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采埃孚綦平:如何提升自动驾驶时代的乘车体验?

2019-07-15 23:03:28·  来源:新智驾  作者:祥威  
 
编者按:2019 第四届全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR 2019)于深圳正式召开。峰会由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办,深圳市
编者按:2019 第四届全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR 2019)于深圳正式召开。峰会由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办,深圳市人工智能与机器人研究院协办,得到了深圳市政府的大力指导,是国内人工智能和机器人学术界、工业界及投资界三大领域的顶级交流博览盛会,旨在打造国内人工智能领域极具实力的跨界交流合作平台。

对于汽车行业来说,过车规的自动驾驶域控制器是当前一大难题。自动驾驶科技公司、国际零部件供应商均在此领域加快研发,希望通过提升算力、增强传感器来解决这一难题。

采埃孚也在对此进行大力投入。作为一家与车企有多年合作历史的全球零部件供应商,采埃孚主要在算力方面做到了最大化的布局,其推出的自动驾驶域控制器ProAI平台将通过高达600个TOPS的算力支持车辆实现L5级自动驾驶。

“自动驾驶的方案对我们非常重要,我们应该具备提供整体方案的能力供市场选择。因为如果不能提供一个系统方案的话,客户不认可我,我们对市场就没有了主导权。”采埃孚工程技术中心总监綦平在最近做的《采埃孚域控制器ProAI助力未来出行方案》主题演讲中表示。

除了自动驾驶计算平台,采埃孚还延续了其自身在底盘控制领域的经验,为自动驾驶时代如何解决人类晕车等体验问题提供了解决方案。

以下是綦平的演讲全文,新智驾进行了不改变原意的编辑:

今天主要和大家分享采埃孚在自动驾驶方面的战略和目前工作。采埃孚是一家德资企业,有14.6万名员工,凡是出行方案相关,无论是工程机械还是商用车、非道路机械,我们都有针对它们的传动底盘系统产品。

接下来和大家分享我们对于未来的出行方案。


首先要看人类社会在发生着怎样的变化,出行方案中有哪些产品是需要的。我们发现,人类的城市化进程在加快。这几年中国城市化进程速度很快,目前已经接近60%,西方国家已经远远高于70%,在全球范围均是增长的趋势。原因很简单,从上世纪第二次世界大战结束以后,全球范围内没有发生很大的战争或者瘟疫,人能健康地生长,人数开始增加,然后就要找居住的地方,就要出行,需要从一个城市到另一个城市,从一个国家到另一个国家。中国也发生了很大的变化,很多人会去国外旅游,出现了很多出行的需求。

出行多,产生的废气就多,污染就多。那么,大家在出行过程中期待什么,什么是我们看重的?首先,需要有安全、舒适的出行环境。如果从出行行为看,需要具备可行性和经济性。如果从社会结构层面看,需要能够有效地节省能源,同时要有足够多的出行方案覆盖。这些导致了人们对产品本身就有一些要求,进而让人作为出行方案的主体需要被重视。

目前,整个行业做的事情还不是很多,主要对出行方案、算法、芯片技术类的东西提了很多,也许一部分涉及到减轻驾驶员的劳动强度,但真正坐车的人在车上是否舒服却很少被关注。我们认为,要把出行和人的生活质量联系起来做一个平衡。

今年9月,采埃孚在法兰克福车展喊出“衡以行道”的口号。同时我们对业务做了一些调整。原来采埃孚是传统的汽车零部件供应商,主要产品包括减震器、离合器、变速器、车桥、制动器、转向机、气囊等,基于我们对出行方案的理解,我们认为接下来要做集成,主要分为四个方向:电驱动、车身动态控制、集成式安全技术和自动驾驶。今天主要对车身动态系统和自动驾驶进行重点分析。

