TU-Automotive Detroit 2016:自动驾驶汽车的发展前景

多家整车厂和机构提供了有关自动驾驶汽车的想法和技术

2016/07/11

概要

TU-Automotive Detroit 2016展览厅
TU-Automotive Detroit 2016展览厅

 TU-Automotive Detroit 2016 的举办时间为2016年6月8日至2016年6月9日,地点在美国密歇根州诺维市。参观人次超过3000人,其中一些演讲聚焦于自动驾驶汽车、移动性和连接性。2016年专题讨论的主题是“合作,使汽车行业成为IoT(物联网)的领导者”。由于汽车是物联网中为数不多的、可以在全世界范围内移动的几个产品之一,它能够与其他物品形成有形的连接。这种能力使汽车行业有机会成为物联网的关键驱动因素。

 本报告主要关注TU-Automotive Detroit 2016上关于自动驾驶汽车和技术的一些演讲。本报告中的信息包括起亚和日产关于自动驾驶汽车开发的一般理念和活动、使自动驾驶受益的技术、以及没有汽车行业背景的政府机构和公司对自动驾驶汽车开发的看法。

 本报告是聚焦TU-Automotive Detroit 2016讨论会的三篇系列报告中的第一篇。关注移动性和连接性的报告将稍后发布。







起亚和日产关于自动驾驶的理念和计划概要

起亚总结了自动驾驶汽车开发的关键因素

主题:忘记规则改变者:这是一个世界改变者
整车厂 演讲者 职位
Kia Motors America Henry Bzeih 首席技术战略官/车联网负责人(Chief Technology Strategist/Head of Connected Vehicles)
Visualization of key drivers of automated technologiesSource: Kia
自动驾驶技术主要驱动力的图解
来源:起亚

 在题为“忘记规则改变者:这是一个世界改变者”的研讨会中,Henry Bzeih对起亚的自动驾驶汽车开发视角提出了见解。在之前的演示文稿中,Henry Bzeih描述了自动驾驶技术开发的四个关键驱动因素:

  • 社会趋势,关于车辆可用性和车辆所有权的博弈,可以从这些公司的业务增长中看出,例如,Uber、Zipcar和Lyft。
  • 千禧一代是美国人数最多的一代,代表着这个国家消费者的重要部分。这一代人有其独特的倾向和特点,各整车厂需要适应这种情况从而使他们成为自己的客户。
  • 最终的安全目标是实现道路零伤亡。
  • 物联网的发展。

 了解这些因素使得人们更好地认知自动驾驶汽车发展的过程和视野。

  在描述自动驾驶汽车技术时,Henry Bzeih将这些技术分为四个不同类别:传感器和识别、决策和控制、人机界面系统和V2V/V2I通信。一辆车要想成为完全自动驾驶车辆,它需要所有四类技术。这些技术允许车辆遵循五个步骤,实现自动驾驶:

  1. 感测
  2. 决定
  3. 行动
  4. 结果

 先进的驾驶员辅助系统在它们的性能中同样使用这些步骤,虽然低于自动驾驶所需的可靠程度。目前在起亚车型中搭载的自动驾驶功能的例子,包括间隔自动驾驶(在专用道路上自动驾驶)、紧急停车系统、交通堵塞帮手以及狭窄道路帮助。

 Henry Bzeih还讨论了起亚对自动驾驶汽车的测试工作及自动驾驶汽车开发的未来计划。在起亚位于加州和韩国的设施内,自动驾驶汽车经受了恶劣环境的测试。由于最近的法律要求,该公司还在内华达州进行了自动驾驶汽车的行车测试。从下面给出的自动驾驶技术蓝图可以看出,起亚在拉斯维加斯举办的-CES 2016上能够展示出附带条件的高级自动驾驶水平,期望在未来能够成为一辆完全自动驾驶的汽车。

Kia automation technology roadmapSource: Kia
起亚自动驾驶技术蓝图
来源:起亚



日产汽车将公司理念与移动性开发结合起来

主题:日产的未来:纯电动车、车联网、自动驾驶汽车向智能移动的过渡
整车厂 演讲者 职位
日产 John Schnoes 项目总监-汽车信息技术和自动驾驶 (Program Director – Vehicle Information Technology & Autonomous Drive )
Common customer expectation themes based on feedbackSource: Nissan
根据反馈得出常见的客户期望主题
来源:日产

 日产展示的重点是它们如何将公司传递创新和激情的理念整合到产品中,并且以客户为中心,将其纳入智能移动性的开发。John Schnoes提到,专注于客户的理念不仅仅是为客户提供产品的功能,同时也要了解如何向客户传达品质感。随着科技的进步,客户对品质车辆可以提供的服务有了新的期望。例如,根据日产从客户收到的反馈,人们对智能手机或平板电脑的过渡平台到汽车(反之亦然)的无缝连接感兴趣。客户还希望从他们的汽车上获得内心的安静,无论是来自安全性、辅助功能选项、功能可靠性或其他方面。

