同时对出行效率的提高,而且也引来了众多的一些玩家。

刚刚一些专家都已经讲到了,各个玩家不见得是同样的路线,我们把自动驾驶路线分为两种,一种是蓝色世界,众多的车企都是这样的路线,就是渐进的用于私家车,逐步提高整个自动化的程度,现在我们看到重大的车企遵循的关注的一个点还是我们叫高速公路或者是结构化道路的自动驾驶。另外一块,就是绿色世界,更多的比如像谷歌、Uber,以及我们中国很多初创公司跟智能城市的合作,这个大家所关注的就像刚刚大家谈到的共享化的自动驾驶出租车。

这里面数据跟刚刚讲到的徐主任的有一些不一样,但是总而言之大家能够看到,在右面蓝色的就是我们所谓的蓝色世界,也有大的增长,但是更大的增长来自于绿色出行,就是共享化的出租车。大家可以看到,虽然说100万—300万,一个是保守的估计、一个是乐观的估计,或者在2030年的400万—1600万,总而言之,呈4—5倍的增长。

博世实际在这两方面都有相关的一些项目,比如说我们在跟很多的车企配合的,我们用于高速公路的自动驾驶,我们同时也在跟戴姆勒合作,一起成立了一个合资企业,主要在2021年和2022年之间实现无人驾驶的共享出租车。实际上这两块领域其实是完全不同的。大家都知道,比如说我们用于私家车的高速公路的自动驾驶,它毕竟场景相对简单,而且驾驶的时间、使用的频率也相对少。博世因为看到最终的用户是消费者,所以对价格的敏感度也是非常高的,博世所关注的就是怎么样用最少的传感器、最少的我们系统的配置来同样保证它的安全性,以及保证它的性能。

另外一块,城市自动驾驶的出租车,毕竟交通更加的复杂,使用频率也更加高,这块因为毕竟是我们出行的服务商,取缔了现有的驾驶员,所以可以去吸收成本上的一些提高。

这两块可以看到,用于蓝色世界的私家车自动驾驶要有15个以上的传感器,绿色世界就更加复杂,它的传感器所要使用的其实超过40个以上,这并不包含现在通常使用的12个超声波雷达。

刚才我谈到是博世在全球的一个路线,在中国我们一直是致力于在中国的量产和落地,在中国的路径图到底是怎么样呢?基于一级的驾驶员辅助系统,在2014年已经量产,而且我们已经有多达40余款车型搭载了博世各种各样的ADAS功能以及在市场上出现。最近交通拥堵辅助,在本车道里面不变道的二级的自动驾驶功能,最近在吉利的博瑞GE上面已经量产,而且长安的CS55也在进行市场的造势。我们看到,在接下来今年、明年之内应该有几十款的车会搭载博世的ADAS功能,实现二级的交通拥堵辅助的这样一个功能。

再往上走可以变道的,我们叫做高速公路辅助,可以在驾驶员的操作之下变道,这个在2020年正式落地。我们把二级、三级以下的一般叫做辅助功能,因为这个时候驾驶主体是人,三级及以上驾驶的主体就变成了车辆,所以我们都把它取名为引导功能。将会量产的就是2020年和2021年之间是手可以完全脱开的,我们叫做交通拥堵引导的功能,可以变道的高速公路引导实际上我们现在并没有看到真正的时间点,我们预计会在2022年之后。用于城市自动驾驶的出租车四级、五级,目前我们知道很多公司都在进行各种各样的演示,但是现在也没有具体的时间节点。

还有一块其实大家也不容忽视,我们叫做紫色世界,就是低速的用于泊车的自动驾驶,其实也在逐步的走向市场。刚刚讲到吉利博锐GE的车,其实也搭载了博世的全自动泊车辅助的功能,同样2021年遥控泊车,是基于我们的环视摄像头和超声波雷达融合,包括家庭住宅泊车,这些功能也会逐步的投放市场,这是我们现在看到的在中国落地的一个时间节点。

