Apollo 3.0量产园区自动驾驶解决方案

在本次技术沙龙中,来自百度自动驾驶事业部资深架构师-杨凡老师带了关于Apollo 3.0量产园区自动驾驶解决方案。

这里,我们将整理后的视频资料及内容分享给大家,没能到达现场的开发者可以通过视频和PPT资料来详细了解课程内容。

演讲概要:

Apollo Pilot 量产园区解决方案——安全保障体系、人机交互方案、量产工具组件、高效运营方案。

Apollo3.0 量产园区自动驾驶解决方案

百度自动驾驶事业部资深架构师 杨凡

(建议在Wi-Fi环境下观看)

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从实验室走向量产

从实验室走向量产需要解决哪些问题?Apollo 2.5实现了限定区域高速场景的自动驾驶,但是在量产上还是会有很多问题,比如需要保证各种车辆的一致性,也需要传感器有精确的标定,也需要考虑上路行使之后的方案,比如车队管理、人机交互,还有各种各样的场景需要同步,虽然几率很小,但这是达到量产的必要条件。

首先是安全。 安全是 Apollo3.0 在量产园区自动驾驶方案里面主要的需求。不管是 Apollo 发布还是在日常工作中,安全都是最核心的事情,Apollo 大量直接或间接的工作都是安全。其中,百度最关注的就是从整体设计上的安全。因此,Apollo 做出了一个独立的物理隔离的安全功能,另外还提供了网络安全、所有的验证安全,以及对行使过程中的安全和运营进行多方面的考虑。

智能:Apollo 完成量产是为了和市场合作,真正把它做成一个产品。所以,它是足够智能的,能够解决它在路上所有实际应用需求的工况,并要有实际的可应用价值,还需要与人有足够多的互动。

量产:要做第一辆车很简单,因为其具有独特性,只要用最好的仪器和设施就可以,如果出现问题,可以随时用最好的科研仪器进行调整。但是如果涉及到量产方面,就会出现常说到的“召回”的概念。但事实上,如果真正有问题了,特别是在很多产业通用化的前提下,平台实现一次召回可能是几十万辆车,这是非常巨大且不可能承受的成本。所以在量产上,需要防患于未然,在量产设计之前要把方案和可行性做到切实,并且在生产过程中让每一个工人使用有效的方式来简洁明确地生产到位。这是与实验室的不同。

经济:它的价格必须要降到足够便宜。关注 Apollo 的朋友应该知道,Apollo 自动驾驶参考线控车辆和参考硬件前期价格比较高昂,即便是 to B 的消费者都不见得能承担得起这样一款产品。

如今,Apollo 推出两款产品(一个是 MiniBus-自动接驳小巴阿波龙,一个是新石器 AX1-L4级无人物流微型车),这两款都可以完成量产,这对于 Apollo 来说是一个突破,实现则需要渗透到方方面面。同样在设计阶段要考虑合理的成本,还要有高能力的配合,然后在具体供货阶段要考虑这些供货必须是市场上稳定的,这才是一个稳定有保障的解决方案。

Apollo落实了上图的五大系统。首先设计出了完整的自动驾驶套件,接着提供了安全保障体系,也同时提供了人机交互完整的解决方案,之后为量产提供量产工具组件,之后提供了整个生命周期完整解决方案。这是为量产车辆量身打造的“一站式解决方案”,能够使与跟我们合作的车厂合作伙伴,在使用了Apollo自动驾驶套件后就可以一步到位生产出产品,生产出解决方案。

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量产园区自动驾驶方案

Apollo量产方案是如何产生的?首先要对需求场景做定义。基于对自动驾驶发展进程的理解,和对整个园区场景的分析,Apollo 发现了量产自动驾驶方案基于园区更多的需求,并根据园区的实际情况定义出园区的自动驾驶 ODD。

除了解决日常应用需求的入主车位,站点停靠,路口行驶,ODD 还需要解决各种突发情况:比如异常天气和异常障碍物的参与。这些都在设计范围之内。根据优先级,Apollo 在正常保障设想的自动驾驶情况下,会更好地提升用户体验,并结合安全系统来为用户提供最后一道安全保障。

经过以上设计分析,就可以去找合适的车辆平台。车辆平台需要经过Apollo车辆认证,在有明确的标准情况下,能够很容易了解我们的需求,具有定制化车辆的能力。

由上图量产园区自动驾驶方案的自动驾驶套件设计中我们可以看出:最底层是车辆,上面一层是传感器硬件和计算硬件。Apollo 在这两款自动驾驶套件里面设计了套件上所有的组合,也即符合安全方面,提供量产、智能,并且要有经济效益。

自动驾驶套件包括结合车型的硬件方案软件方案。在安全保障体系中,Apollo 对网络安全、功能安全、验证与测试及风险应对机制等方面进行了全面升级,为自动驾驶量产打造了全生命周期保护。除此之外,Apollo 还提供了智能人机交互方案,为优质和安全的用户体验保驾护航。量产工具组件可以将以往需要工程师实施的高精工作让产线工人大批量高可靠地完成。

