【汽車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)】智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與開(kāi)放式汽車(chē)應(yīng)用平臺(tái)---華國(guó)棟

南京櫟樹(shù)交通互聯(lián)科技有限公司 華國(guó)棟

1. 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的應(yīng)用特性 
　　首先是整個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)，實(shí)際上分為兩大層級(jí)，一是信息，二是控制。信息分非駕駛相關(guān)類(lèi)的，車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從2009-2010年開(kāi)始興起，經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，非駕駛的應(yīng)用非常豐富了，在駕駛相關(guān)的這塊又分為傳感探測(cè)類(lèi)和決策預(yù)警類(lèi)，在控制層面，分為五級(jí)，從駕駛輔助到完全的自動(dòng)駕駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通過(guò)智能化與網(wǎng)聯(lián)化兩個(gè)技術(shù)路徑，協(xié)同實(shí)現(xiàn)信息和控制的功能。

圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)

　　目前我們正在做的工作是實(shí)現(xiàn)從單車(chē)智能化到智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)，我們的智能化和網(wǎng)聯(lián)化正在逐步融合，我們的車(chē)輛在自身傳感器探測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)跟許多外部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)了更加全面的環(huán)境感知，更好地支持車(chē)輛決策和控制。單車(chē)智能化包括環(huán)境感知、判斷、執(zhí)行，大量的技術(shù)、產(chǎn)品和一些科研成果正在涌現(xiàn)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)V2X智能網(wǎng)聯(lián)化。
　　在單車(chē)自主控制的狀態(tài)下，每個(gè)車(chē)都是一個(gè)獨(dú)立的信息孤島，依賴(lài)自身的傳感器獲取的信息是非常有限的。我們要實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)V2X，以豐富信息來(lái)源，我們通過(guò)各種各樣的通訊、傳感手段或者說(shuō)通過(guò)跟汽車(chē)的整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交互手段豐富信息，我們可以實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，并在緊急情況下可以進(jìn)行緊急的控制，提升我們的安全。
2.常見(jiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的應(yīng)用場(chǎng)景
　　市面已有的成熟成果，并且在不同的場(chǎng)景得到應(yīng)用，包括自適應(yīng)巡航、自動(dòng)緊急剎車(chē)、車(chē)道保持、自動(dòng)泊車(chē)，與防碰撞預(yù)警、偏離預(yù)警、行人碰撞預(yù)警、疲勞預(yù)警等等，這涉及到許多場(chǎng)景與應(yīng)用，我們也參與過(guò)很多產(chǎn)品的研發(fā)和工作。

圖2 智能汽車(chē)的控制中心-ECU系統(tǒng)

　　接下來(lái)介紹一些典型的應(yīng)用場(chǎng)景，我們跟全國(guó)非常大的動(dòng)力系統(tǒng)廠家在合作，主要進(jìn)行ECU系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷監(jiān)測(cè)，包括故障分析、大數(shù)據(jù)分析，ECU是汽車(chē)電子控制的核心，有處理電路、微處理器，其中有很多嵌入式的程序，比如目前全國(guó)7000多萬(wàn)輛商用車(chē)?yán)锎罅康挠玫搅薊CU控制系統(tǒng)，有的商用車(chē)被發(fā)現(xiàn)燃油消耗過(guò)高，或者在運(yùn)行過(guò)程中有故障和問(wèn)題，可能其機(jī)械結(jié)構(gòu)是正常的，但是內(nèi)置的ECU程序有問(wèn)題。所以我們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中不斷地對(duì)各種版本的ECU程序進(jìn)行刷寫(xiě)，提升運(yùn)行的效率。

