作者 | 朱世耘
編輯|邱鍇俊
“現在我們有智能駕駛AD Max的車(chē)在夜晚,70km/h以下不開(kāi)大燈的情況下沖向一個(gè)靜止車(chē)輛,AEB(自動(dòng)緊急制動(dòng)系統)都會(huì )觸發(fā)降速甚至剎停。”理想汽車(chē)主動(dòng)安全產(chǎn)品經(jīng)理楊杰對《電動(dòng)汽車(chē)觀(guān)察家》強調,“當然,我們不希望車(chē)主主動(dòng)去測試這項功能。”2022年12月,理想汽車(chē)推送了OTA 4.2版本,激光雷達正式作為其自研AEB的一部分感知輸入,參與制動(dòng)決策。在此之前,AEB主流感知方案為視覺(jué)+毫米波雷達,以攝像頭像素、單雙目細分。以AEB為代表的主動(dòng)安全系統的水準是高階智能駕駛功能的安全邊界。激光雷達的加入能夠在多大程度上為AEB“拓界”?高階智能駕駛與主動(dòng)安全之間還要分“你我”嗎?中國車(chē)企又為何要“入侵”AEB這一國際T1(一級汽車(chē)零部件供應商)的固有疆土?傳感器的豐富一直是AEB性能提升的核心動(dòng)力。2008年沃爾沃推出的首個(gè)AEB系統,采用毫米波雷達作為主傳感器。早期毫米波雷達探測點(diǎn)較少,對行人等“小障礙物”往往會(huì )漏檢;雷達信號處理靜態(tài)雜波濾除的特性,則使其對靜態(tài)、微動(dòng)目標無(wú)法很好的識別。因此,由毫米波雷達作為核心傳感器的AEB系統只能在30公里時(shí)速下被觸發(fā),而且為避免誤觸發(fā),往往無(wú)法對小和靜止的目標做出反應。2015年前后,以攝像頭為代表的感知傳感器被越來(lái)越多的引入ADAS系統內。單目攝像頭+毫米波雷達的方案將AEB的觸發(fā)速度上限提升到了60公里,并成為目前行業(yè)內的主流方案。2022年,激光雷達量產(chǎn)上車(chē)為AEB擴展適用場(chǎng)景提供了硬件基礎。相比于視覺(jué)+毫米波雷達的方案,激光雷達能夠直接提供準確的速度和距離信息,還可對大、小目標進(jìn)行基礎分類(lèi)提升感知精度。由此,使AEB能夠在更精準的距離點(diǎn)觸發(fā)功能,減少誤觸發(fā)的同時(shí),極大程度利用了車(chē)輛的制動(dòng)極限。目前,理想AD Max的視覺(jué)+激光雷達+毫米波雷達方案,將AEB的剎停車(chē)速上限提升到了80km/h,可以覆蓋絕大多數城市行車(chē)場(chǎng)景。此外,以斯巴魯為代表的立體雙目攝像頭+毫米波雷達的方案也是AEB“家族”的重要一員。立體雙目攝像頭可以通過(guò)幾何算法計算出3D信息,同時(shí)也可應用機器學(xué)習,因此上限極高,被認為是有望取代激光雷達的一種技術(shù)路線(xiàn)。目前,立體雙目攝像頭的成本在1000元之內,相比5000元/顆以上的激光雷達,具備很強的成本優(yōu)勢。但同時(shí),由于從成像、元件、布置都需要高度對稱(chēng),立體雙目攝像頭的工程難度較高。夜間的制動(dòng)時(shí)速和針對大小目標的剎停時(shí)速,還略遜于激光雷達方案。在覆蓋城市工況之后,AEB的下一個(gè)重要方向是將觸發(fā)上限進(jìn)一步提升至120km/h,緊急情況下能夠在2-3秒內,將車(chē)輛速度從120km/h降低到60甚至40km/h,為駕駛員爭取更多的避讓時(shí)間和空間,從而避免事故或減輕烈度。都采用視覺(jué)+激光雷達+毫米波雷達,一輛車(chē)上的AEB和輔助駕駛功能還需要分“你我”嗎?楊杰表示,以理想的AEB系統為例,功能在感知軟件需求上與輔助駕駛功能還有一定的區別。從任務(wù)目標來(lái)看,智能行車(chē)功能由駕駛員激活,在人類(lèi)監控下工作。需要“看”得遠,120公里時(shí)速下至少要看到150-200米外開(kāi)外,并對“視野”內的目標進(jìn)行主次、屬性上的分類(lèi),且形成時(shí)空的連續性。但AEB是在車(chē)輛上電即啟動(dòng),屬于硬實(shí)時(shí)的系統(系統必須滿(mǎn)足任務(wù)對截止時(shí)間的要求,否則可能出現難以預測的結果),要看得準、反應快。需要考慮80米之內任意可能產(chǎn)生碰撞風(fēng)險的障礙物,也一定程度上參考車(chē)道線(xiàn)等路況語(yǔ)義信息,判斷大曲率彎道等“特殊障礙物”。理想AEB系統場(chǎng)地測試:消失的前車(chē)
