采埃孚工程技术中心总监綦平:智能驾驶对汽车大脑及执行机构的挑战 | CCF-GAIR 2018

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2018年07月12日 19:51 | 凤凰科技 小孟
原标题采埃孚工程技术中心总监綦平智能驾驶对汽车大脑及执行机构的挑战 | CCF-GAIR 201......

原标题:采埃孚工程技术中心总监綦平:智能驾驶对汽车大脑及执行机构的挑战 | CCF-GAIR 2018

雷锋网按:2018 全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR)在深圳召开,峰会由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办,得到了宝山区政府的大力指导,是国内人工智能和机器人学术界、工业界及投资界三大领域的顶级交流盛会,旨在打造国内人工智能领域最具实力的跨界交流合作平台。

7 月 1 日的智能驾驶专场,采埃孚中国投资有限公司工程技术中心总监綦平进行了名为《智能驾驶对汽车大脑及执行机构的挑战》的主题演讲,雷锋网在不改原意的基础上进行精编,以下为綦平演讲全文:

采埃孚是一家在全球运作的传统的汽车零部件提供方企业,已经在汽车行业浸淫上百年,采埃孚分布在全球五大洲,有14多万名员工,已经有40多家生产制造型企业分布在中国。

我讲的题目主要是跟智能汽车、智能车辆有关,报告由几部分的内容组成:

智能驾驶对行驶安全决不妥协;

ProAI ─ 专为智能驾驶开发的计算决策平台;

cubiX ─ 更智能的协同底盘系统;

采埃孚Level 4解决方案;

总结和展望。

智能驾驶对行驶安全决不妥协

智能驾驶并不是新的内容,从挑战性角度而言:一般划分为中速、低速和高速。高速是在高速公路每小时120公里;低速就是驻车辅助的动作;中速是每小时50到80公里之间,应付比较复杂的道路情况。

目前,智能驾驶的整体水平处于L2向过渡到L4的过程中,当然L3的范围比较大。在复杂的交通环境里面,采埃孚还不具备向市场推入产品的时机。我们认为L4真正可以实现的时间是在2022年或2025年,目前大家都在往L4方向努力,但是这里有很多约束和现实。

我们要实现真正的无人驾驶阶段,还有一段距离。单纯从技术层面上判断,可能在2030年左右L4级的车就能够上路,但是这中间不排除有些其他的干扰,比如说基础设施的完善、有效的通讯, V2X等等的基础建设问题。

采埃孚和其他传统企业面临的最大挑战,就是传统的内燃发动机将逐步被淘汰。企业必须要通过创新,生产出让社会、消费者都能够接受的产品。

我们认为能让社会、消费者都满意的产品,必须要达到三个要求:

第一是效率,今后任何推向市场的产品要给消费者带来足够的效率提升,不仅仅是降低油耗或者降低能源的消耗,也涉及到时间上的优化;

第二是安全,安全永远是我们的题目。传统汽车行业如果要把一辆车导入市场,要经过很多的验证,并且达到相应的标准。具体是验证汽车零部件的安全性和可靠性。由有经验的驾驶员对汽车在各种情况下作出的反映进行相应判断。

第三是自动驾驶。汽车进入到高度的自动驾驶甚至无人驾驶阶段,所面临的挑战就会变得更加复杂。因为汽车上路以后,涉及到人的生命安全,所以对我们带来的最大挑战,如何在实现方向的时候、从现阶段过渡到无人驾驶阶段,充分考虑安全,对人和社会不造成伤害,这在今天来说也是最严峻的课题。

在全球范围内,只要无人驾驶车辆在实验过程中出现事故,就会对社会造成很多影响,因此我们要尽可能的避免这一点。采埃孚有一个零愿景,也就是零伤亡、零排放,零排放。

ProAI ─ 专为智能驾驶开发的计算决策平台

第二个话题是ProAI。

智能驾驶过程中需要面对非常复杂的交通环境。举一个例子:左上角(如上图)在变道修路,车辆的感知系统要有足够的能力进行识别。左下角是下雪天,原来划定的车道线已经无法看清,大雪把周围可以识别的建筑物都遮挡了,因此识别的难度大大增加。

未来,如果无人驾驶允许驾驶员可以不必注意力高度集中、双手也不必放在方向盘,可以再车厢内任意走向,那么随之而来的问题是旧有的安全气囊已经不适用。

右上角(如上图)是汽车突然加塞情况,在很长的一段时间里,将会存在自动驾驶和人工驾驶并行的情况,因此自动驾驶如何有效识别并对此类问题进行积极相应,都将是一个难题。

右下角(如上图)也是同样的复杂路况问题。因此,处理自动驾驶过程中遇到的各种状况、应付复杂的道路环境,需要自动驾驶汽车需要一定的计算能力。

这里有个关于使用整数计算机计算能力问题的概念和标准。2005年,500个单位(DMIPS)还属于单核技术。2014年,进入一个可扩展的多核技术,所谓多核技术就是一个芯片一个单核无法支撑其运行。到2017年需要使用多控制器和多核技术,这种情况下已经达到了5万个DMIPS以上的计算力支持。

随着产品的复杂,保障汽车的安全需要增加非常多的计算能力,这是对我们带来的挑战。采埃孚要最大程度保障汽车的安全性和可靠性,因此需要从计算能力进行一定保障。

目前,采埃孚在开发一个平台——ProAI。ProAI是一个计算机,这个计算机是采埃孚和英伟达合作研发。通过使用英伟达的芯片,采埃孚生成一个符合车规的ACU,提供给市场。