 John Schnoes提到自动驾驶和手动驾驶都具有客户可能感兴趣的优点。自动驾驶旨在提供乘客更高的安全性、较低的心理负担以及在车里进行其它活动的空闲时间。手动驾驶模式的好处是它可以让驾驶者体验到驾驶的乐趣,这是日产得到的反馈中一个常见的客户兴趣。在其智能移动性的发展中,日产的目标之一是要找到一个解决方案,汽车在自动驾驶模式和手动驾驶模式之间可以顺利地来回切换,使客户可以享受这两种模式。

 2015年亮相的IDS概念车代表了日产智能移动性的愿景。利用一个全自动驾驶的平台,IDS概念车将于2016年夏天在日本开始行车测试,在未来几年内,对逐步增加的自动驾驶性能如变道能力进行测试。IDS概念车的内饰反映出以乘客为中心的理念,座椅布局灵活,乘客可以使用旋转座椅面对面交流,座位上有多个屏幕将汽车信息传递给乘客。IDS概念车还拥有一个可以与车外面的人交流的系统,包括给行人和其它车辆显示信息的挡风玻璃。

Nissan IDS ConceptSource: Nissan
日产IDS概念车
来源:日产


支撑自动驾驶的技术

全球导航卫星系统(GNSS)是一个潜在的、可用于自动驾驶的技术

主题:全球导航卫星系统为基础的自动驾驶汽车车辆定位
公司 演讲者 职位
U-blox Brad Sherrad 高级副总裁 (Senior Vice President)

 在题为“GNSS(全球导航卫星系统)为基础的自动驾驶汽车车辆定位”的演讲中,Brad Sherrad讲述的其中一个重点是当车辆达到更高层次的自动化水平,车辆的行驶更加依赖自动驾驶系统。在自动水平提升的过程中存在一个临界点,此处,协助变成了绝对依赖。一旦依赖是必需的,车辆就需要信息收集系统,例如传感器和全球导航卫星系统。一个系统要想在完全自动驾驶车辆中使用,需要满足三个要求:

  • 可随时使用
  • 可在任何条件下使用
  • 如果达不到完全可靠,也要做到极其可靠

 目前,一些技术的组合,包括全球导航卫星系统对于定位的三个条件是必须的,因为没有单一的技术能够同时满足这三个要求。

 值得注意的是,全球导航卫星系统是目前唯一可用的、可以提供绝对位置信息的系统,也就是说,物品的定位基于一个固定的参考框架。这使得自动系统可以计算额外信息,如绝对速度和前进方向。全球导航卫星系统与摄像头或雷达系统形成鲜明对比,它们只能提供相对位置,也就是说,一个物体的位置以另一个物体的位置为基础。例如,GNSS可以提供车辆的纬度和经度位置信息,而车辆雷达系统可以提供的信息是车辆前方100米有行人等。GNSS具有以下优点:克服了只能使用相对定位系统的缺陷、增加了从相对定位系统获得的信息,并降低了对相对定位系统的依赖。GNSS的缺点包括在室内、隧道或茂密枝叶下方的不可操作性,因此需要其它技术的支持。GNSS的使用示例如下图,系统能识别车辆在高速公路变道。GNSS在自动驾驶的使用要求如下表所示。

Example of GNSS system identifying lane changesSource: ublox
GNSS系统识别车辆变道的示例
来源:u-blox
List of GNSS requirements needed for autonomous drivingSource: ublox
用于自动驾驶的GNSS要求列表
来源:u-blox



基于软件的车载地图开发

主题:控制地图:ADAS,导航和视频游戏技术
公司 演讲者 职位
Mapbox Eric Gundersen CEO

 在题为“控制地图:ADAS,导航和视频游戏技术”的演讲中,Eric Gundersen简要介绍了Mapbox和其新产品Mapbox驱动器在自动驾驶汽车市场的定位。作为一个以软件为基础的公司,Mapbox希望利用它在手机和软件市场积累的经验,将它们应用于汽车领域。Mapbox为客户同时提供了一个应用编程接口(API)和软件开发工具包(SDK)。该SDK允许Mapbox使用Mapbox应用从设备中收集数据,充当一个实时传感器网络,并增强公司从开源的公开街道地图中使用的数据。Mapbox聚集并匿名这些数据,为用户提供额外的功能;可以提供特定的地图图层,如方向性和实时交通更新。

 Mapbox软件的一个关键组件是地图的定制化。开发者可以自定义地图的外观和功能,使整车厂高度控制以何种方式、将哪些信息展示给客户。例如,某个公司可能会调整自己的地图使它更适用于具有车道中心线的半自动驾驶,而另一家公司更关注逐向导航。专注于纯电动车的整车厂可以显示充电站的位置,而一个全球性的整车厂可以突出经销商的位置。此外,地图的显示帧频为每秒60帧。Mapbox驱动于6月1日首发。在演讲过程中,Eric Gundersen还宣布Mapbox与整车厂签署了重大协议,将在不久的将来公布。

