近來,英特爾斥資153億美金收購以色列自動駕駛技術(shù)公司Mobileye震驚業(yè)界。英特爾出手如此闊綽,看中的就是Mobileye在ADAS市場的領(lǐng)先技術(shù)和客戶群。 ADAS行業(yè) 因 汽車市場行情火爆而在國內(nèi)的迅猛發(fā)展,這必然也伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈從環(huán)境感知到執(zhí)行機構(gòu)乃至周邊一系列產(chǎn)業(yè)的迸發(fā)。但就目前來看,ADAS發(fā)展仍有許多“痛點”:整車廠既想推進目前的研究,確保量產(chǎn)計劃,又急于尋找長期合作伙伴,打破ADAS市場寡頭壟斷的形式,盡早推出安全、高效、親民的智能汽車、若不解決這一痛點,很難實現(xiàn)國內(nèi)ADAS市場的飛躍?;谶@一現(xiàn)狀,勵展博覽集團攜手嘉之道汽車及中國汽車咨詢中心網(wǎng)打造Automotive World China技術(shù)論壇,于2017年4月25-26日在上海世博展覽館舉行,我們將邀請行業(yè)大咖就ADAS開發(fā)、集成于驗證等難點展開探討,以期促進行業(yè)發(fā)展。
經(jīng)過整合,英特爾可以進一步完善其在自動駕駛核心決策環(huán)節(jié)的布局,形成自身芯片硬件和Mobileye自動駕駛核心技術(shù)數(shù)據(jù)的聯(lián)盟。由此透露出,未來自動駕駛已經(jīng)成為科技公司爭搶的高地。不僅英特爾在進行布局,特斯拉、谷歌、蘋果、黑莓,以及百度、小米、樂視等互聯(lián)網(wǎng)公司都已經(jīng)著手投入研發(fā),它們都擠破腦袋要在自動駕駛領(lǐng)域取得一席之地。
然而要想實現(xiàn)完全自動駕駛并非易事,去年特斯拉的交通事故到如今還讓大眾心有余悸,自動駕駛需要諸多技術(shù)基礎(chǔ),如高精度地圖實時引航,傳感器探測高度精準(zhǔn),自動控制系統(tǒng)安全可靠,以及5G通信技術(shù)商用,車輛信息無延時接入互聯(lián)網(wǎng),ADAS技術(shù)和數(shù)字座艙的融合在其中起著重要作用。
中國市場汽車銷量持續(xù)攀升,方案廠商看好 ADAS
根據(jù)中國汽車協(xié)會的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2016年中國汽車產(chǎn)銷呈現(xiàn)較快增長,產(chǎn)銷總量再創(chuàng)歷史新高,汽車產(chǎn)銷分別完成2811.9萬輛和2802.8萬輛,比上年同期分別增長14.5%和13.7%,高于上年同期11.2%和9%。預(yù)計2010年至2020年,中國汽車市場的年復(fù)合增長率將會達到6.9%,遠遠高于世界上其它地區(qū)的2.4%。隨著汽車銷量持續(xù)攀升、汽車保有量不斷增加,車體里的半導(dǎo)體需求量也隨之增加。
汽車電子市場發(fā)展前景如此誘人,各大半導(dǎo)體廠商隨之動作頻頻。高通出手390億美元收購了當(dāng)時全球最大的汽車芯片供應(yīng)商恩智浦;三星電子組建了無人駕駛汽車芯片團隊,專注于車載信息娛樂系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及生產(chǎn)相關(guān)的無人駕駛汽車零部件;英偉達在2017 CES上推出了搭載其研發(fā)的自動駕駛汽車計算平臺 -- DRIBE。同時,其還與博世、特斯拉、奧迪等車企合作開發(fā)無人駕駛系統(tǒng);聯(lián)發(fā)科與四維圖新共同拓展車用電子及無人駕駛市場商機。
ADAS系統(tǒng)是 自動駕駛 的重要入手點,各大半導(dǎo)體廠商紛紛傾盡全力打造ADAS方案:Mobileye和意法半導(dǎo)體共同研發(fā) EyeQ 視覺處理芯片,可擴展攝像機系統(tǒng)的重要組成部分,為自動駕駛提供強力的支持;英飛凌24GHz雷達傳感器系統(tǒng)用于盲區(qū)探測,具備極高精度,極大提升駕駛輔助系統(tǒng)效率;賽靈思汽車級 Zynq-7000 All Programmable 片上系統(tǒng)平臺可幫助系統(tǒng)廠商加快在環(huán)繞視覺、3D環(huán)繞視覺、后視攝像頭、動態(tài)校準(zhǔn)、行人檢測、后視車道偏離警告和盲區(qū)檢測等高級駕駛員輔助應(yīng)用的開發(fā);瑞薩電子的圖像識別方案在車輛行駛過程中,使用攝像頭或毫米波雷達探測白線、行人以及障礙物,為駕駛?cè)藛T提供駕車輔助 …… 從重點汽車硬件提供商的布局可以看出,它們已經(jīng)將ADAS方案研發(fā)列為其在汽車領(lǐng)域爭取市場份額的著手點,ADAS技術(shù)的領(lǐng)先程度可以決定其未來在汽車電子市場的地位。
