东风汽车边宁:从封闭/单一场景到复杂道路,无人驾驶的落地路径

“在开放式的公共道路上,国内未来很长一段时间还是以智能辅助驾驶或者高级辅助驾驶为主。而固定线路公交、园区内通勤等低速车型将率先实现无人驾驶的应用。”东风汽车技术中心总监边宁在2017高工智能汽车年会上发表精彩演讲表示

1月24-25日,2017高工智能汽车年会在深圳举办,来自自动驾驶、车联网等超650位企业负责人齐聚一堂,共同探讨未来汽车产业的变革下的机遇与挑战。在1月25日下午的闭幕式大会上,东风汽车技术中心总监边宁发表了《智能驾驶技术的研发和实践》的精彩演讲。他重点介绍了东风汽车智能驾驶技术的发展趋势。

总体来看,东风汽车采用的是渐进式的开发模式,以应用场景驱动技术开展乘用车、商用车、越野车三大方向的预设应用场景的研发工作。最终通过区域示范应用、快速迭代,推动无人驾驶新技术的快速落地。

为了应对汽车行业发展面临的安全、节能、环保、舒适、效率等方面的挑战,东风汽车提出智能化、轻量化、电动化、网联化、共享化的“五化”战略。

实际上,东风汽车的智能驾驶开发应用也是围绕“五化”而开展的。其中,针对节能方面,东风汽车将从三大步骤进行,第一步是单车节能;第二步是通过车联网实现车车相联、车与基础设施互通等;最终实现智慧大交通大概念。

现在,汽车行业面临着安全、节能、环保、舒适和效率等挑战,其实我想几乎每个人每天都会碰到交通事故、交通拥堵、能源消耗、环境污染。为此,东风汽车提出了“五化”战略:轻量化、电动化、智能化、网联化和共享化。

其中,轻量化,主要是新能源方面这个越来越凸显;电动化,主要是由于双积分的压力,国内整车层面有一个电动化的压力,但是现在更多是驱动化的概念;智能化,交通事故这一块比以前少了,包括便利这一块;网联化,这两天好多都谈了车联网;还有共享化,就是节约出行成本或者未来汽车公司可能会向服务提供商或者出行服务提供商方向走。

从欧美日发展趋势来看,美国更注重于车联网,因为2020年美国想要对车联网进行强制,但是特朗普上台之后把这个否掉了。欧洲,特别是德国和法国,还是走的渐进式的汽车智能化或者自动化驾驶的发展思路。我在德国待过十几年,德国那边相对熟悉一些,三大主机厂目前都建立了自己的一个生态圈。

我每年都会参加德国汽车工程师协会年会,每家车企都在投入非常大的人力、物力,向自动驾驶系统提供商的方向靠拢。日本更多是政府方面在协调,而且汽车产业、通讯和交通基础设施统一往前推进。

而东风汽车对自动驾驶未来发展的计划是这样的:在开放式的公共道路上,我们说目前的道路上,就是人车分离的情况下,可能是高级辅助驾驶这一块为主;

但是在单一场景下可能会最先实现自动驾驶或者无人驾驶,然后逐步过渡到复杂环境下的自动驾驶和无人驾驶;现在国内推的比较多的是低速车的无人驾驶,比如固定线路公交或者园区内通勤。

需要特别提及的是,国内智能网联汽车相应的标准正在制定,多地也在开展智能驾驶智能网联运营的工作,信息安全、功能安全等相关标准也正在制定当中。

大家都比较熟悉的是,从主机厂出发通过传统的环境感知传感器来做辅助驾驶或者智能驾驶,当然这个行业可能更多的是汽车厂商主导在往前发展;另外一块是网联式的自动驾驶发展路径,它可能更多层面是由汽车产业、交通基础设施这一块联合来往前走,但是归根到底我想智能网联汽车就是让汽车变得更加智能。

目前北京、上海、重庆、武汉以及长春都陆陆续续有了示范运营基地(智能网联示范区),包括有些已经开设相应的园区,有些即将投入运行使用。但是每一家有自己的特色,这里也是不完全的统计,其实像长沙、深圳,包括保定、杭州也有,还有一些地方政府也在推进。

这五家(北京、上海、重庆、武汉以及长春)是工信部和地方政府联合推动的,武汉的智能网联示范区是2016年省政府和工信部牵头的,在目前的五大城市中是规划面积比较大的,它是以一个赛车场地作为核心区域,往外延伸,而且是跟智能小镇结合在一块,预计2018年底会投入使用。

智能驾驶技术发展总体的趋势,东风总体的思路还是采用渐进式的开发模式。近期,东风汽车还是重点开展智能辅助驾驶产品的研发,开展自动驾驶和无人驾驶探索式的应用,通过示范区运营快速替代,推进新产品的快速落地。

刚才讲到了五化,东风汽车还有三个领域、五大核心技术的规划,三个领域主要是大数据、云计算和人工智能,五大核心技术主要是指感知、互联、人工交互、电子架构、深度学习。

对于智能驾驶或者无人驾驶来说,可能从传统整车性能来说,我们还是从安全、节能、舒适、环保这个角度出发。

在东风汽车技术中心就有一个跟智能驾驶相关的发展愿景,那就是通过智能辅助驾驶系统或者是主动安全系统的开发,把被动安全和主动安全集成,从而实现零死亡到零事故的交通愿景。在安全里面讲的比较多的是在车辆行驶过程中,在每一个阶段都保护车、人以及车外的行人。

