【汽車自動駕駛技術(shù)】智能網(wǎng)聯(lián)汽車與開放式汽車應(yīng)用平臺---華國棟

南京櫟樹交通互聯(lián)科技有限公司 華國棟

1. 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用特性 
　　首先是整個智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)，實際上分為兩大層級，一是信息，二是控制。信息分非駕駛相關(guān)類的，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從2009-2010年開始興起，經(jīng)過這些年的發(fā)展，非駕駛的應(yīng)用非常豐富了，在駕駛相關(guān)的這塊又分為傳感探測類和決策預(yù)警類，在控制層面，分為五級，從駕駛輔助到完全的自動駕駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過智能化與網(wǎng)聯(lián)化兩個技術(shù)路徑，協(xié)同實現(xiàn)信息和控制的功能。

圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)

　　目前我們正在做的工作是實現(xiàn)從單車智能化到智能網(wǎng)聯(lián)汽車，我們的智能化和網(wǎng)聯(lián)化正在逐步融合，我們的車輛在自身傳感器探測的基礎(chǔ)上，通過跟許多外部節(jié)點進行信息交互，實現(xiàn)了更加全面的環(huán)境感知，更好地支持車輛決策和控制。單車智能化包括環(huán)境感知、判斷、執(zhí)行，大量的技術(shù)、產(chǎn)品和一些科研成果正在涌現(xiàn)，最終目標(biāo)是實現(xiàn)V2X智能網(wǎng)聯(lián)化。
　　在單車自主控制的狀態(tài)下，每個車都是一個獨立的信息孤島，依賴自身的傳感器獲取的信息是非常有限的。我們要實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)的協(xié)同控制，實現(xiàn)V2X，以豐富信息來源，我們通過各種各樣的通訊、傳感手段或者說通過跟汽車的整個執(zhí)行機構(gòu)的交互手段豐富信息，我們可以實現(xiàn)提前預(yù)警，并在緊急情況下可以進行緊急的控制，提升我們的安全。
2.常見智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用場景
　　市面已有的成熟成果，并且在不同的場景得到應(yīng)用，包括自適應(yīng)巡航、自動緊急剎車、車道保持、自動泊車，與防碰撞預(yù)警、偏離預(yù)警、行人碰撞預(yù)警、疲勞預(yù)警等等，這涉及到許多場景與應(yīng)用，我們也參與過很多產(chǎn)品的研發(fā)和工作。

圖2 智能汽車的控制中心-ECU系統(tǒng)

　　接下來介紹一些典型的應(yīng)用場景，我們跟全國非常大的動力系統(tǒng)廠家在合作，主要進行ECU系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷監(jiān)測，包括故障分析、大數(shù)據(jù)分析，ECU是汽車電子控制的核心，有處理電路、微處理器，其中有很多嵌入式的程序，比如目前全國7000多萬輛商用車?yán)锎罅康挠玫搅薊CU控制系統(tǒng)，有的商用車被發(fā)現(xiàn)燃油消耗過高，或者在運行過程中有故障和問題，可能其機械結(jié)構(gòu)是正常的，但是內(nèi)置的ECU程序有問題。所以我們在整個系統(tǒng)運營過程中不斷地對各種版本的ECU程序進行刷寫，提升運行的效率。

