逐步掃清自動駕駛的障礙

衛(wèi)東

作為全球汽車技術(shù)與服務供應商博世一直致力于在自動駕駛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破

早在2016年的春天，一輛配備了博世自動駕駛技術(shù)的長安睿騁從重慶經(jīng)歷了2000km的無人駕駛后到達北京的國際展覽中心參加北京國際車展。在2016年的秋天，我們來到了蘇州，在蘇州的高架路上親身體驗了配備了博世自動駕駛技術(shù)的長安睿騁。在時速達到80km/h后，駕駛員按下自動駕駛鍵，就不用雙手把持方向盤了，同時雙腳也得到了解放。交通“零事故”愿景是大家所期盼的，而自動駕駛技術(shù)將成就智能交通“零事故”愿景，還給駕駛員帶來了更愉悅的旅途。

這輛睿騁正是搭載了博世的高速公路輔助系統(tǒng)，實現(xiàn)了高速公路自動駕駛。這輛睿騁搭載的博世高速公路輔助系統(tǒng)共包括前后5個中距離雷達傳感器和1個智能攝像頭。該車的自動駕駛功能可在0～130km/h的速度范圍內(nèi)實現(xiàn)高速公路部分自動駕駛，包括縱向和橫向的自動引導。當角雷達和后雷達探測到變道的可能時，在得到駕駛員確認后可實現(xiàn)自動變道、超車。博世高速公路輔助系統(tǒng)在極大程度上緩解了高速公路單調(diào)乏味的駕駛，從而實現(xiàn)安全、輕松的行駛。這是屬于第二代自動駕駛系統(tǒng)，根據(jù)路況實現(xiàn)一路前行，對于下一代而言，將利用精確地圖的輔助功能實現(xiàn)更多自動駕駛功能。

在博世高速公路輔助系統(tǒng)實現(xiàn)上路自動駕駛兩年之后，這一技術(shù)發(fā)展得怎樣了呢？我?guī)е@個疑問來到了今年“探秘博世”第一站的活動現(xiàn)場。剛好這“探秘博世”第一站正是以精準定位方案為主題，博世底盤控制系統(tǒng)中國區(qū)自動駕駛高級產(chǎn)品經(jīng)理陳薇、被動安全定位模塊產(chǎn)品經(jīng)理陳述與自動駕駛地圖專家劉玉磊三位專家?guī)砹藢Σ┦佬l(wèi)星定位智能傳感器（Vehicle Motion and Position Sensor） 和博世道路特征 （Bosch Road Signature）在實現(xiàn)自動駕駛行駛中的重大意義所在的解讀。

作為全球汽車技術(shù)與服務供應商，博世一直致力于在自動駕駛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，為此，公司專注開發(fā)集硬件、軟件和服務為一體的解決方案。正如博世集團董事會成員Dirk Hoheisel博士所表示：“對于自動駕駛來說，服務與硬件、軟件同等重要，我們必須三條腿同時走路，才能讓自動駕駛車輛更加安全、可靠?！彼宰詣玉{駛技術(shù)不僅需要傳感器、控制單元和強大的運算能力，更離不開一系列的智能服務。其中，定位解決方案對于自動駕駛車輛的安全性而言至關(guān)重要，只有時刻知曉接近厘米級的自身準確位置，自動駕駛車輛才能安全行駛。為了實現(xiàn)這一目標，博世在全球范圍內(nèi)提供先進的定位整體打包方案。該方案集成硬件、軟件與服務，為自動駕駛車輛精確定位提供冗余系統(tǒng)。

