實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)駕駛的 5 大挑戰(zhàn)

輔助和自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展繼續(xù)快速推進(jìn)。自動(dòng)駕駛有多種形式，由于汽車行業(yè)的非凡進(jìn)步，其中一些，包括預(yù)測(cè)巡航控制、車道居中和自動(dòng)停車，已經(jīng)在我們的掌握之中。然而，要成功地在廣泛采用的道路上航行，我們?nèi)匀恍枰朔讉€(gè)障礙。

在今年的Synopsys ARC 處理器虛擬峰會(huì) 2021上的主題演講中，保時(shí)捷公司高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動(dòng)駕駛負(fù)責(zé)人 Jürgen Bortolazzi 博士表示，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的全部潛力在很大程度上是一個(gè)合作問題。

首先，汽車制造商仍需要在技術(shù)實(shí)施方面與法律當(dāng)局建立完全一致。與此同時(shí)，汽車制造商自身也需要廣泛的合作，也需要與數(shù)據(jù)、硬件、軟件和人工智能（AI）等領(lǐng)域的廣泛專家進(jìn)行戰(zhàn)略合作。在奧迪、賓利和蘭博基尼等品牌中擁有保時(shí)捷的大眾汽車集團(tuán)在其自動(dòng)化之旅中已經(jīng)相對(duì)領(lǐng)先。即使乍一看，自動(dòng)化似乎并不自然地與所謂的“司機(jī)的汽車”——人們購買的汽車主要是為了享受他們的表現(xiàn)。

開闊道路的快感是駕駛的要素之一。但正如 Bortolazzi 博士指出的那樣，“很多駕駛條件并不好玩”——比如交通擁堵、尋找停車位，然后實(shí)際停車。德國(guó)司機(jī)每年平均花費(fèi) 41 小時(shí)尋找停車位，而在紐約，這個(gè)數(shù)字上升到驚人的 107 小時(shí)！大眾汽車集團(tuán)目前的努力集中在緩解這些壓力源，同時(shí)保持駕駛的興奮感?！白詣?dòng)駕駛將伴隨而不是取代手動(dòng)駕駛保時(shí)捷的能力，”Bortolazzi 博士肯定道。

繼續(xù)閱讀以了解自動(dòng)駕駛汽車在實(shí)現(xiàn)更高水平的自動(dòng)化移動(dòng)性方面面臨的前五項(xiàng)挑戰(zhàn)，以及部署 3 級(jí)和 4 級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)所需的增強(qiáng)設(shè)計(jì)方法。

1. 新的交通系統(tǒng)意味著全新的法律和社會(huì)框架

Bortolazzi 博士將“接受”列為將自動(dòng)駕駛汽車推向市場(chǎng)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，稱其為“社會(huì)問題”，仍需要建立信任?？紤]范圍從明顯的安全問題到能源消耗和數(shù)據(jù)所有權(quán)等領(lǐng)域。目前，將自主技術(shù)作為一個(gè)孤立的功能引入幾乎沒有意義。相反，它必須是未來交通系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。

基礎(chǔ)設(shè)施驗(yàn)收遵循法律框架的建立。在德國(guó)，當(dāng)局最近通過了一項(xiàng)法律，允許 4 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車在獲得官方許可的情況下在公共道路上行駛。Bortolazzi 博士表示，他預(yù)計(jì)首批自動(dòng)駕駛乘用車將于明年在德國(guó)公路上首次亮相。但他補(bǔ)充說，在全球范圍內(nèi)，每個(gè)地區(qū)和市場(chǎng)都處于非常不同的階段，建立無人系統(tǒng)框架在法律上仍然是一個(gè)巨大的飛躍。

德國(guó)的裁決是該行業(yè)的重大進(jìn)步，預(yù)計(jì)其他國(guó)家也會(huì)效仿。由于中央法律機(jī)關(guān)、個(gè)別地區(qū)、產(chǎn)業(yè)合作伙伴和初創(chuàng)企業(yè)之間的密切合作——促進(jìn)動(dòng)態(tài)發(fā)展，中國(guó)將成為預(yù)期的自治革命的主要參與者之一。

2.汽車OEM不能指望單獨(dú)成功

大眾汽車和福特之間的聯(lián)盟是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的參與者必須考慮的財(cái)務(wù)挑戰(zhàn)，有時(shí)甚至是意識(shí)形態(tài)挑戰(zhàn)。Bortolazzi 博士認(rèn)為市場(chǎng)分為兩個(gè)不同的類別——旨在改善駕駛員體驗(yàn)的傳統(tǒng)汽車制造商，以及希望將駕駛員完全排除在外的新興移動(dòng)公司。

在這兩個(gè)領(lǐng)域，戰(zhàn)略聯(lián)盟將是推動(dòng)技術(shù)走向主流的必要條件?！奥?lián)盟是一項(xiàng)充滿活力的巨大投資努力，”博托拉齊博士說。預(yù)計(jì)持續(xù)的整合將受到制定明確標(biāo)準(zhǔn)和構(gòu)建廣泛制造商和服務(wù)提供商可以使用的可擴(kuò)展平臺(tái)的需求的推動(dòng)。