在置信方面,白天光線(xiàn)較好時(shí), AEB系統以視覺(jué)為主,激光雷達和毫米波雷達參與感知融合;夜間等光線(xiàn)不好時(shí),則以激光雷達為主,其他感知器進(jìn)行融合校驗;在感知算法層面, 目前理想的AEB與輔助駕駛功能采用同一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )感知模型,但在后處理階段,會(huì )根據不同的功能需求進(jìn)行針對性的優(yōu)化。但決策算法部分,理想的輔助駕駛功能和AEB則是分屬兩個(gè)不同的團隊在做。AEB所面對的場(chǎng)景是在事故發(fā)生前2-3秒內做出決策,決策是否制動(dòng),請求全力制動(dòng),而非行車(chē)所面臨的博弈場(chǎng)景。楊杰表示,在這樣極限的時(shí)間和明確任務(wù)的背景下,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和邏輯判斷算法的效果并不會(huì )有本質(zhì)上的差別,因此AEB在決策層使用邏輯判斷的算法。在硬件層面,理想的AEB和輔助駕駛功能都屬于智能駕駛域,但AEB主要部署在具有高可靠性、實(shí)時(shí)性和安全性的MCU(微控制單元)上,以保證功能運行的穩定性和實(shí)時(shí)性,為用戶(hù)行車(chē)提供有效的安全保障。在MCU之外,理想AD Max版車(chē)型的Orin上也運行著(zhù)一套AEB系統,包括了感知、融合、決策三個(gè)模塊在內的影子軟件,只是“截斷”了系統和執行器之間的聯(lián)系,作為MCU上那套系統的“影子”存在。“影子模式”是理想自研AEB的核心基礎之一,也成為理想等新勢力與國際T1在A(yíng)EB領(lǐng)域“一戰”的基礎。AEB發(fā)端于歐洲,是博世、大陸、安波福等T1的優(yōu)勢戰場(chǎng)。憑借百萬(wàn)量級的銷(xiāo)售規模和全球市場(chǎng)分布,國際頭部T1,掌握了上億級緊急制動(dòng)場(chǎng)景數據,成為其技術(shù)的核心壁壘。但也正是因為數據壁壘高,并采用一款產(chǎn)品適配全球的產(chǎn)品策略,國際T1對需求變化更多、更快的中國市場(chǎng)往往響應不足。“我們一開(kāi)始上線(xiàn)輔助駕駛系統的時(shí)候,出現一些AEB誤觸、事故中AEB制動(dòng)表現不及預期的情況。從用戶(hù)安全角度,我們希望能夠盡快迭代優(yōu)化,但發(fā)現和供應商溝通困難重重,周期很漫長(cháng),到最后只能是不了了之。”“不斷優(yōu)化駕駛服務(wù)功能是希望更多用戶(hù)使用。但如果安全能力跟不上,伴隨使用率和使用里程的攀升的還有事故風(fēng)險概率。所以做好輔助駕駛功能的同時(shí),必須要把主動(dòng)安全做上來(lái)。”楊杰這樣解釋理想自研AEB的核心邏輯。智能駕駛系統的賽點(diǎn)是數據、算法、算力,但主動(dòng)安全拼的則是迭代速度。“每一個(gè)AEB新增功能場(chǎng)景,從軟件開(kāi)發(fā)、測試驗證到最后推送終端,對于A(yíng)EB而言,都是一次全新的迭代。”在試驗場(chǎng)地里面開(kāi)發(fā)AEB適用的新增功能場(chǎng)景,從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)相對容易。但要將‘新能力’在真實(shí)環(huán)境和路況中量產(chǎn),保持系統性能的前提下又能盡可能地減少誤觸發(fā),則是很難的一件事,需要數以百萬(wàn)甚至千萬(wàn)級的行車(chē)里程進(jìn)行充分驗證。“目前供應商打包方案的迭代速度一般是以季度為單位,目前我們的自研AEB可以做到周級迭代?!睏罱鼙硎?。國際頭部T1基于全球百萬(wàn)級量產(chǎn)車(chē)獲取數據,理想則通過(guò)影子模式來(lái)追趕。相比于輔助駕駛功能需要駕駛員主動(dòng)激活,AEB是上電即啟動(dòng)的全時(shí)工作狀態(tài),先天適合影子模式。跑在Orin里的AEB系統與駕駛員的操作進(jìn)行實(shí)時(shí)比較,將判斷相左的場(chǎng)景數據脫敏并打上標簽,記錄回收,成為寶貴的迭代數據庫。楊杰表示,理想AD的感知、融合、規控各模塊實(shí)現了迭代解耦,既能夠單獨模塊回灌驗證,也可以全版本全鏈路地在仿真系統中進(jìn)行驗證。此外,理想AD的每個(gè)車(chē)型都會(huì )有一個(gè)獨立的路試小團隊,在推送用戶(hù)前搭載最新的系統版本進(jìn)行長(cháng)里程真實(shí)路試。沃爾沃在2016年就開(kāi)始宣傳AES(自動(dòng)緊急轉向)功能,也就是在遇到緊急情況時(shí),車(chē)輛可自行進(jìn)行轉向躲避。但直到現在還是需要駕駛員通過(guò)方向盤(pán)給到明確轉向輸入才響應。后來(lái)者特斯拉則通過(guò)高速迭代,在2018年就推送了無(wú)需駕駛員轉向輸入,系統識別到危險后自動(dòng)進(jìn)行轉向的功能。在“影子模式+數據閉環(huán)”的基礎之上,理想主動(dòng)安全團隊只用了2個(gè)季度的時(shí)間,就“用上”了激光雷達:讓此前只能在EID交互上看到感知結果的激光雷達,作為感知輸入源,參與到了AEB功能的制動(dòng)決策當中。目前不僅是理想汽車(chē),小鵬、蔚來(lái)也已將自研AEB列入工作進(jìn)程。去年李想宣布開(kāi)源AEB系統之后,理想內部也已組建了工作組,調整AEB系統架構,使其成為更加平臺化的軟件系統。隨著(zhù)AEB能力的提升,真正成為智駕的安全閥,智能駕駛成為收費的功能,就有了堅實(shí)的基礎。--END--
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