博世已開發(fā)出用于自動駕駛車輛精確定位的衛(wèi)星定位智能傳感器。這款傳感器內(nèi)部集合了一個高性能的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）信號接收器，來自GNSS的信號能夠幫助車輛確定自己的絕對位置。盡管這種信號對于目前的導航系統(tǒng)而言已經(jīng)足夠準確，但其精確度還無法滿足自動駕駛的要求。因此，博世已與不同供應商就糾偏數(shù)據(jù)達成合作，并于2017年成立合資公司Sapcorda，其提供包含精確位置信息的地面基站網(wǎng)絡，能夠糾偏誤差的GNSS定位信號，并通過云端或地球同步衛(wèi)星將糾偏數(shù)據(jù)發(fā)送至自動駕駛車輛。同時，衛(wèi)星定位智能傳感器還接收來自輪速傳感器與轉(zhuǎn)向角傳感器對駕駛情況的反饋，以判斷車輛的前進方向和行駛速度。衛(wèi)星定位智能傳感器內(nèi)還集成了慣性傳感器，該傳感器有如人的內(nèi)耳，帶來如人類通過自己的觸覺與平衡感實現(xiàn)四處移動，衛(wèi)星定位智能傳感器能夠利用來自集成式慣性傳感器的數(shù)據(jù)確定車輛的行駛路徑。

衛(wèi)星定位智能傳感器雖然結(jié)合了GNSS定位信號、糾偏數(shù)據(jù)以及來自慣性傳感器、輪速傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器的反饋信息，但僅憑這些信息仍不足以滿足自動駕駛車輛對于精確定位的要求，必須借助智能軟件進行數(shù)據(jù)處理才能可靠地知曉自動駕駛車輛在幾米范圍內(nèi)的確切行進路徑，以此推算車輛的行駛動作，從而實現(xiàn)車輛的精確定位。當車輛進入隧道時就會失去衛(wèi)星信號，如果GNSS信號長時間中斷，衛(wèi)星定位智能傳感器就無法確定車輛位置，再智能的算法也無濟于事。這時，自動駕駛車輛就需要通過博世道路特征獲取定位信息，實現(xiàn)精確定位。

服務來自基于車載環(huán)境感知傳感器的“博世道路特征（B o s c h R o a d Signature）”。博世道路特征是基于高精地圖和車載環(huán)境感知傳感器的定位服務，該服務與博世衛(wèi)星定位智能傳感器共同構(gòu)成博世自動駕駛定位解決方案，有助于提高自動駕駛車輛的安全性。

2017年4月，博世底盤控制系統(tǒng)與國內(nèi)三大地圖供應商正式達成合作，將博世道路特征引入中國自動駕駛市場?！安┦赖缆诽卣髟谥袊穆涞貙鴥?nèi)自動駕駛發(fā)展來說具有里程碑式的意義，為全天候環(huán)境下的精準定位和路線規(guī)劃提供了最佳的技術(shù)解決方案。此次合作的研究成果充分結(jié)合了博世在雷達技術(shù)應用上的創(chuàng)新及自動駕駛整體解決方案上的豐富技術(shù)儲備，以及國內(nèi)圖商在地圖數(shù)據(jù)采集和校準上的經(jīng)驗。”博世底盤控制系統(tǒng)中國區(qū)總裁陳黎明博士表示：“博世也會將博世道路特征開放給更多的主機廠以及地圖供應商，讓更多的車輛能夠參與到眾包當中，以豐富整個高精地圖生態(tài)系統(tǒng)。”

博世道路特征基于攝像頭和毫米波雷達傳感器，適用于全天候環(huán)境的可靠定位服務。配備在車上的攝像頭與雷達通過識別道路周圍的環(huán)境特征，如車道線、交通信號燈和護欄等，生成博世道路特征。不同于單一依靠攝像頭的定位方案，雷達傳感器的極大優(yōu)勢在于，即使是在昏暗或能見度低的路況下也可識別道路特征，且探測范圍更廣。通過車載通訊模塊，這些道路特征信息將被傳輸至云端服務器。上傳到云端服務器的道路特征信息將被使用并生成獨立的傳感器定位層，并最終由圖商集成為高精度地圖的一部分。自動駕駛車輛通過車載環(huán)境感知傳感器獲得的道路特征信息，如道路標識、護欄等，實時與高精地圖定位層進行比對，使得車輛能夠準確知曉自己在當前車道中的位置，從而實現(xiàn)厘米級定位。

未來，通過數(shù)以百萬計的配備博世攝像頭及毫米波雷達的量產(chǎn)車輛，可以實現(xiàn)眾包數(shù)據(jù)采集，定位特征提取，并上傳至地圖供應商的符合國家安全要求的云端服務器，從而滿足高精地圖對及時性和低成本性的需求。