当然很多专家都已经谈到了自动驾驶需要很多的核心技术,把它归纳为三大类,一个就是感知,同时你得知道自己在地球的什么地方,自己在车的什么地方,所以要进行绝对的和相对的定位。另外一块,也需要决策,并且接下来一个执行、加速、制动以及转向。实际上刚才讲到的交通拥堵引导及以上的车型,需要各种各样的冗余,而且冗余不光在感知层面,在决策层面以及在执行层面,同时也需要非常合理的验证,待会儿我会讲到这块。

再简单举一下这个例子,我刚才讲到的交通拥堵辅助的功能,2018年在吉利的博锐GE,以及长安的CS55上面,以及量产或者正在量产当中,他主要在60公里时速下本车道不变道,双手可以短暂脱开20秒,但是眼睛还是要睁的。需要传感器的配置或者整车的配置,比如说一个雷达、一个摄像头,整个决策是做在其中传感器里面的,比如做在摄像头里面,这个时候我的制动系统、转向系统EPS、EPS是不需要冗余的,辅助和引导两个字的不一样,实际上责任已经从驾驶员转到了车辆,这个时候脱手、脱眼但是人不能睡觉,所以我们经常把它叫做Hands off、Eyes off、Minds on,系统的配置有大的提升,因为一个雷达变成了五个雷达,单目的摄像头要变成立体的摄像头,可以产生立体的视觉,同时近距离的时候需要超声波雷达和环视的支持,这样避免近距离8米之后会有盲区。,当然还需要驾驶员的监控摄像头,这个功能不是在所有状况下都能够起作用的,如果驾驶员需要驾驶员接管的时候,10秒钟之内驾驶员一定要接管,所以这个时候需要驾驶员监控摄像头看驾驶员所处的状态,如果驾驶员不能及时接管的话,这个时候还要实现安全停车。

决策,直接在一个传感器里面做决策,但是因为运算量的提升,所以需要一个单独的预控制器,执行层面需要EPS一个冗余的制动,同时EPS也需要带冗余的EPS。这里面我为什么说到2020年和2021年呢?因为2020年功能可以释放,但是验证还不能完成,真正的验证实际上在2021年,再逐步的优化它的功能。这块我刚刚讲的用于结构化高速、高架上面二级、三级自动驾驶的区别。

博世目前正在开发的,就是在2019年之后将会采用所有的下一代的传感器,包括第五代的雷达、第三代的摄像头,有单目的、有双目的,同时又第六代的超声波雷达,以及近距离的环视摄像头,这些产品都会在2019年底之前量产。超声波雷达实际上去年已经量产了,同时激光雷达目前正在开发当中,距离量产时间应该在2022年前后。

这里我简单提一下,所有传感器的目标就是为了更高的鲁棒性和更好的冗余,所以这里面可以看到我第五代的雷达,比如现在毫米波中距离的雷达,目前探测距离是160米,将来第五代就可以提升到200米。同样我的摄像头,从100万的像素增加到200万的像素,同时视场角,从目前的50度提升到100度,而且还有更多技术的引入。

这里面可以简单看一下,左边是真实的场景,右边是我的第五代雷达所看到的一个个点云。我们可以得出一个结论就是说,第五代雷达点云的密度比现在第四代雷达提升了将近10倍,而且有更广水平的视角,以及通过增加带宽,我们现在频率范围从目前的77GHz可以提升到81GHz,通过这样的方式可以在距离上、高度上分辨上有非常大的提升。

另外一块就是第三代的摄像头,实际上引入了三大核心的算法,一个就是靠增强的分类器的引擎,可以对单帧画面的判断力更高。同时引入了深度学习,我们叫卷积神经网络CNN,可以把它的画面像素进行语义的分割,可以有效的识别出把它分为各种不同的大类。同时跟博世的另外一个发明,我们叫纹理识别,可以对路面进行很好的判断,可以有效的得出自由空间这样的结论。还有值得一提的就是博世的密集光流法,因为现在的光流法我们叫稀疏的光流法,这个对每帧进行运算。如果很暗的情况下,人穿着深衣服趴在地上,肉眼很难判断的,但是靠密集光流法,可以有效的把人和背景分割出来,很好的识别。当然我们还有传统的算法,比如对车道线的识别、比如对灯光的识别等等,综合起来,就是通过多层次语义的理解,来有效的判断自由空间,以优化性能。