　　智能汽車的輔助駕駛系統(tǒng)我們發(fā)展無人駕駛或者是輔助駕駛，很多車都是用改裝的方式實現(xiàn)的，我在上個月聽了一個講座，當(dāng)時演示了很多改裝車輛時的視頻或者照片，有的車在行駛過程中把樹撞倒了，有的撞墻了，有的過坑的時候顛簸非常大，我們的改裝實際上都是通過加裝各種雷達(dá)、傳感器、視頻處理的一些設(shè)備諸如此類的后改裝方式，并沒有實現(xiàn)對整個ECU系統(tǒng)的控制，這一領(lǐng)域的協(xié)議對各個廠家來說都相對比較封閉的，并不對外開放的。
　　我們跟ECU廠家一起討論，是否可以制定ECU系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互操作的接口，使我們的無人駕駛車輛在升級改裝的時候，可以使用標(biāo)準(zhǔn)接口進行調(diào)用，以防止出現(xiàn)或者減少出現(xiàn)剛才所提到的情況發(fā)生。無人駕駛車在改裝過程中會出現(xiàn)很多現(xiàn)實問題，所以我們希望制定ECU系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫操作接口，并提供給各個無人駕駛改裝的單位來進行調(diào)用。
　　在視覺系統(tǒng)上，夜視及雨天、霧天等各種情況下處理各種路況的時候，目前還沒有很好的應(yīng)對技術(shù)我們應(yīng)對夜視有三個技術(shù)路線，一是微光夜不木測基礎(chǔ)、被動熱成像夜視技術(shù)，與主動紅外夜視技術(shù)，各有各的優(yōu)缺點，我們也有相對比較成熟的算法或設(shè)備。我們正在跟一個高校合作，該高校為我們提供星光級的處理，使得在不良的視覺條件下，能夠把圖像進行清晰化，甚至把車牌識別出來，我們也在探索其在整個車輛上的應(yīng)用。
　　這是霧霾圖像的處理系統(tǒng)，我們國家整體環(huán)境污染情況非常嚴(yán)重，這是由綜合因素造成的，據(jù)說車輛排放所造成的霧霾污染物占整體的2%左右，這個數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的，我們這兩天也跟天津很知名的高校開展了課題的合作，是關(guān)于尾氣排放的實時監(jiān)測，包括碳排放和氮氧化物的排放，我們實測車輛在商用車行駛過程中排放的數(shù)據(jù)，我們市面上的很多車行駛過程中的排放數(shù)據(jù)可以在整個試驗場測試出來，，這會帶來很嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，冬天到了，江蘇的霧霾天氣越來越多了。
　　通過在我們的專項處理設(shè)備里面加載圖象處理法，針對霧霾多發(fā)的情況，通過算法對車輛前方的采集圖像進行實時清晰化處理，以保證行車的安全。
　　在高精準(zhǔn)定位方面，我們是從2012年左右開始研究北斗定位的，我們也很高興告訴大家，到目前為止中國整個衛(wèi)星導(dǎo)航定位的各種性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了跟GPS同等的水平，所以在亞太地區(qū)我們用北斗跟用GPS的效果是一樣的。大概在七八年前，有一個高校的老師跟我們說北斗的誤差非常大，但是現(xiàn)在已經(jīng)能做到厘米級的精度，這也跟北斗系統(tǒng)建設(shè)整個大的體系有關(guān)。
　　我們在上半年的時候，曾在一個城市的公路車輛上面，安裝了將近1000臺車輛的純北斗定位的裝置，我們在實測過程中的定位精度已經(jīng)達(dá)到了跟GPS同等的水平。這兩年國內(nèi)在推高精度定位，首先要進行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，一是全國的地級增強網(wǎng)，在云南有一個城市幫它規(guī)劃被稱之為公交信號優(yōu)先，實際上有一個非常重要的因素，即定位的精準(zhǔn)要高，通過傳統(tǒng)的普通定位有時候會有偏移、誤差，定位精度要高，除此之外運算速度要快，如果通過差分糾偏，20秒過去，公交車都已經(jīng)跑了很遠(yuǎn)一段距離了。
　　我們高精度定位芯片原來是由瑞士相對壟斷的，價格也非常高，現(xiàn)在我們已經(jīng)在進行國產(chǎn)化了，國產(chǎn)化的第一批芯片已經(jīng)出來了，我們公司正在配合芯片公司做測試，成本也下降了很多，我們在這方面也做了大量的工作，特別是在無人駕駛、輔助駕駛這一領(lǐng)域，高精度定位是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施和手段。
　　我們也參與過很多TSP系統(tǒng)的建設(shè)，國外的就這幾家規(guī)模比較大，提供的服務(wù)也很多，包括追蹤、故障診斷、呼叫中心等，這是做的比較大的TSP服務(wù)廠商，國內(nèi)還有一些其他的TSP服務(wù)廠商，模式存在問題，只針對自己的車做服務(wù)，限制了大規(guī)模的應(yīng)用。除此之外還有采取收費的模式，有的服務(wù)第一年是免收年費的，第二年續(xù)費的時候，續(xù)費率非常低。所以目前來看沒有一個能夠通用的TSP平臺，都是每個廠商建了一個個獨立的平臺，限制規(guī)模的擴張。
　　交通化正在實現(xiàn)交通大數(shù)據(jù)的很多示范工程，我們也參與了一些城市交通大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，原來有大量的交通工具和交通基礎(chǔ)設(shè)施，都是建很多孤立的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也是五花八門的，非常雜，現(xiàn)在交通部正在逐步推進一個城市或者一個省的交通數(shù)據(jù)的集中化管理。數(shù)據(jù)集中以后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常大，包括位置、視頻等各種各樣的數(shù)據(jù)，其實集聚起來以后可以分析挖掘產(chǎn)生很多附加的產(chǎn)品，常見的是路況的服務(wù)產(chǎn)品，我們一般都是通過手機端查路況，這為我們提供交通出行的服務(wù)。
　　有些特定行業(yè)，實際上是非常需要無人駕駛車的，主要的目標(biāo)是降低成本，再者是提高工作效率，這是特種車輛廠家對我們提出的功能需求，即輔助駕駛系統(tǒng)的功能需求，其中包括視頻、位置、顯示、無線通訊、擴展通訊、電源系統(tǒng)、遠(yuǎn)程升級等等，我們從特定行業(yè)來看，要求是非常復(fù)雜的，所以我們今后無人駕駛要推商用車應(yīng)該是比較容易實現(xiàn)的，能夠?qū)崿F(xiàn)最后的產(chǎn)業(yè)化，如果一個研發(fā)、一個產(chǎn)品或者一個體系解決方案不能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的話，就難以持續(xù)。
　　這是我們定制的一套模擬設(shè)備裝置，里面包含各種各樣的功能。我們在智能網(wǎng)聯(lián)汽車整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展當(dāng)中還是存在一些問題，第一個是我們的一些理論、算法、設(shè)備原始創(chuàng)新成果比較少，集成的比較多一些。第二個是在產(chǎn)業(yè)生態(tài)上面，還沒有形成具有國際影響力的生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)鏈。第三個是受傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式的影響，傳統(tǒng)的車廠或者零配件企業(yè)、芯片、通訊企業(yè)信息孤島普遍存在，大家不愿意共享自己的數(shù)據(jù)，所以制定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、通訊標(biāo)準(zhǔn)都是五花八門的，這就需要我們進一步規(guī)范，來規(guī)避制約因素，實現(xiàn)未來的網(wǎng)聯(lián)化的汽車。
3.構(gòu)建開放式汽車應(yīng)用平臺 
　　所以我們認(rèn)為要充分地實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)包括電商的融合，實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。在構(gòu)建開放式汽車應(yīng)用平臺方面實際上分幾個層面，一是基礎(chǔ)設(shè)施方面，通訊、定位、交通基礎(chǔ)設(shè)施是必不可少的。對于應(yīng)用服務(wù)平臺，我們分成三類，第三方汽車應(yīng)用軟件、算法都屬于這個范疇，包括我們的ECU的程序都屬于軟件，構(gòu)建開放應(yīng)用平臺，供我們需要發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的各種特定行業(yè)應(yīng)用、調(diào)用服務(wù)，將信息傳給控制終端，并為其提供一個前端接入的接口。最終海量的汽車用戶通過移動智能終端和車載交互終端在各個行業(yè)當(dāng)中完成應(yīng)用。