數(shù)字座艙的智能化給用戶帶來更佳駕駛體驗
汽車儀表盤已經(jīng)從機械儀表發(fā)展為數(shù)字儀表或者虛擬儀表,以前只有在好萊塢大片里才能看到的酷炫駕駛體驗也在逐漸成為現(xiàn)實,寶馬、奔馳、特斯拉等汽車巨頭也在不斷研發(fā)數(shù)字儀表和虛擬儀表。隨著中產(chǎn)階級的崛起,作為新一代的汽車使用者,他們對駕駛體驗的要求越來越高,這也促進了數(shù)字座艙的快速普及。為了滿足用戶對現(xiàn)代化駕駛體驗的追求,各大汽車廠商都在緊鑼密鼓進行布局,有些品牌高端車型已經(jīng)配備了數(shù)字座艙,數(shù)量上升趨勢在不斷加大。
特斯拉作為電動汽車的發(fā)明者,在數(shù)字座艙的研發(fā)與配置方面也進行了大刀闊斧的改進,當(dāng)Model S首次交付時,很多用戶被它的中控臺驚艷了。中控臺上的液晶顯示屏尺寸為17英寸,相當(dāng)于蘋果iPad 9.7英寸顯示屏的2倍。更重要的是,無論是打開全景天窗、調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)置、或者給廣播電臺換一個頻道,只需在觸摸屏上點擊或輕劃一下即可。觸摸屏、數(shù)字化組合儀表盤和方向盤按鍵,無縫集成了多媒體、導(dǎo)航、通信、駕駛室控制系統(tǒng)和車輛數(shù)據(jù)顯示。同時,Model S 還通過 OTA “空中升級” 的方式定期獲得新的特性和功能,不斷優(yōu)化觸摸屏的用戶體驗。
在這個用戶體驗至上的時代,傳統(tǒng)汽車廠商如果停下發(fā)展的腳步就會失去未來的市場,因此在數(shù)字座艙的配置上我們也看到更多傳統(tǒng)汽車廠商的身影。寶馬推出了 HoloActive 觸控技術(shù)為 BMW iDrive 車輛控制系統(tǒng)翻開新的一頁,將人機交互體驗提升至新的高度;在2017 CES上,大眾正式發(fā)布了全新的數(shù)字座艙概念產(chǎn)品,展示了3D技術(shù)、視覺追蹤以及增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)在車內(nèi)的應(yīng)用;克萊斯勒Portal利用計算機和精密的車身傳感系統(tǒng),能夠達到SAE 3級自動駕駛模式。車內(nèi)的全玻璃化顯示座艙非常新穎,并用操控桿代替了傳統(tǒng)的方向盤,上下2個液晶顯示屏包含了除汽車基本信息外,還有更多的多媒體及人機交流界面。
除此以上幾個品牌,奧迪也計劃在車內(nèi)引入3D概念,帶來全數(shù)字化的車艙設(shè)計,并引入手勢控制操作。配置方面,新一代A7也會進一步的向A8看齊,變得更加的豪華,堵車自動駕駛系統(tǒng)以及自動查找停車位的自動停車系統(tǒng)也會引入。從消費電子市場可以看出用戶體驗至關(guān)重要,同樣汽車品牌想在未來贏得用戶青睞,就需要在數(shù)字座艙的設(shè)計上深下功夫,讓駕駛體驗更便捷、更智能化。
ADAS和數(shù)字座艙的融合推動自動駕駛走向現(xiàn)實
駕駛的世界正在發(fā)生根本性變化,不久的將來,你一個電話就能把汽車從車庫里叫出來,還可以指揮它把你從出發(fā)地載到目的地,而且全程不需要人為參與,這才是真正的自動駕駛。然而我們必須承認,在自動駕駛的推進歷程中,HMI(人機交互)的智能化,ADAS技術(shù)與地圖的融合,以及5G通信商用起著重要作用,同時它們也是ADAS和數(shù)字座艙融合的重要體現(xiàn)。
?。?)HMI的智能化:ADAS和數(shù)字座艙的融合的結(jié)合點
