CES 2019 的自动驾驶创新亮点

CES 2019技术纵览

作者:陈鹏 文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:83 发布时间:2019-01-22
面对即将商用的5G网络,相关领域的竞争者都在加紧布局。高通执行副总裁布莱恩·莫多夫(Brian Modoff)表示:“5G将成为下一代技术的核心。过去三十年我们让人与人彼此相连,未来三十年我们将让物与物彼此相连。”
CES 2019 的自动驾驶创新亮点

每年元旦一过就有两大世界级展会在美国举行——即密歇根州的底特律车展和加利福尼亚州的CES。随着汽车电气化和智能化的进一步发展,最近六七年来,CES也变成了半个汽车展。一时间,两个展会对于汽车行业便成了传统与未来的分界线。行业格局正在发生着剧烈变动,竞争态势扩大到汽车以外的电子与互联网领域,传统的汽车质量与性能的较量即将转变为出行生态的整合能力的在塑造。一时间,似乎造车已经成了产业链中的最后一环。

      不过,厂家们的各种炫技还多半停留在实验室,推向市场的步伐相对慢了些。其实不必心急,因为这种行业颠覆式的革命从来就不是简单的技术层面的挑战。交通行为涉及社会治理与法律法规的完善与建立。毕竟有了各方都能接受的规矩才能保证交通参者的权利。所以,各利益相关方都要置身变革之中,共同推动产业快速发展,促进汽车行业技术进步。

英伟达 商用L2+自动驾驶系统
     英伟达(NVIDIA)在此展会上推出商用L2+自动驾驶系统DRIVE AutoPilot,并宣布2020年即将投产。作为L2+自动驾驶解决方案,NVIDIA DRIVE AutoPilot可实现自动驾驶感知和具有丰富AI功能的驾驶舱。汽车制造商可将复杂的自动驾驶功能、智能驾驶舱辅助及可视化功能推向市场。

图1 英伟达L2_自动驾驶系统DRIVE AutoPilot.jpg
     

       DRIVE AutoPilot首次集成了NVIDIA Xavier系统级芯片(SoC)处理器和最新的NVIDIA DRIVE软件,能够对大量深度神经网络(DNN)进行处理以获取感知,整合来自车身内外环绕摄像头传感器的数据,实现全面的自动驾驶功能,包括高速公路并道、换道、分道和个性化制图。驾驶舱内的功能包括驾驶员监控、AI副驾驶功能、以及先进的座舱内车辆计算机视觉系统的可视化。
     DRIVE AutoPilot是开放、灵活的NVIDIA DRIVE平台的一部分,全球数百家公司正在使用该平台构建自动驾驶汽车解决方案,以提高道路安全性,并减轻驾驶员在长途驾驶或停停走走的交通状况下的疲劳感及精神压力。全新L2+系统对能够为机器人出租车提供L5级功能的NVIDIA DRIVE AGX Pegasus系统起到了补足作用。
      DRIVE AutoPilot解决了当前L2级ADAS系统的局限性,如近期美国高速公路安全保险协会的研究指出的因车辆检测不稳定和在弯道或丘陵道路上保持在车道内的能力差,导致系统分离现象高发而使得驾驶人需要应对突发式手动控制的需求。
NVIDIA DRIVE AutoPilot的核心是Xavier系统级芯片,处理性能高达每秒30万亿次操作。为安全起见,Xavier的设计具有冗余和多样性,采用了6种类型的处理器和90亿个晶体管,使其能够实时处理大量数据。Xavier是全球首款用于自动驾驶的汽车级处理器,现已投产。全球安全领域的专家已对其架构和开发过程进行评估,认为其适用于构建安全产品。

地平线Matrix自动驾驶计算平台
       在本届CES展会上,地平线发布了名为“Matrix”的最新自动驾驶计算平台。该平台基于地平线BPU2.0处理器架构(伯努利架构),能够为L3和L4级的自动驾驶提供高性能的感知系统,目前已向自动驾驶厂商大规模供货。

图2 地平线Matrix自动驾驶计算平台.jpg


        Matrix平台利用地平线AI加速IP最大化了嵌入式AI计算性能,可支持激光雷达、毫米波雷达的接入和多传感器融合。以视觉感知能力为例,该平台能够基于稀疏化和定点化神经网络实现8类不同类型物体的目标检测和多达25类像素级的语义分割。


        同时,Matrix平台结合有助于预测和深度估计的三维车辆检测,能够更好地理解复杂场景,可轻松应对高度遮挡且需快速响应场景下的自动驾驶。而在保证高性能的前提下,其可在31 W的低功耗下运行,无需水冷系统,满足了高性能和低功耗的行业应用级需求,非常适合嵌入式自动驾驶的应用和产品化。依托地平线自主研发的工具链,开发者可以基于Matrix平台部署神经网络模型,实现开发、验证、优化和部署。
        除此之外,凭借依托Matrix边缘计算能力,地平线还展出了NavNet众包高精地图采集与定位方案,以及地平线激光雷达感知方案。