在中國(guó)市場(chǎng)，與當(dāng)?shù)貙?shí)體合作的需求對(duì)于國(guó)際汽車制造商在市場(chǎng)上開發(fā)自主服務(wù)至關(guān)重要，因?yàn)橥鈬?guó)公司被禁止獨(dú)立持有中國(guó)數(shù)據(jù)。例如，寶馬已經(jīng)分別與百度和騰訊合作進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)以及數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)。

3. 車輛數(shù)據(jù)收集需要大修

2 級(jí)（部分駕駛自動(dòng)化）和 3 級(jí)（有條件駕駛自動(dòng)化）及以上之間存在技術(shù)鴻溝。從廣義上講，未來幾年的重點(diǎn)將是 2 級(jí)能力的優(yōu)化，而向 3 級(jí)和 4 級(jí)的轉(zhuǎn)變將分階段進(jìn)行，可用性和可用性受到限制。

但是，由于 OEM 必須降低風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)限制將會(huì)很嚴(yán)格，并且系統(tǒng)鏈接將逐步擴(kuò)展。開發(fā)必要的算法將是大型團(tuán)隊(duì)的工作，因?yàn)樗枰环N新的、更廣泛的數(shù)據(jù)收集方法。人工智能訓(xùn)練集將需要利用從原型車和現(xiàn)有客戶汽車的組合中收集的大量信息庫。以這種規(guī)模收集、處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集是一項(xiàng)巨大的工作，需要新的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)架構(gòu)。

安全和安保是數(shù)據(jù)和道路方面的進(jìn)一步關(guān)鍵問題，這增加了已經(jīng)具有挑戰(zhàn)性的開發(fā)過程。車輛的自動(dòng)化系統(tǒng)需要確保免受黑客的攻擊，這些黑客試圖直接傷害制造商或客戶。

4. 新的加工需求呼喚量子飛躍

全自動(dòng)駕駛依賴于功能冗余——車輛應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜場(chǎng)景的能力。攝像頭、雷達(dá)、超聲波傳感器、夜視和高清地圖的組合，在車輛前部提供高冗余度并在后部和側(cè)面提供覆蓋，足以滿足 Level 2 和 Level 2 Plus 功能。對(duì)于 3 級(jí)及以上級(jí)別，LiDAR（光檢測(cè)和測(cè)距）技術(shù)變得必要，并且背面和側(cè)面的冗余增加了兩到三倍。

當(dāng)前的處理性能要求已經(jīng)很高。大眾汽車現(xiàn)有的系統(tǒng)運(yùn)行來自 10 家供應(yīng)商的超過 35 個(gè)應(yīng)用程序，實(shí)時(shí)客戶安全功能分布在多個(gè)主機(jī)上。Bortolazzi 博士表示，下一代ADAS需要片上解決方案，以提供更高的集成度，同時(shí)提供更高的能效和可擴(kuò)展性。

要完全啟用 3 級(jí)和 4 級(jí)功能，需要 5 到 10 倍于當(dāng)前強(qiáng)大的處理平臺(tái)，他稱之為“電路板處理性能的巨大飛躍”。

5. 閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)開發(fā)速度至關(guān)重要

最后，有效的驗(yàn)證和確認(rèn) (V&V) 需要顯著改進(jìn)車輛測(cè)量設(shè)備、數(shù)據(jù)管理以及對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)、方法和工具的投資。汽車行業(yè)已經(jīng)在使用仿真取得良好效果，但必須大幅擴(kuò)展其使用范圍。這意味著建立一個(gè)閉環(huán)，包括從測(cè)試和客戶車輛收集數(shù)據(jù)、分析和處理。

創(chuàng)建這樣一個(gè)循環(huán)意味著將開發(fā)周期從幾個(gè)月縮短到幾周——這是推進(jìn)自動(dòng)化移動(dòng)的一個(gè)重要因素，加強(qiáng)了對(duì)戰(zhàn)略伙伴關(guān)系的需求。在大眾汽車的案例中，這是與微軟的聯(lián)盟，利用該公司的 Azure 云平臺(tái)來構(gòu)建一個(gè)包含數(shù)據(jù)管理和處理和分析工具的分層架構(gòu)。

概括

風(fēng)險(xiǎn)很高，隨著軟件和電氣/電子 (E/E) 架構(gòu)成為移動(dòng)性的核心特征，另一個(gè)挑戰(zhàn)肯定是人才和從內(nèi)部構(gòu)建新技術(shù)技能集的任務(wù)。自主之旅的下一階段將是每個(gè)人不斷學(xué)習(xí)的階段，這確實(shí)是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻，可以見證行業(yè)從未見過的突破。

審核編輯 黃昊宇