汽车需要有发动机、变速箱、制动器、转向机、减震器等产品,对于集成本身来说,目前主机厂会在开发阶段通过底盘调教进行集成,从而让车有一个比较稳定的状态。


那么,许多零部件构成了整个体系后如何进行协调?我们的出发点是要把协调工作按照汽车动态的特点进行识别和校正。比如,纵向、横向、垂直方向的动力学是我们要关注的地方,而不是专注于某一个物理信号。如果把动态性作为被控制的对象,还会实现很多其他的功能,这些功能可以支持我们对底盘进行综合性管理。

自动驾驶是一个循序渐进的过程。目前主要以人类驾驶为主,在L2的时候人负法律责任,一旦进入L3或者L4,主机厂就要担负驾驶过程中的法律责任,这对所有人来说是一个很大的挑战。

人们要经过驾驶的辅助过程,比如现在买的车都会装配AEB、ACC,最后进入自动驾驶环节。在这个过程中,采埃孚会不断地集成功能,同时根据需求生成新的功能,帮助驾驶员在行驶中找到更多的乐趣。

汽车原本非常简单,可以把一个人从A点运输到B点,这个过程中只需要驱动、制动和转向就可以完成所有动作。随着汽车行业的发展,汽车电子在最近几十年中逐渐起到很大作用,生成了很多的子系统,这些子系统给大家带来了舒适感,同时能耗上升。

现在,轿车里面电缆长度和重量已经占了相当大的比例,子系统的互相沟通主要靠数据总线,但是,汽车花了很多时间和精力来交换数据,却无法对真正的行驶功能发挥作用,现状就是车重、油耗大。未来的车不应该搭载这样的电子电气架构,而应该是能够更有效地传递信息。

最近有主机厂发布了未来的高速带宽比较大的数据总线,但从底盘控制的角度来讲,单个功能块、子系统或者操作系统维持单个控制是相当复杂的环境,所以我们需要把它集成。从汽车动力学的角度倒推,哪些功能可以达到什么程度,怎么样整合底盘的功能以达到高效的运作是很重要的。

为了对未来的出行做好准备,采埃孚要卖的不是减震器、制动器、转向机,而是需要做集成的数字化底盘,对于这个智能化动态驾驶底盘,客户可以做加装或共享车型,可以运货等。这使得客户能够有很大的运作空间。


集成会带来什么好处?最近采埃孚在德国举办了一个全球的媒体体验活动。视频中,左边没有主动控制系统,右边有主控制系统的,有四个主要产品在起作用,主要是一个叫sMOTIONS的减振器,不同于市场上的半主动减振器,sMOTIONS的减震效果在经过不同道路状态时会发生变化。道路状况不好时会变成硬的减震器;如果路面质量非常好可以变成软的减震器。

我们在四个减震器里,每一个都加了2.5千瓦的电机,既可以单独进行控制,而且是主动式的。在行驶过程中,可以对每个车轮进行个性化的主动调节,同时还有一个主动后轮转向系统AKC,对动态性要求比较高的情景,可以进行动态性比较强的动作,这样后轮转向就会给我们带来很多好的体验。另外,我们还有主动的制动系统叫IBC和线控转向。

以上四个主要的核心零部件和组块构成了我们的方案,我们取名为飞毯2.0,因为飞毯在空中不受路面的影响、冲击,可以平稳的飞。我们想给大家一个概念,不受坏的路面影响,高高兴兴地乘车。

底盘系统需要协调,我们有一个软件叫cubiX。它是把底盘上所有的执行机构集成起来,做了底盘控制的协调员。目前我们已经有了产品,正在做整车实验。今年9月份的法兰克福车展期间会有相应的样车供观众试驾。

刚才讲了许多,车非常好,也有底盘技术,我们要把人带上车,如何帮助这个人?