大家可以看到很多公司在做自动驾驶的演示,实际上在车背后都放着很大的公控机,为什么呢?要用到深度学习的话,会大量的消耗运算的能力,同时能量消耗是非常大的。博世一直关注于落地,我们能够很成功的将CNN卷积神经网络算法集成在一个车规级的ECU里面,消耗的能量只有几瓦。

用我们的一个双目摄像头在真实的路况上做的一个判别。颗粒从屏幕上大家可以看到,红色的就是它的自由空间。比如说前方的车辆,包括周边的一些环境,在光照对比度非常强烈的地方其实也能够进行很好的识别,前面比如说有摩托车、对向的车辆。同时大家可以看到,在乡村路面这个时候已经没有车道线了,通过CNN和纹理识别可以有效的判断它的自由空间,还可以使车辆行驶在它应该行驶的区域里面。

这是我们下一代的雷达和摄像头的技术,接下来我讲到的二级可以变道的功能以及三级本车道的功能及以上,他们都需要有更高的带宽、更好的更高的运算能力的处理器,博世也是采用模块化的设计,也是为了逐步的把成本控制到最优。比如说我刚才讲到的二级的需要驾驶员控制才可以变道的HWA高速公路辅助的这样一个功能的话,需要一个微型的控制器,如果讲到交通拥堵引导功能,就需要有一个微控制器加一个微处理器,如果讲到三级、四级及五级的自动驾驶,实际上除了微控制器、微处理器之外,还要加上图像处理的单元,这块博世也在跟英伟达合作。

自动驾驶是个非常烧钱的事,也是一个非常复杂的系统。刚才讲到的我们需要有冗余的感知、定位、决策、执行,实际上对整个车辆的电子电器架构也有非常大的挑战,因为要考虑到冗余电源HMI等等,同时要考虑到功能安全、网络安全以及法规。其实我们认为还有一个最大的挑战,就是如何验证这些系统。因为如果靠传统的验证方式,可能绕地球几圈都验证不过来,上市的时间是根本无法期待的,所以博世现在考虑的就是,一是真实世界的验证,我们叫道路的验证。同时我们还要关注,我们叫极限的不常规的场景,不靠真人去试,因为是很危险的,如果你要用假人去试的话,又并不符合我们真实的一个场景,所以我们现在也在做仿真的尝试。

这是我们搭建的一个仿真的环境,大家可以看到,如果是有一个小孩正好穿过马路。通过仿真可以识别这是比如说正常的天气、夜晚、下雨天,以及又是下雨又是夜晚的场景,晚上漆黑一片没有路灯的情况下,这个可以叠加,更多的交通参与者,接下来的验证是道路验证加上仿真模拟的验证。同样还是不够的,因为我刚才讲到在2020年比如交通拥堵引导功能足够安全可以释放,但是还需要接下来通过众包的形式,大量的车已经在路上开,利用整个消费者的反馈和一些比如说特殊场景,再对这个功能进行优化升级,所以实际上验证对自动驾驶来说也是一个非常关键的环节。

自动驾驶是非常复杂的,所以博世也不是独自推进的,我们在跟戴姆勒、比如跟城市自动驾驶出租车的合作、跟英伟达的合作,跟四维、高德、百度等的合作,跟卫星导航系统纠偏的合作,这个在中国也是需要的,我们跟更多的车企、包括跟行业相关的部门共同合作,共同去推动自动驾驶法规,使得更高级别的自动驾驶能够在中国尽快的落地。

这就是我跟大家的分享。谢谢大家!

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