　　智能汽車(chē)的輔助駕駛系統(tǒng)我們發(fā)展無(wú)人駕駛或者是輔助駕駛，很多車(chē)都是用改裝的方式實(shí)現(xiàn)的，我在上個(gè)月聽(tīng)了一個(gè)講座，當(dāng)時(shí)演示了很多改裝車(chē)輛時(shí)的視頻或者照片，有的車(chē)在行駛過(guò)程中把樹(shù)撞倒了，有的撞墻了，有的過(guò)坑的時(shí)候顛簸非常大，我們的改裝實(shí)際上都是通過(guò)加裝各種雷達(dá)、傳感器、視頻處理的一些設(shè)備諸如此類(lèi)的后改裝方式，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)ECU系統(tǒng)的控制，這一領(lǐng)域的協(xié)議對(duì)各個(gè)廠家來(lái)說(shuō)都相對(duì)比較封閉的，并不對(duì)外開(kāi)放的。
　　我們跟ECU廠家一起討論，是否可以制定ECU系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互操作的接口，使我們的無(wú)人駕駛車(chē)輛在升級(jí)改裝的時(shí)候，可以使用標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行調(diào)用，以防止出現(xiàn)或者減少出現(xiàn)剛才所提到的情況發(fā)生。無(wú)人駕駛車(chē)在改裝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，所以我們希望制定ECU系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作接口，并提供給各個(gè)無(wú)人駕駛改裝的單位來(lái)進(jìn)行調(diào)用。
　　在視覺(jué)系統(tǒng)上，夜視及雨天、霧天等各種情況下處理各種路況的時(shí)候，目前還沒(méi)有很好的應(yīng)對(duì)技術(shù)我們應(yīng)對(duì)夜視有三個(gè)技術(shù)路線，一是微光夜不木測(cè)基礎(chǔ)、被動(dòng)熱成像夜視技術(shù)，與主動(dòng)紅外夜視技術(shù)，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，我們也有相對(duì)比較成熟的算法或設(shè)備。我們正在跟一個(gè)高校合作，該高校為我們提供星光級(jí)的處理，使得在不良的視覺(jué)條件下，能夠把圖像進(jìn)行清晰化，甚至把車(chē)牌識(shí)別出來(lái)，我們也在探索其在整個(gè)車(chē)輛上的應(yīng)用。
　　這是霧霾圖像的處理系統(tǒng)，我們國(guó)家整體環(huán)境污染情況非常嚴(yán)重，這是由綜合因素造成的，據(jù)說(shuō)車(chē)輛排放所造成的霧霾污染物占整體的2%左右，這個(gè)數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的，我們這兩天也跟天津很知名的高校開(kāi)展了課題的合作，是關(guān)于尾氣排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括碳排放和氮氧化物的排放，我們實(shí)測(cè)車(chē)輛在商用車(chē)行駛過(guò)程中排放的數(shù)據(jù)，我們市面上的很多車(chē)行駛過(guò)程中的排放數(shù)據(jù)可以在整個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試出來(lái)，，這會(huì)帶來(lái)很?chē)?yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，冬天到了，江蘇的霧霾天氣越來(lái)越多了。
　　通過(guò)在我們的專(zhuān)項(xiàng)處理設(shè)備里面加載圖象處理法，針對(duì)霧霾多發(fā)的情況，通過(guò)算法對(duì)車(chē)輛前方的采集圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)清晰化處理，以保證行車(chē)的安全。
　　在高精準(zhǔn)定位方面，我們是從2012年左右開(kāi)始研究北斗定位的，我們也很高興告訴大家，到目前為止中國(guó)整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位的各種性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了跟GPS同等的水平，所以在亞太地區(qū)我們用北斗跟用GPS的效果是一樣的。大概在七八年前，有一個(gè)高校的老師跟我們說(shuō)北斗的誤差非常大，但是現(xiàn)在已經(jīng)能做到厘米級(jí)的精度，這也跟北斗系統(tǒng)建設(shè)整個(gè)大的體系有關(guān)。
　　我們?cè)谏习肽甑臅r(shí)候，曾在一個(gè)城市的公路車(chē)輛上面，安裝了將近1000臺(tái)車(chē)輛的純北斗定位的裝置，我們?cè)趯?shí)測(cè)過(guò)程中的定位精度已經(jīng)達(dá)到了跟GPS同等的水平。這兩年國(guó)內(nèi)在推高精度定位，首先要進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，一是全國(guó)的地級(jí)增強(qiáng)網(wǎng)，在云南有一個(gè)城市幫它規(guī)劃被稱(chēng)之為公交信號(hào)優(yōu)先，實(shí)際上有一個(gè)非常重要的因素，即定位的精準(zhǔn)要高，通過(guò)傳統(tǒng)的普通定位有時(shí)候會(huì)有偏移、誤差，定位精度要高，除此之外運(yùn)算速度要快，如果通過(guò)差分糾偏，20秒過(guò)去，公交車(chē)都已經(jīng)跑了很遠(yuǎn)一段距離了。
