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实现L5级别自动驾驶的十八层地狱闯关

发布日期: 2020-11-12来源: 汽车动力总成

L3级别是L5突破的关键坝口

还是按照我一贯的习惯,先上"一张图解释" L5的难点到底在哪里?

说L5什么时候到来,可以很快,也可以很慢,关键就是L3什么时候到来,当L3到来,L5的到来可能就非常快了,而L3可能会经历非常长的时间,为什么?

因为本质上L3的一个点在更大范围内达到“eyes off”的水准。这将引发包括技术,安全性,道德,法律,国家安全等多个维度共同的阻力点,哪怕其中一个没有打破,对L3的推进都是非常有影响的。

这就和上图在L3位置的水坝是一个逻辑。虽然由于智能网联示范区的建立,以及安全员的配置,在L4级别实际是有一个小水塘的,因为这些机制保证了在法律,安全和道德层面不被过多调整,哪怕发生一些安全事故,一般自动驾驶的实施方更多也会愿意承担对应的后果,因此,不存在太多的纠纷,但一般意义上认为L4自动驾驶就到了,应该也不客观。因为L3级突破这个事正在承载的难度有可能远高于L4级别。

但事情也要辩证的看,L3级别正在积蓄的水位,当突破L3级别后,贡献L4级别和以上估计就要顺利的多,基本就是这个状态。

关键卡口面临哪些问题?十八层地域的闯关

突破这个坝体,整个行业需要下十八层地狱,才能涅槃重生,大家细品下:

第一层面是功能安全标准问题:

过去整车在没有复杂智能功能的时候就有功能安全标准,比如IEC61508。随着智能驾驶的等级提升,智能座舱的功能升级,出现了ISO26262, 甚至面向更复杂的SOTIF标准。

行业内的大家都知道,虽然功能安全做了认证的很多,但确实把功能安全真正用好的还很少,包括SOTIF的可行性也受到部分质疑,这一块面向自动驾驶的功能安全标准,任然不够完善。

第二层面是双冗余,线控底等系统底层构建安全的进一步成熟。

目前量产的域控制器,线控机构很多成本仍然很高,部署并不广泛,域控制器暂时不能支持更多的传感器和模块工作,I/O不足。为了满足功能安全,需要同时有两个同等模块共同作用于系统,执行器电源都需要备份,复杂的链路设计会增加成本,并考验研发的能力,这导致L3-5量产过程中,目前很多的功能都缺少必要的冗余备份。

第三层芯片技术的提升

芯片是个热点话题,特朗普卡这个点是有道理的,芯片是一个巨大的护城河,特别是人工智能芯片,对于提升算力,增加整车的感知力非常重要。受制于算力,很多算法逻辑不可避免的需要被阉割,这些都导致实际研发的功能并不足以获得脱离人之后的安全性。

第四层整车“软件定义汽车的”的电气架构调整

软件定义汽车对于L3-5技术自动驾驶的推动,并不一定是技术层面的贡献,而更多的是时间上的,自动驾驶系统可能是唯一一个无法在整车开发周期下就能完成的应用,需要通过大量的路试频繁迭代,而这需要整车电气架构调整,并支持OTA后才能支持的功能,这是非常重要的。

第五层面是传感器的成熟度。

目前量产了的毫米波和超声波,相机等的质量尚可,L4用到的激光雷达,通讯单元等设备仍然没有经历过量产实践,很多仍然都不稳定,在一些器件指标上,包括激光的距离,毫米波和相机的分辨率等还有很大的发展空间。另外虽然单纯的看传感器越多越好,但是传感器比我们想象的要更不靠谱的多。

第六层面智能座舱的发展,提升人机交互效率

人机交互包括DMS,HOD方向盘,HMI显示等诸多部件,这些都决定了在L3-4级中人和机器的切换问题,相关研究表明大部分的安全事故都发生在机器和人的切换过程中,并且有大量的欺骗行为影响整个系统的安全。

智能座舱对于自动驾驶,很核心的除了增加司机驾驶过程的安全性,最重要的就是可以精准的判断人和机器的切换条件。

第七层面是软件功能的迭代升级问题

从博世发明AEB开始,到ACC,LKW功能,再到目前流行的Pilot功能,NOA功能,除了第一层面的功能安全问题,软件开发的思路也在发生变化,原来通过“面向方法的编程”Matlab / simulink都可以轻松搞定,现在不少辅助驾驶功能开始使用"面向对象"的C++来进行编程,为了支持更为复杂的自动驾驶,以python / pytorch为主流的"可微分编程"方法也逐渐流行起来。基础安全功能,辅助驾驶功能,自动驾驶功能在开发逻辑上存在很大的区别。具体可以看这个回答。这一块的探究虽然借助L4自动驾驶,行业有些积累,但业内看,仍然还有很多不足之处。