從手機的演進可以看出,人機交互從最初的按鍵發(fā)展為觸控,后來又增加了語音控制,智能化是未來的發(fā)展必然方向。以此推演到汽車控制系統(tǒng),從機械儀表到虛擬儀表,汽車的HMI(人機交互)方式已經(jīng)發(fā)生了極大的改變。相對于按鍵和觸屏控制,手勢控制、語音控制以其方便快捷的優(yōu)勢有望被HMI系統(tǒng)采納;自動駕駛的安全問題已經(jīng)被討論多年,指紋識別、人臉識別、虹膜識別等生物識別技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,它們憑借更高的安全性未來會在汽車HMI設(shè)計中得到應(yīng)用。HMI是 自動駕駛 系統(tǒng)的控制信息輸入端,ADAS系統(tǒng)也需要通過傳感器采集外部信息,兩者采集的數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過傳輸?shù)竭_信息處理系統(tǒng),由此可見,HMI系統(tǒng)是ADAS系統(tǒng)和數(shù)字座艙融合的結(jié)合點。
?。?)ADASIS V2 與高精度地圖的融合為自動駕駛鋪路
ADAS采集的各種數(shù)據(jù)離不開車輛上的各種傳感器,但所有傳感器都是有監(jiān)控范圍,監(jiān)控范圍之外的情況無法判斷。如何讓車輛獲取到更遠距離的數(shù)據(jù)?最直接的做法就是將地圖信息接入ADAS系統(tǒng),因為地圖能提供更為細致的地形數(shù)據(jù)(海拔高度、是否有斜坡、斜坡的斜率、道路彎曲程度等)與道路數(shù)據(jù)(車道線數(shù)、寬度、各類交通標(biāo)志等)。為了消除圖商、ADAS零部件供應(yīng)商之間協(xié)議的差異,圖商、車廠、ADAS零部件供應(yīng)商聯(lián)合起來成立了ADASIS Forum制定了地圖與ADAS系統(tǒng)之間的通信協(xié)議ADASIS。
在ADASIS v1中,系統(tǒng)會根據(jù)車輛當(dāng)前位置以及最終目的地,提取所有的路徑規(guī)劃方案,將其中最為優(yōu)先的路徑稱為最可能路徑,而其他方案為備份方案。所有的方案都會被提取并進行重構(gòu),并最終給出選擇哪條路徑以及如何駕駛通過的建議,傳遞到不同的ADAS系統(tǒng)中,但是v1數(shù)據(jù)提取量很大,最終沒有被汽車廠商采用。于是ADASIS v2進行了簡化,在傳輸時采用單路徑,就是傳遞數(shù)據(jù)的時候只選擇其中一條路徑,對于可能存在的備選方案,則以路徑中的交叉路口(STUB)來表示。每個交叉路口之間的路徑稱之為路段,路段被視為構(gòu)成路徑的基本單元,以每一個路段為單位,再進行數(shù)據(jù)的分析與利用,目前v2已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。未來,隨著地圖精度越來越高,數(shù)據(jù)量會越來越大,以后的ADAS或自動駕駛都會對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和傳輸頻率提出更高要求,因此ADASIS v3將考慮采用車身以太網(wǎng)的傳輸方式。
?。?)5G的商用助力V2x通訊技術(shù)降低延遲
汽車系統(tǒng)如何獲取更遠端的路況信息?上文講解了ADASIS V2 與高精度地圖的融合,其實除此之外還可以通過V2x通訊實現(xiàn)。V2X是V2V(車車通訊)、V2I(車路通訊)、V2P(車和行人)等統(tǒng)稱,聯(lián)網(wǎng)汽車通過V2X可以獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,從而感知遠距離環(huán)境信號,實現(xiàn)精確導(dǎo)航。然而,4G通信技術(shù)有著無法避免的缺陷,當(dāng)基站附近連接設(shè)備過多時,用戶延遲會明顯增大,眾所周知,延遲對于自動駕駛汽車來說非常危險。未來5G通信網(wǎng)絡(luò)的負載能力會遠遠強于4G,如果商用擁堵狀況也會大大減輕。更重要的是5G技術(shù)會將自動駕駛汽車列為高優(yōu)先級用戶,對其特別考慮,保證汽車控制信號能夠一直以足夠快的速度來傳輸,從而保證自動駕駛的安全。
ADAS技術(shù)和數(shù)字座艙的融合推動自動駕駛?cè)缁鹑巛钡叵蚯鞍l(fā)展,不管是互聯(lián)網(wǎng)公司,還是傳統(tǒng)汽車廠商都在一齊發(fā)力,努力在未來的汽車市場取得一席之地,它們立足應(yīng)用大力研發(fā)自動駕駛及各種相關(guān)技術(shù),同時又促進了ADAS技術(shù)和數(shù)字座艙不斷融合。
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