百度Apollo 3.5
       百度在CES发布的Apollo3.5,可支持复杂城市道路自动驾驶。与此同时,公司还发布了全球首个面向自动驾驶的高性能开源计算框架Apollo Cyber RT。百度公司还宣布,总部位于加利福尼亚的无人驾驶汽车制造商Udelv将在2019年使用应用了Apollo 3.5软件的100辆货车进行验证性研究。

图3  应用百度Apollo3.5系统的测试车.jpeg
       

 百度Apollo3.5版本开源代码近40万行,干预里程同比增长近10倍。此次升级将实现从简单城市道路到复杂城市道路的自动驾驶,面对窄车道、减速带、人行道、十字路口、无信号灯路口通行及借道错车行驶等多达十几种路况。实现了支持包括市中心和住宅小区等在内的复杂城市道路。3.5版本的感知算法加全新传感器升级后,可实现360°全覆盖。而且,基于多场景的决策和预测架构,让开放更加灵活。此外,仿真驱动90%以上开放,可提升效率和研发安全性。
        百度公司还发布了面向自动驾驶的高性能开源计算框架Apollo Cyber RT。百度认为该应用可显著提升研发效率,自适应设计易于部署,框架高效可靠,为合作伙伴打造定制化的自动驾驶解决方案。

大陆集团自动配送系统
       大陆集团在CES现场展示了如何使用自主驾驶车辆与快递机器人相结合的快递系统。这套系统能将包裹顺利送至消费者手中,即使消费者无法亲手接收包裹,也不会影响配送。大陆集团坚信,整体化的快递理念提高了货物和包裹快递过程的便捷度、效率和安全性。

图4 配备有快递机器人的自主驾驶车可以将快递包裹送给消费者.jpg


      简而言之,这套系统就是自动驾驶车辆上装满货物和配送机器人。在到达目的地后,配送机器人完成最后的投递工作。在这套应用系统中用到的自主驾驶车辆,就是大陆集团在去年CES上发布的CUbE概念车。这样做提高了运输能力,减少车辆闲置时间。市场估测表明,在人口稠密地区,货运需求甚至会超过客运需求。大陆集团利用其在传感器、环境感知、建模,本地化、定位、情景分析、决策和机电一体化执行器可扩展技术等领域的知识创造了这项物流应用方案。
      正如前面所述,在机器人快递的辅助下,快递服务可以延伸至用户家门口。车与机器人两者都是电力驱动的、自动化的。原则上,两者都可基于相同的可扩展技术进行组合。这种协同效应为不同平台提供类似的解决方案,为整体快递理念注入了极大潜力。

博世电动巴士概念车
       在今年的CES展上,博世发布了IoT Shuttle电动巴士概念车。在这款概念车中,博世展示了其最新的自动化、互联化和电气化解决方案,观众能够现场体验全新的出行方式。无人驾驶电动出行通勤方式将很快在全球各大主要城市的街头出现。针对于此,博世不仅能够提供零部件和系统,还能提供一整套智能交通出行服务,提供包括车辆预订、共享驾乘、互联平台、自动泊车及充电服务等。

图5 博世IoT Shuttle电动巴士概念车.jpg


        为了让巴士真正驶上街头,还需攻克能够应对复杂城市环境的自动驾驶技术。博世正通过合作寻求解决之道。今年下半年,加利福尼亚硅谷的圣何塞将成为博世和戴姆勒携手提供自动驾驶共享出行服务的试点城市。目前,有关三方已签署意向书。博世和戴姆勒希望通过合作,改善城市的交通流量和道路安全,为未来交通奠定基础。双方同时也在共同开发城市环境中的高度自动驾驶(SAE L4)及完全自动驾驶(SAE L5)系统,并计划在2020年代初投入生产。

采埃孚机器人出租车
      在2019年CES期间,采埃孚发布了一款没有转向盘和踏板的机器人出租车,以展示其技术将如何助力打造新的城市出行方式。这款机器人出租车(robo-taxi)用户可以通过智能手机或平板电脑来预约出租车,出租车也将通过自主驾驶至乘客上车地点,继而将他们送抵目的地。

图6 采埃孚机器人出租车(robo_taxi).jpg


       通过该辆机器人出租车原型,采埃孚展示了其研发和提供解决方案的能力,助力机器人车辆的和相关业务的开发。按照“观察—思考—行动”的思路,采埃孚以一系列传感器,使该辆展车精准感知周围环境。
       针对自动驾驶而推出的第四代采埃孚ProAI RoboThink高性能计算机(详见下一篇专题文章),能处理庞大的传感器数据,再将其转换成清晰的图像,作为对车辆下达指令的基础。这些指令通过采埃孚的执行系统,实现对包括底盘系统、传动系统、转向系统、制动系统和乘员安全系统在内的运动控制,加强车辆的安全性。