首先,从安全角度,在正常行驶的时候会给车提供一些车辆行驶的信息以及交通环境的信息,可能危险以及潜在危险会有一些预警,现在做的比较多的是盲区检测等等。而当碰撞已经要到来的时候,会采用一些干预的功能,包括制动和转向综合在一块做的防碰撞功能。

对于我们智能驾驶核心来讲,就是潜在危险即将到来的时候我们采取的一些工作,包括现在也在做碰撞过程中采取的一些措施,比如说碰撞中的一些制动,特别是在高速公路上会发生多车连环碰撞的事情。

其次是节能角度,东风汽车将分为三个阶段进行实现。第一步在做的工作是动力总成的节能,带T的发动机、带TD的发动机或者减少车辆的风阻。

第二步,从智能驾驶方面着手,目前我们在开展研究的工作:一个是通过ADAS的环境感知信息以及精确地图和精确导航的信息,特别是这里讲到的坡度或者弯道的信息节能(节油节电)。目前在我们不同的城市做了测试,大概节油率会到7%—8%。

第三步,在节能的层面上可以提升更大的幅度,但第一步可能还是单车节能,当车联网或者车车相联,或者车和基础设施比较好的互通之后,节油的目标可能会在10%左右,最后到智慧大交通的概念,我们的合作单位做了一些仿真,节能会在20%。

针对舒适性角度,行业里面讨论辅助驾驶系统很多,但其实因为每个人的驾驶经验、驾驶技能、驾驶习惯有一些比较大的差异。我们也在研究这一块的工作,包括尝试着去大规模的量产。

我们认为第一步可能会根据驾驶员的驾驶习性,先把驾驶员进行一个分类,简单的分为激进的、保守的、正常的驾驶情况。但是,往后走到一个深度学习或者是真正的人工智能的过程中,可能会有一个个性化的概念,我们提出来的目标是Ma@ADAS的概念。

这里要简单讲一下Ma@ADAS,就是通过数据的深度挖掘以及人工智能的方法,对驾驶员的驾驶习性用几个特征参数来表达,然后进行一个离线学习的方法,把这些特征参数进行一个识别,然后再通过离线的验证方法把它放到整个深度学习里面去。大概分为三个部分:驾驶员驾驶习性特征的描述、驾驶员习性的辨识、个性化在纵向和横向车辆动力学里面的控制。

东风汽车2014年、2015年的时候已经完成了L2功能样车的测试和验证,在车联网这一块Windlink车载互联系统2016年9月就已经搭载了。

目前对主机厂来说面临的问题是,对于智能驾驶这一块,其实执行器这一块更多是用国际供应商的执行器或者执行器系统。环境感知这一块,目前国内大规模量产乘用车上的干预功能,基本上还在用国际供应商的环境感知传感器、雷达和摄像头。

我们重点突破更多是从主机厂的层面出发,因为我们对车辆的安全性、可靠性这一块是最终负责方。所以我们需要去掌握和整车功能,或者说整车的安全性、可靠性、鲁棒性强相关的一些事情,所以我们核心还是在做算法层面上以及安全性、可靠性、鲁棒性的应用。

第一步我们还是采用国际供应商的整个执行器系统和传感器系统,中间这一层是自主开发,整合算法和标定匹配能力。第二步是积极和国内有成长潜力的供应商合作,替换国际供应商的环境感知传感器与执行器,优化系统和成本。

为了开发方便,我们把整个架构分成了7个部分,从传感本身到整个场景的描述,以及运动学和动态学上的控制等等。

刚才讲到的一个节能,我们在智能驾驶系统技术模块里面添加了整个地图以及导航和定位的信息,包括节油预测性的算法,目前是选了重庆大概70公里左右的,包含有城市的高架、坡度以及城市的红绿灯工况,包括有桥、有隧道的情况。

我们通过NPC预测节能的情况,跟正常ACC比,它大概节能效果在4%-5%左右,在车流量比较大时候综合节油量是8%—10%,综合下来大概是7%—8%,这是我们前段时间做的一个比较详细的测试数据。

驾驶员识别这一块我们选了对驾驶员驾驶习性识别,总体评价效率比较高的随机方法来做。

对于特征化这一块,因为纵向层面上主要还是一个距离跟随和间距保持,通过对驾驶员的选择以及实验工况的设计来做,我们主要是做的整个底盘综合协调控制这一块,这个底盘里面因为现在相对来说各个子系统是比较独立的,所以它能够在某一定区域提升车辆某一部分性能。

关于未来规划,一个是技术方案,一个是功能包,现在整个ADAS的功能非常多,单一的产品可能可以实现很多的功能,我们规划了不同的四个功能包,同时也包括了车型、成本等等情况。

我们现在一直说的场景或者未知场景的测试验证,其实现在都没有经过太充分的讨论,之前在德国也讨论过。如果按照现在的一个测试验证的方法,可能L3或者L4自动驾驶需要2.4亿公里去测试和验证。

当然这不是不可以解决的问题,我们现在在做整个场景库的建立,包括从功能场景到逻辑场景到详细测试场景等等,都在做一系列的工作。

对于探索新的研究,第一个是采用了激光雷达,在越野车上我们进行了测试,也参加了国内包括军队、行业组织的比赛,也获得的一些奖。还有基于网联式这一块,也是跟湖北省合作,做一个测试评价。

网联式的乘用车,这个样车已经出来了。还有一个是交通部也在组织基于网联式的货车这一块的运营,这一块整个目标,包括团队建立、性能指标都已经设计了初步的功能样车。

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