载人方案套件:MiniBus-自动接驳小巴自动驾驶套件提供了前视双目摄像头,即深度图像、2D 视觉图像,并通过车周的5个摄像头完成了环视,形成了360度全覆盖。其周围一圈还装有3个激光雷达,并实现了16个声波雷达的完全覆盖。另外,车前还配备有一个加强的毫米波雷达。每个传感器有其自己的适应能力,因此是四层感知系统冗余。智能定位系统使用的是 GNSS SINS RTK 组合。雷达系统提供了四层冗余定位能力。计算单元有主备份功能机和备份功能机。

载物方案套件:Apollo 追求高质量、低成本。主控是激光雷达,包含有识别红绿灯的双摄像头和定位功能。Apollo 提供的基于摄像头和 V2X 的双冗余,用来识别红绿

在软件方面,我们会在基础的Apollo逻辑之上,加强我们的能力。LITE算法是在小车里面打磨出来的,我们在小车里面完成了从idea到量产的情况,其中需要许多的调优。

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安全保障体系

我们在车上提供的是安全网端以及基于多部件的多层网络体系,所以在设计阶段把网络安全能力放在多层冗余的防护体系。

功能安全:为避免共因失效,Apollo 采用了物理隔离。多传感器融合互补,自动驾驶计算单元和车辆线控冗余设计,以及自动驾驶系统状态监控和异常防护。其中,车辆刹车系统是 Apollo 定制化研发出来专门用在自动驾驶上的线控能力。

风险应对机制:由于路面的不确定性较大,因此在量产环节 Apollo 设计了多层接管体系,接管是最后一环同时也是最重要的一环。Apollo 还有一个安全停车策略和 OTA 升级,即车在行驶过程中出现任何问题, Apollo 都会将数据采集回数据中心,实时解决该问题,修改 Test 后再 OTA 到所有的车上去,这样就相当于所有车和百度大脑一起优化。黑匣子是一个独立设备,以保证其数据的有效性。

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智能人机交互方案

阿波龙的特点是有足够大的载人量,可以完成园区里接驳,由于续航性能比较优秀,可以完成日常运输,并且有语音识别的交互体验,可以完成全流程的服务。阿波龙接下来可以在所有的主要城市完成完善服务体验,目前已经在很多地方已经率先实现了落地运营。

我们前面谈到了一些基础的部分,现在来了解一下更智能的部分。由于自动驾驶车辆没有配备传统汽车的油门、刹车和方向盘,所以驾驶员完全可以有全新的体验空间。

车内乘客人机交互方案:Apollo 为全球首款 L4级量产自动驾驶巴士-阿波龙准备了语音交互、人脸识别、地图导航和娱乐体系,让用户能拥有更好的驾驶体验。

车外行人人机交互方案:在 AX1-新石器物流小车里,我们可以感受到全新的人机交互体验。小车载有“人车交互屏”,可以完成声光预警、碰撞预防和视觉提示的智能能力。

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高效运营方案

生产量产车需要巨大的工作量,需要更多的人手来参与。现在Apollo通过一些平板辅助的生产线设备,通过流程,比如标准件,让普通人也能操作设备。具体方法是先线下配置工位,然后初装验证工具,装好车以后到标定外场做场外标定,接着用传感器标定工作做场内标定。最后把所有的车传感器和新的单元都输入到管理系统里,形成整个车辆的生命周期预期里完整运营。

同时,自动驾驶套件必须和地图同时完成管理和升级,这将是非常大的工作量。在自动驾驶车辆行驶过程中,Apollo 需要监控每辆车的状态,并完成车辆的智能管理和远程控制,同时还需要在站点完成合适的规划和设定,对多媒体系统进行管理,最终把以上信息开放给 Apollo 合作伙伴。同样每一位加入 Apollo 的生态合作伙伴,都可以完成起特殊的个性化定制。

Apollo已经开放了车队管理平台,把车和人及整个平台完整的联合在一起,通过这样的步骤,在原来四层的自动驾驶层次上,又提供了交钥匙的自动驾驶解决方案。

这两款车是 Apollo 在同一个周期对两种不同对车型完成了不同的探索。Apollo 与金龙客车合作的“阿波龙”搭载了 MiniBus-自动接驳小巴方案,该方案主要面向4至6米,甚至扩展到8米到车型。新石器 AX1-L4级无人驾驶微型物流车则是低成本的 MicroCar 方案,主要是解决2米以内的车型问题,新石器这款小车不载人,以纯无人车的形式运行。

今年我们在量产上面做了第一步园区场景的探索,明年我们会在限定区域完成量产的探索,在2020年,我们将会在城市道路上面来实现真正的简单道路的探索。慢速并不意味着简单,在慢速的场景下交通参与者的行为更加多样,会给 Apollo 的预测提供更多挑战,所以需要 Apollo 开放新架构,用足够的角度来探索不同的系统。

往期线下沙龙

Apollo

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20180827B1IQP200?refer=cp_1026
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