Exmple of GNSS system identifying lane changesSource: ublox
Mapbox地图的定制视图示例
来源:Mapbox


非汽车行业对自动驾驶汽车的看法

政府对自动驾驶汽车开发的意见和想法

主题:准则和法规:赶上自动驾驶技术的步伐
公司 演讲者 职位
University of South Carolina, School of Law Moderator: Bryant Walker Smith 助理教授 (Assistant Professor)
National Highway Traffic Safety Administration Dr. Mark Rosekind 高级管理 (Senior Administrator)
Nevada Department of Motor Vehicles Jude Hurin DMV 管理者 (DMV Administrator)
Michigan Department of State James Fackler 客户服务管理助理署长 (Assistant Administrator for the Customer Services Administration)

 该小组专题讨论会的名称是“准则和法规:赶上自动驾驶技术的步伐”,剖析了自动驾驶技术发展过程中政府机构的观点。会议开始时,三个小组成员分别简单介绍了他们近期参与的活动。基于Anthony Foxx秘书一月份的通知,NHTSA将于2016年7月发布四个文件,详细介绍自动驾驶发展的具体细节。该文件将聚焦于自动驾驶汽车的部署和运行规则、州政策的示范、解释和豁免的构建并确定新的工具和机构以加快自动化技术。

 作为一个仅能进行测试的州,密歇根州寻求扩大测试范围,包括无人驾驶车辆并最终走向开放部署。正在研究的其他项目包括用于商用和非商用车辆的队列行驶,和整车厂管理的共乘项目,以增加公众对自主驾驶汽车的认识。内华达州正在开发的一个项目是高级移动性中心,各级政府机构共同协作以确保内华达州维持它在自动驾驶车辆法规方面的领导地位。内华达州也修订了它的测试和消费者部署法规,以及调查队列行驶和自动驾驶的出租车。

 小组会议中反复提及的一个重要主题是,在所有参与方之间,协作的重要性和必要性。其中的一个例子是Jude Hurin给出的回答,当被问及有什么事情他希望可以做的与现在不同,考虑到后知后觉的优点, Jude Hurin 提到,在做出规定后,不能确保所有利益相关者都参与进来是错误的行为。各机构和实体的参与对于安全地部署这个技术非常重要。Mark Rosekind解释道,联邦政府有兴趣与大家合作,更多的合作可以提供更多的机会去发现部署技术的最优方式。

 另外一个被提及的概念是关于“多安全才是足够安全?”的问题。Mark Rosekind表示在自动驾驶的环境下,需要提出新的指标和数据源来衡量安全性。例如,假设一个案例,自动驾驶汽车通过紧急制动技术避免了碰撞。数据记录设备将不会把该事件显示为“避免的碰撞”,而是作为一个不安全的“紧急刹车”事件。他还提到自动驾驶汽车的安全等效是不够的,需要一个更高的标准以促进安全,使安全性成为自动驾驶汽车的优点。Jude Hurin建议,对于提高安全性,缓慢的、一步一步的过程最有利。尽管有防范措施,James Fackler提到,自动技术的发展导致了一些新的公司和组织进入汽车行业以测试自动驾驶性,创造了一个期待和兴奋的氛围。



火箭开发的经验对汽车行业的启示

主题:火箭对乘用车说了什么?太空开发的教训对自动驾驶车的启示
公司 演讲者 职位
Wind River Marques McCammon 总经理、车联网解决方案 (General Manager, Connected Vehicle Solutions)

 Marques McCammon的演讲,题为“火箭对乘用车说了什么?”“太空开发的教训对自动驾驶车的启示”主要讲述可以应用于自动驾驶汽车发展的航空航天领域积累的经验。演讲的主题着眼于“如何”,而不是“是什么”。发展应集中于寻找解决方案,例如如何降低风险、如何管理复杂性、以及如何实现价值最大化。一个关键概念是避免项目的目标范围过大。由于自动驾驶具有巨大的复杂性,一下子完成太多目标会降低项目成功的速率或导致延误和成本增加。由于普通市民对自动驾驶这种新的技术有一定程度的谨慎看法,任何技术上的挫折都会伤害人们对自动驾驶汽车的接受和认知。

 另一个建议是企业应该关注这个系统中哪些地方创造了价值。Marques McCammon拿买房作为类比,购房者更关注房间和尺寸,而不是建筑物的地基。在汽车行业中,用户体验创造了价值。另一种概述强调了系统结构的重要性。在这个开发过程中,定义、理解和不断地重新考虑系统结构一般都会促使项目成功。Marques McCammon给出了一个案例,没有做这些事情时,Dodge Neon和PT Cruiser的开发没有成功。克莱斯勒曾决定使用与Neon相同的平台生产PT Cruiser。但是,随着开发的进行,PT Cruiser的架构逐渐独立地演变出自己的平台,因此克莱斯勒的最初目标失败。关于自动驾驶汽车的开发,Marques McCammon基于认知整合、内容和环境连接以及系统学习的机制,提出了一个架构。

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