体验了博世的最新技术后,我发现自动驾驶没那么简单!
8 月 22 日,在内蒙古牙克石举办「第三届博世汽车技术创新体验日」上,这家营收规模位列全球第一的汽车零部件供应商展现出了对技术变革的敬畏。
相比车企们言之凿凿地描绘出「202X 年实现 XX 级自动驾驶」的蓝图,博世却从不敢摆出此类的噱头。举个例子,就连在诸多车企宣称中已经大规模量产的自动泊车这项所谓「基本功能」,博世都将它分为了 7 个等级——半自动泊车、全自动泊车辅助、全自动代客泊车、遥控泊车辅助、家庭区域泊车辅助、遥控泊车引导、家庭区域泊车引导。其中,博世目前仅量产了前 3 项,而后 4 项则需要 2020 年以后量产。
一个有趣的现象是,在博世这类技术储备领先市场至少 10 年的供应商都尚未量产的背景下,媒体曾纷纷报道比亚迪和特斯拉曾在 2014 年和 2016 年展示(当然绝不止这两家)过「遥控泊车」这项技术。
这并不是在暗示什么——如果有什么值得暗示的话。
实际上,从这项单一的技术上可以看出零部件供应商和汽车制造商们在面对技术时的不同立场。前者必须保证技术的可靠性,而后者则需要在不违反广告法的前提下最大限度地「夸大」自家的技术水平。
那么,从 L2 到 L3 级自动驾驶究竟有什么不一样?
单从责任上划分,L2 的责任在司机,而 L3 的责任在系统。因此,「每一项系统都需要有冗余设计。没有做冗余设计的自动驾驶方案,说白了,都是扯淡。」博世中国执行副总裁徐大全在技术体验日上表示。
陈黎明抱有相同观点,他说:「手机允许死机,可以重启。但汽车决不允许发生这种事。」这表现出博世在智能互联和自动驾驶井喷发展的今天,对技术本质的冷静思考。
虽然眼下造车新势力们学会了一个新词——车规级,但真正的车规级包含什么他们或许不完全懂。举个例子,汽车系统安全等级 ASIL 划分为多个等级,博世支持 L2 级自动驾驶的摄像头和雷达系统微控制器需要达到 ASIL D 级标准——工作 10 的 9 次方个小时内(1 亿个小时)不能出现一个失误。
那一旦出现失误怎么办?冗余系统即将发挥作用。
一个典型的场景是博世的 iBooster 加 ESP 组成的冗余系统。前者是一款不依赖真空源的机电伺服助力机构。在当前的 L2 级自动驾驶中,车辆的传感器系统识别到前方障碍物可以进行自动制动,此时起作用的是 ESP。而一旦 ESP 失灵,就需要人的反应及时踩下制动,或者就是发生碰撞。在此场景中,「人」本身是一个冗余系统,在系统失灵时及时补位。
而在博世构筑的 L3 级自动驾驶场景中,iBooster 的作用相当于代替人类成为冗余系统,即便 ESP 失灵,iBooster 仍然能够提供超快的制动反应和足够的制动力。
眼下,iBooster 在通用、大众、特斯拉 Model S 和蔚来 ES8 等汽车品牌和车型上进行了应用。同时,博世已经在南京建立 iBooster 2.0 工厂,预计于 2019 年竣工投产。
另一个典型技术应用是线控转向。
如果了解英菲尼迪,便知道其 Q60、Q70L 等车型上同样也采用了名为「线控转向」的技术。「线控转向」技术原理是:系统取消了传统转向系统的中间轴连接,实现了上转向与下转向的非机械连接。将其结构分为方向盘执行机构、转向齿条执行机构,方向盘执行机构将驾驶员的转向意图通过传感器转换成数字信号传递给转向齿条执行机构。同时根据不同的车速及驾驶工况提供模拟的方向盘力矩反馈,从而实现方向盘的回正以及驾驶手感等功能。转向齿条执行机构则从方向盘执行机构接受信号,并根据驾驶员的转向意图将方向盘角度信号转换成轮胎的摆动。
英菲尼迪推出这项技术的目的是:让转向变得更随心所欲,让操控变得更出色。
而博世的开发目的则是基于未来 L3 级乃至更高级别的自动驾驶。在未来的设想中,人类在车内吃喝玩乐,自动驾驶车无需方向盘。因此,没有中间轴连接「线控转向」技术成为了方向盘与转向执行机构分割开来的第一步。
为了最大限度地展现线控转向的特征,博世工程师在试验车上通过调整程序,让车辆实现了「朝左打方向,车头朝右转」的诡异现象——以此来证明方向盘与转向执行机构没有机械链接,纯靠信号控制。