丰田纺织ACES概念舱
      丰田纺织在CES上推出了ACES (Active Comfort Engaging Space)概念舱,字面意思可以理解为“主动舒适空间”,它专为具有L4级自动驾驶的车辆而设计。由于并不是完全脱离驾驶员的自动驾驶,因此驾驶室仍然配有转向盘。此外,在传统车型仪表台的位置上没有实体的仪表盘,取而代之的是投影系统。该系统将仪表信息投影到驾驶舱前方。座舱内左右门板内也拥有显示屏,方便乘客掌控车辆周边环境。

图7 丰田纺织ACES _Active Comfort Engaging Space_概念舱.jpg


      针对车上的乘员,该概念舱具有“体格和姿势检测系统”。它通过相机和座椅上的传感器,来检测人的眼睛位置、身材和姿势。然后座椅位置和安全带高低将会自动调节,使乘员更舒适、更便利。这个概念舱还设计了一个包围乘员的空调系统,可以监控每个人的体温。如果检测到某一乘客较冷,则会自动调整该乘客所处区域的温度。
       ACES还具有情绪感应系统,比如它可以检测驾驶员的情绪。如果在某一时刻,驾驶员过于紧张,概念舱可以调整环境照明系统并释放香味,帮助驾驶员平静下来。如果传感器检测到驾驶员变得昏昏欲睡,它将使音乐和振动来帮助其保持清醒。

佛吉亚未来座舱
       佛吉亚高调亮相2019年CES。和以往一样,佛吉亚将展示重点放在“未来座舱”解决方案。佛吉亚的技术能够全面提升用户各方面的驾乘体验,包括座椅结构、智能表面、直观化的人机交互、信息娱乐、声音和车内气候控制系统等。

图7 佛吉亚智能座舱.jpg

亮点之一便是新一代适应性显示屏。佛吉亚与日本显示器公司(Japan Display Inc.)合作开发了此款可扩展全高清汽车显示屏。在人工驾驶模式下,显示屏可提供行车信息和安全信号,也可作为中控屏进行导航和媒体操作。在自动驾驶模式下,仪表板表面会平稳地调整形状。为提升舒适度,显示屏则会变成可供全车乘客观看的大型娱乐屏幕。这与可向内旋转的前排座椅相辅相成,营造全新的共享式“车载影院”体验。
       佛吉亚高度直观的人机交互界面可使用语音、手势和触控进行更直观、更互补的人机交互功能。触控装置集成于车辆的各个表面中,可满足驾驶员在不同驾驶位置时的功能操控。当驾驶员笔直坐着时,可以触摸或轻扫中控台上的智能触摸板(Smart Touch Pad),也可通过相邻门板(同时适用于后排乘客)或车内扶手织物上的触控装置来调整设置。
       佛吉亚与马勒合作,整合了座椅、空调、芳香、照明和声音等功能。该技术可通过车载摄像头或可穿戴设备收集实时数据,测量体温、心率、脉搏和血压,并基于这些数据,调节车内送风系统或热量设置。
佛吉亚还扩展了其独特的Optivent座椅通风系统。该系统利用车身的自然空气动力将气流从座椅顶部和边缘引导至乘客周围进行吹风及除湿,以达到降温、缓解出汗体感的效果。除了通风、降温和加热功能外,座椅还能够为驾乘者提供舒缓、放松的按摩,这也是全方位健康舒适解决方案的一部分。

结语 
      汽车正在以前所未有的速度与电子行业、互联网行业加速融合。有人曾断言,4G网络成就了移动互联网,在全世界范围内也造就了各种依托于移动互联的数家巨头。面对即将商用的5G网络,相关领域的竞争者都在加紧布局。高通执行副总裁布莱恩·莫多夫(Brian Modoff)表示:“5G将成为下一代技术的核心。过去三十年我们让人与人彼此相连,未来三十年我们将让物与物彼此相连。”
      不言而喻,5G商用将成为物联网的先决条件,万物互联会成为人类生产力发展的重大变革。这场技术革命也将成为继福特T型车为代表的流水线生产方式和丰田精益生产之后,汽车产业的第三次里程碑式变革。只不过,前两次仅是生产方式的革命,而此次阶跃式发展涉及的是使用方式以及汽车属性的转换。届时,不仅汽车产业会出现天翻地覆的变化,随之而来的是人类出行方式,甚至是社会组织结构都将随之变化。到那时,社会生产力将再次飞跃。