　　我們高精度定位芯片原來(lái)是由瑞士相對(duì)壟斷的，價(jià)格也非常高，現(xiàn)在我們已經(jīng)在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化了，國(guó)產(chǎn)化的第一批芯片已經(jīng)出來(lái)了，我們公司正在配合芯片公司做測(cè)試，成本也下降了很多，我們?cè)谶@方面也做了大量的工作，特別是在無(wú)人駕駛、輔助駕駛這一領(lǐng)域，高精度定位是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施和手段。
　　我們也參與過(guò)很多TSP系統(tǒng)的建設(shè)，國(guó)外的就這幾家規(guī)模比較大，提供的服務(wù)也很多，包括追蹤、故障診斷、呼叫中心等，這是做的比較大的TSP服務(wù)廠商，國(guó)內(nèi)還有一些其他的TSP服務(wù)廠商，模式存在問(wèn)題，只針對(duì)自己的車(chē)做服務(wù)，限制了大規(guī)模的應(yīng)用。除此之外還有采取收費(fèi)的模式，有的服務(wù)第一年是免收年費(fèi)的，第二年續(xù)費(fèi)的時(shí)候，續(xù)費(fèi)率非常低。所以目前來(lái)看沒(méi)有一個(gè)能夠通用的TSP平臺(tái)，都是每個(gè)廠商建了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)，限制規(guī)模的擴(kuò)張。
　　交通化正在實(shí)現(xiàn)交通大數(shù)據(jù)的很多示范工程，我們也參與了一些城市交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，原來(lái)有大量的交通工具和交通基礎(chǔ)設(shè)施，都是建很多孤立的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也是五花八門(mén)的，非常雜，現(xiàn)在交通部正在逐步推進(jìn)一個(gè)城市或者一個(gè)省的交通數(shù)據(jù)的集中化管理。數(shù)據(jù)集中以后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常大，包括位置、視頻等各種各樣的數(shù)據(jù)，其實(shí)集聚起來(lái)以后可以分析挖掘產(chǎn)生很多附加的產(chǎn)品，常見(jiàn)的是路況的服務(wù)產(chǎn)品，我們一般都是通過(guò)手機(jī)端查路況，這為我們提供交通出行的服務(wù)。
　　有些特定行業(yè)，實(shí)際上是非常需要無(wú)人駕駛車(chē)的，主要的目標(biāo)是降低成本，再者是提高工作效率，這是特種車(chē)輛廠家對(duì)我們提出的功能需求，即輔助駕駛系統(tǒng)的功能需求，其中包括視頻、位置、顯示、無(wú)線通訊、擴(kuò)展通訊、電源系統(tǒng)、遠(yuǎn)程升級(jí)等等，我們從特定行業(yè)來(lái)看，要求是非常復(fù)雜的，所以我們今后無(wú)人駕駛要推商用車(chē)應(yīng)該是比較容易實(shí)現(xiàn)的，能夠?qū)崿F(xiàn)最后的產(chǎn)業(yè)化，如果一個(gè)研發(fā)、一個(gè)產(chǎn)品或者一個(gè)體系解決方案不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的話，就難以持續(xù)。
　　這是我們定制的一套模擬設(shè)備裝置，里面包含各種各樣的功能。我們?cè)谥悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車(chē)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展當(dāng)中還是存在一些問(wèn)題，第一個(gè)是我們的一些理論、算法、設(shè)備原始創(chuàng)新成果比較少，集成的比較多一些。第二個(gè)是在產(chǎn)業(yè)生態(tài)上面，還沒(méi)有形成具有國(guó)際影響力的生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)鏈。第三個(gè)是受傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式的影響，傳統(tǒng)的車(chē)廠或者零配件企業(yè)、芯片、通訊企業(yè)信息孤島普遍存在，大家不愿意共享自己的數(shù)據(jù)，所以制定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、通訊標(biāo)準(zhǔn)都是五花八門(mén)的，這就需要我們進(jìn)一步規(guī)范，來(lái)規(guī)避制約因素，實(shí)現(xiàn)未來(lái)的網(wǎng)聯(lián)化的汽車(chē)。
3.構(gòu)建開(kāi)放式汽車(chē)應(yīng)用平臺(tái) 
　　所以我們認(rèn)為要充分地實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)包括電商的融合，實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。在構(gòu)建開(kāi)放式汽車(chē)應(yīng)用平臺(tái)方面實(shí)際上分幾個(gè)層面，一是基礎(chǔ)設(shè)施方面，通訊、定位、交通基礎(chǔ)設(shè)施是必不可少的。對(duì)于應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，我們分成三類(lèi)，第三方汽車(chē)應(yīng)用軟件、算法都屬于這個(gè)范疇，包括我們的ECU的程序都屬于軟件，構(gòu)建開(kāi)放應(yīng)用平臺(tái)，供我們需要發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的各種特定行業(yè)應(yīng)用、調(diào)用服務(wù)，將信息傳給控制終端，并為其提供一個(gè)前端接入的接口。最終海量的汽車(chē)用戶通過(guò)移動(dòng)智能終端和車(chē)載交互終端在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中完成應(yīng)用。