通过数字信号来执行转向指令发送,安全性上通过对可识别的过度转向或者转向不足并进行弥补,提升驾驶的安全性。同时,该线控转向系统还配备了两套电机,两套电源以及两套绕组,确保形成失效冗余。
根据博世的规划,2019 年该线控转向系统将实现小批量量产。
在确保执行系统的可靠性之后,博世同样在感知层面引领技术变革。
人工智能被认为是自动驾驶系统感知系统中不可缺席的技术。博世在雷达、摄像头这类传统感知硬件上有 40 年的研发经验,现在其正在尝试使用人工智能算法来突破硬件本身的能力瓶颈。
「通过卷积神经网络可以识别多种不同目标,比如行人、车辆、可通行区域、道路边缘、道路标示线、护栏、墙、天空等等的分类。该技术可以极大地提升摄像头的整体性能,即使在复杂工况下,也可做到高准确度的检测。」博世底盘控制系统相关负责人表示。
不过,陈黎明认为,人工智能并不是万能的。
「传统算法的成本更低,可以满足大部分场景的感知和识别,在此基础上叠加人工智能算法才能更大效能地发挥作用」,其解释道:「如果所有算法都使用人工智能,那么它的功耗和成本将是巨大的,也没法做到一块芯片里。」事实上,眼下所有的人工智能进行事物感知的展示中,的确都采用了一台体积巨大的工控机,此类 demo 展示离量产还有十万八千里。
如果感知层技术成熟,对于博世的另一套名为「智能安全系统」的功能有巨大的提升作用。该系统将依据前方识别到的碰撞风险,提前预紧安全带,降低事故严重程度。可以将其理解为「主动式被动安全系统」。
在对感知、执行和系统可靠性全面提升之后,博世认为,2021 年底可以实现一个 L3级别自动驾驶的功能。根据规划,其将在 2021 年提供可以脱手的 L3 级功能——低速交通拥堵引导功能。
针对更高级的 L4/L5 级自动驾驶,博世将联合戴姆勒共同推进。这两家公司在自动驾驶路径上达成了一个共识——L4/L5 级主要用于提供通勤的全自动驾驶出租车或摆渡车,而不是大部分车主开的私家车。
此外已经确定的量产计划是,博世在 2018 年为吉利博瑞 GE 提供带有交通拥堵辅助、全自动泊车辅助的 L2 级功能;在 2019 年为长城 WEY VV6 提供针对非机动车道路使用者的自动紧急刹车功能。
博世中国上半年汽车与智能交通业务销售额同比增长 8%。自动驾驶、互联技术之外,新能源产品业务同样是博世的业务增长主要来源。
博世的合资公司联合电子主要负责为中国市场提供电动化产品。来自联合电子的程捷重点介绍了博世在电力驱动方面的产品进展,其分析中国乘用车市场的创新转变过程,归结为两个驱动力:一是 CAFC(企业平均燃料消耗量),也就是双积分制;二是未来对新能源车电耗要求将逐步加严,纯电动汽车电耗要求目标趋严。
产品方面,联合电子推出了集成化电驱动产品电桥,其系统效率超过 93%,是面向全球的高性价比电驱动系统解决方案,将在中国首次批产并支持全球客户。核心特点是将电机、减速器、逆变器三合一。
另一款产品是第二代 48V 电池系统,该系统可以实现纯电启动、降低燃油消耗 20%、加速助力提升百公里加速时间,并可支持「弹射起步」、预测性控制决策等功能。
相比传统汽车制造商和造车新势力,博世这类汽车零部件供应商更需要具有审时度势的宏观能力。在对技术趋势和政策走向精准预测的前提下,博世仍会和各领域的尖端公司合作,以保证公司在任何领域都具有前瞻性的技术储备。
例如,在地图领域入股 HERE,在地图道路特征层上与高德、百度等国内顶级图商合作;与 NVIDIA 合作,利用 NVIDIA DRIVE 进行深度学习、传感器融合、图像识别、云计算;与戴姆勒合作于 2019 年在加州开启自动驾驶车试点项目……
「我们没有办法在每个领域都面面俱到」陈黎明说。如果说一家拥有 140 年历史的德国工业巨头都如此「没有底气」,那么下一次,在听到某个新造车公司大肆宣传自己无所不能的自主研发能力时,投资人和消费者们请务必多长个心眼。
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