我们希望ProAI得到大多数客户的认可,可以把它推向市场并且得到大多数人的使用。多数人用的好处是什么?第一,在共同开发过程中消除一些问题,提高效能;第二是制造成本大幅度下降。

ProAI有几个显著的特点:

一个可扩展的平台,可以通过相关的连接,允许不同的芯片介入;

计算量超大;

允许多芯片结构,它的芯片能真正满足深度学习在驾驶方面进行运算和实现。ProAI的性能安全,ASIL可以达到B级或者D级。

采埃孚Pro AI是一款基于人工智能软件开发的中央控制器.在汽车遇到问题的情况下,它能够对车辆进行有效制动。左边是输入端,右边是执行机构,包括自动、转向、驱动系统、底盘控制等等。

ProAI Gen 2 NVI Xavier 是面向L3、L4的域控制器,可接入可扩展的集成平台、能够提供大量的计算能力、有多个单片机系统,可接入深度学习算计集成平台,根据需要可以提供ASIL(B)D以上的功能安全,为黑盒SW建立环境。

目前,ProAI Gen 2 NVI Xavier 在2020年的第四季度可以进入批量生产状态。ProAI Gen 2 NVI Xavier使用的是第二代的ProAI,所使用的是英伟达的芯片,目前在加紧开发过程,下半年可以得到B样件。

采埃孚负责的安全控制器和负责功能的控制器有不同的软件层次,英伟达是一个基础,和ProAI相接,我们主要是关心输入接口和输出接口,其中涉及到传统需要用到的线路连接。

cubiX:更智能的协同底盘系统

我们不仅要关注感知系统的“大脑”,更要关心线控。在线控里,比较常见的问题是减振器、变速箱以及相关子系统。最终形成自动驾驶,线控必须要被综合管理起来,所以我们需要一个“协调员”,采埃孚将它命名为cubiX,负责协调CPU或者ACU。

传统汽车刹车、转向两者之间独立,但进入到自动控制过程中,汽车主要核心是以汽车动态学原理为导向,从行驶方向,如纵向和横向的动态作为控制基础。我们要将车控制到什么状态,同是要兼顾执行器的动态,给汽车一定的指令,彼此之间要进行相互的关联,这时就需要强大的“大脑”进行处理,原来由驾驶员单独控制的这些子系统的工作,需要由cubiX综合管理。

cubiX是一款集成了众多底盘系统的新软件,目标是集中控制所有车辆的主动和半主动执行器,这些执行器会影响驾驶体验和乘客的安全,包括转向系统、减震器、制动器和动力传动系统。

今天,每辆车都有一个单独用于各个执行器的大量传感器和控制器,因此形成极其复杂的信息网络并且需要彼此单独通信。 cubiX将所有这些结合到一个模块化和可扩展的控制机制中,用于纵向,横向和垂直动态。

作为中央通信接口,cubiX在高级驾驶员辅助系统(ADAS)功能和执行器之间进行协调。这使得能够控制与纵向和横向动力相关的所有部件,包括电动助力转向(EPS),电子制动系统(EBS),后轮转向(主动运动控制)和集成在后桥中的电驱动系统( mSTARS)。如果安装了电子控制的减震器,甚至可以控制垂直动力学。

从cubiX的基本框架可以看到(如上图):汽车动力学的几方面作为cubiX的控制导向,它和雷达、SW模块有密切沟通,同时和执行器有密切沟通,cubiX可以为整车带来高效率,也就是我们如何通过比较有效的计算,快速做出正确决定,同时又把执行器的工作状况回馈到ACU上,控制器能够时刻了解汽车的状态。

cubiX能够为未来的汽车提供广泛的驾驶功能,将提供不同的驱动模式。辅助系统的数量和机电一体化的执行器正在增加,cubiX能够以结构良好的方式联网这些系统,并生成新功能。

cubiX目标是给客户以最灵活的方式,花最小的精力,去交换、修改或排除供应商或小团队提供的新算法、执行器或子系统的问题。 cubiX可以帮助用户的产品快速上市,同时将风险降至最低并行简化所有子系统的开发和验证。

采埃孚Level 4解决方案

自动驾驶需要行业上下共同努力和推动,所以采埃孚建立了一个生态系统。

英伟达提供采埃孚芯片、海拉合作雷达和摄像头、double SLash是采埃孚收购的企业,主要做车联网、ibeo是激光雷达公司,ASTYX是做图象雷达专业公司、Facurecia是研究驾驶车舱内如何做到乘员被动和主动安全系统的合作,百度是采埃孚在中国的合作伙伴、 e.GO mover是采埃孚合作造车的企业。

SEE-THINK-ACT(观察-思考-行动)这个方案是完全开放的,未来有可能会是介入自动驾驶的好方案。

总结

智能驾驶将成为近期未来汽车发展的大趋势,但是,最高等级的无人驾驶的实现尚存在较多技术难题有待解决。ProAI Gen 2.0将能够满足Level 3~4的智能驾驶计算量及功能安全的要求,cubiX智能集成底盘控制技术将使智能汽车系统更简洁、鲁棒,并带来更高的整车安全性和舒适性。采埃孚正积极促进与中国业务伙伴的合作,立志为中国智能驾驶技术的发展作出更大的贡献。