圖4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

　　所以要解決五大關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題，第一個(gè)是開(kāi)放汽車(chē)應(yīng)用平臺(tái)技術(shù)，打破信息孤島，提供一站式的應(yīng)用。第二個(gè)是汽車(chē)社交網(wǎng)絡(luò)，車(chē)車(chē)通信，可以理解為汽車(chē)社交網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建整個(gè)數(shù)據(jù)可視化、實(shí)施場(chǎng)景、人機(jī)交互的網(wǎng)絡(luò)。通訊信號(hào)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不良的情況，怎么通過(guò)融合通訊的方式進(jìn)行解決，保證穩(wěn)定可靠。數(shù)據(jù)源非常多，所以要實(shí)現(xiàn)多源信息采集和存儲(chǔ)傳輸，包括在通用不良的條件下怎么實(shí)現(xiàn)離線的存儲(chǔ)以及普傳。我們的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互聯(lián)技術(shù)，與實(shí)現(xiàn)所有的傳感通訊、ECU控制，數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)降低智能汽車(chē)網(wǎng)聯(lián)化的難度。
　　實(shí)際上車(chē)聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展大概有七八年了，傳統(tǒng)的有車(chē)載前裝模式和后裝模式，都存在一些問(wèn)題，所以一直未探索出車(chē)聯(lián)網(wǎng)的盈利模式。我們今后要實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的新模式，其核心是要有商業(yè)模式，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，就是可持續(xù)的。所以我們提出的觀點(diǎn)是要開(kāi)放共享，實(shí)現(xiàn)一站式應(yīng)用、融合通訊，實(shí)現(xiàn)共性標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適配，最后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)應(yīng)用生態(tài)鏈 
　　我們提出來(lái)的汽車(chē)應(yīng)用生態(tài)鏈的圖，第一要有基礎(chǔ)設(shè)施，包括衛(wèi)星定位網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信，還包括交通的基礎(chǔ)設(shè)施，面向乘用車(chē)和商用車(chē)，構(gòu)建開(kāi)放式汽車(chē)應(yīng)用平臺(tái)，提供豐富包括各種各樣的算法、程序、傳感，和視頻處理，以及出行生活的應(yīng)用，我們?cè)谝徽臼狡脚_(tái)上都可以調(diào)用，以支持整個(gè)生態(tài)圈的發(fā)展，同時(shí)整車(chē)、零部件包括一些互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，都屬于汽車(chē)技術(shù)與產(chǎn)品的供應(yīng)商，面向海量的駕駛?cè)颂峁M足用戶的差異化需求。

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