圖4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)問題

　　所以要解決五大關(guān)鍵基礎(chǔ)問題，第一個是開放汽車應(yīng)用平臺技術(shù)，打破信息孤島，提供一站式的應(yīng)用。第二個是汽車社交網(wǎng)絡(luò)，車車通信，可以理解為汽車社交網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建整個數(shù)據(jù)可視化、實施場景、人機交互的網(wǎng)絡(luò)。通訊信號經(jīng)常會出現(xiàn)不良的情況，怎么通過融合通訊的方式進行解決，保證穩(wěn)定可靠。數(shù)據(jù)源非常多，所以要實現(xiàn)多源信息采集和存儲傳輸，包括在通用不良的條件下怎么實現(xiàn)離線的存儲以及普傳。我們的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互聯(lián)技術(shù)，與實現(xiàn)所有的傳感通訊、ECU控制，數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化來降低智能汽車網(wǎng)聯(lián)化的難度。
　　實際上車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展大概有七八年了，傳統(tǒng)的有車載前裝模式和后裝模式，都存在一些問題，所以一直未探索出車聯(lián)網(wǎng)的盈利模式。我們今后要實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的新模式，其核心是要有商業(yè)模式，能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，就是可持續(xù)的。所以我們提出的觀點是要開放共享，實現(xiàn)一站式應(yīng)用、融合通訊，實現(xiàn)共性標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適配，最后實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用生態(tài)鏈 
　　我們提出來的汽車應(yīng)用生態(tài)鏈的圖，第一要有基礎(chǔ)設(shè)施，包括衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)、移動通信，還包括交通的基礎(chǔ)設(shè)施，面向乘用車和商用車，構(gòu)建開放式汽車應(yīng)用平臺，提供豐富包括各種各樣的算法、程序、傳感，和視頻處理，以及出行生活的應(yīng)用，我們在一站式平臺上都可以調(diào)用，以支持整個生態(tài)圈的發(fā)展，同時整車、零部件包括一些互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，都屬于汽車技術(shù)與產(chǎn)品的供應(yīng)商，面向海量的駕駛?cè)颂峁M足用戶的差異化需求。

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