这里有几个数据,第一,很多人会晕车,而且自己开车不晕,坐别人的车晕。所以,未来实现自动驾驶后,坐车比开车多,晕车出行的话就不舒服了。我们得想办法解决这个问题。

我们做了一个防晕车的项目,从前几年开始,通过跟神经科学专家合作,去探讨怎么解决这个问题。

科研报告中阐述的晕车是怎么产生的呢?是人的视觉和前庭神经系统(vestibular)分别反馈给大脑的信息是有差异的,大脑接收到了两个不同的信息以后就开始晕了。


我们按照感知-思考-行动的三部曲做了研究。首先,观察晕车有哪些现状,一个人晕车后就开始不舒服,体温会发生变化,面部表情神经开始紧张,坐姿扭曲或者发生变化。

我们做了很多实验去识别这些信号,首先,通过传感器直接把人体的信号采集下来,直接把人的手或者一些部位连起来,和医生做心电图类似。第二,通过表面的观察,看人的眼睛、动作,通过红外线测人的体温,当知道人进入晕车状态后,开始对这些数据进行分析。

接下来,要运用人工智能的技术。怎么分析采集到的数据,主要分析两个方面,一是情感方面,可以看到,动态的行驶过程中,情感的人工智能模块可以描述这个情况,最终去影响驾驶。

原理是,把一个乘客放入车内,接入传感器,让车行驶,可以看到X轴是转向往左或往右,Y轴是加速或者制动。在某个状况下,可以观察到人的反应特别大,或者发生了晕车。也就是说这个人在某个区域中是比较敏感的。我们的底盘控制策略会根据这个状态做相应的调整,使得人的舒适度得到一定提高,或者消灭晕车状况。这是我们在做的工作之一。

下面谈一下自动驾驶。

我们不是做整车的,但是自动驾驶的方案对我们非常重要,我们应该具备提供整体方案的能力供市场选择。因为如果不能提供一个系统方案的话,客户不认可我,我们对市场就没有了主导权。

所以我们做了两个方案,左边是和Mobileye合作的项目,为了满足欧洲NCAP(新车放行标准)碰撞实验,按5星标准去实现。右边是今年四月份在上海车展全球首发的coPILOT,是与英伟达合作的,可以实现L2+的功能,2021年进入量产状态。

采埃孚还做了传感器方面的大量准备,我们有毫米波雷达、摄像头以及很多合作伙伴,以及背后的算法和信号融合等。

ProAI是我们的计算平台,相当于一个超级计算机,可以完成许多计算的工作。它有几个好处,第一是算力特别大,在第二阶段就可以达到10到15个TOPS,(1TOPS=每秒万亿次的计算)。


如今算力非常重要,因为感知系统仍是薄弱环节,由于得不到该得到的信息,所以要通过不同的数学模型和算法去弥补这个缺陷。最起码要有算力,不然没有时间反应。

今年1月,采埃孚在美国拉斯维加斯CES上宣布了第四代产品,也就是我们的ProAI Robo Think,它可以通过叠加至4块板,达到600个TOPS的算力,这是目前全球算力最大的产品,2022年将可以实现。

它怎么构成的600个TOPS?原理是,每个ProAI上面是有英伟达的CPU芯片 Xavier (30 TOPS),再加上一个有120 TOPS的GPU,共可以达到150TOPS。在一辆车中最多可以有四台计算机,最终达到最高600个TOPS的功能。这为我们提供了足够的算力,去支持直至L5的方案的执行。

最后,我们还要为出行做服务。有一家1985年成立的荷兰公司叫2getthere,在全球范围已经做了很多实验,2010年开始在有限的特定场景做很多的实验。两个月之前,采埃孚收购了这家公司60%的股份,他们的经验为我们提供出行方案提供了很有力的支持。这是它的两个项目,一个是做人员在有限场景的运作实验,包括机场、码头,也包括园区的共享服务整体方案。另一个是eGOMover,这个车型今年将会在德国量产,为我们的出行方案提供了很好的补充。卡车、乘用车等都可以获得这些出行方案的服务。

我们对于出行的理解在不断加深,希望通过我们的努力,可以为社会包括中国客户提供适合的产品。
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