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博世秀出自动驾驶底层实力!2019 ADAS营收超20亿欧元

浏览次数:359 发布日期:2019-11-28

图1

11月26日,博世在江苏连云港举办了自动紧急制动系统技术交流分享会。会上,博世介绍了面向自动驾驶的传感器、域控制器、博世的预测性紧急制动系统(PEBS)解决方案与测试方案。

博世底盘控制系统市场与战略发展总监丰浩表示,博世在自动驾驶产业的定位,是一个既能够向整车厂提供硬件能力,也能够输出整套自动驾驶系统的合作伙伴。

图2

▲博世自动紧急制动系统技术交流分享会现场

围绕自动驾驶硬件技术,博世已经拥有了主动安全、制动助力与制动盘、驾驶员辅助与被动安全四条产品线,目前正在研发第五代毫米波雷达、第三代多功能摄像头、第六代超声波传感器、第二代近距离摄像头及环视系统,并且很快将会推向市场。

而在预测性紧急制动系统方面,博世指出,这一系统是预测碰撞预警、自动紧急制动与紧急制动辅助三大功能的集合。通过在感知层、决策层、执行层发挥作用的毫米波雷达、多功能摄像头、执行单元等软硬件一体的设备,博世的预测性紧急制动系统可在自行车保护、行人保护、车对车保护等多类场景中适用。

图3

▲PEBS测试现场

除了分享交流预测性紧急制动方面的技术内容,包括车东西在内的媒体还在博世的测试场地实地体验的博世的系统功能,文章第三部分对这一系统的测试情况做出了全面的解读。

一、博世新一代传感器即将量产 2019年驾驶辅助业务销售额达20亿欧元

博世的自动驾驶解决方案由硬件技术、电子电气架构、驾驶功能、软件系统、泊车功能与系统功能六大部分构成。

在本次交流会上,博世重点介绍了该公司在硬件技术上的积累。

图4

▲博世底盘控制系统四条产品线

目前,博世即将量产的传感器包括了第五代毫米波雷达、第三代多功能摄像头、第六代超声波传感器、第二代近距离摄像头及环视系统。

这四款产品功能特点如下:

1、第五代毫米波雷达:采用了博世最新的调频技术;前向雷达的视角范围FoV为+/-60°,范围有所扩大;采用了硬件安全模块确保了通信安全;Plus版功耗为3.75W,base版功耗为2.5W,最轻重量为75G,最小体积为80cm³;同时支持CAN-FD,以太网等多种接口。

2、第三代多功能摄像头:满足了Euro NCAP标准,能够识别交通标志、车道线、车辆、行人等实体,并帮助实现车道保持辅助、自动紧急制动、自适应巡航、智能大灯控制等L1级ADAS功能;同时,还应用了卷积神经网络,将算法集成在了片上系统(SoC)上,对比传统神经网络大幅减少了指令运行数量,减小了功耗,并且保证了运算精度与性能一致。

3、第六代超声波传感器:将数字信号处理与信号编码结合;对比前代探测速度更快,鲁棒性更高;能够更好地识别高低障碍物;具有更广的探测范围;当雨雪天气对超声波雷达造成探测阻碍时,系统能够进行失聪检测。

4、第二代近距离摄像头:两个版本分别具备100万+、200万+像素,水平视场角大于190°;满足ASIL B功能安全要求;可进行车侧的车道线探索,并辅助3D场景重建;与超声波传感器数据融合后可实现高级泊车功能。

博世将利用第五代毫米波雷达还原道路特征,通过多功能摄像头的语义分割来分辨各种物体,并采用近距离摄像头和超声波雷达来进行车身周围短距离的探测,进而实现功能更加完备的L2级自动驾驶系统。

图5

▲博世ADAS传感器产品经理雷鑫

目前,博世凭借上一代传感器已经实现了可量产的L2级解决方案,基于新一代传感器,博世将会推出功能更强的ADAS系统。在车东西记者向博世ADAS传感器产品经理雷鑫提问目前博世L2级自动驾驶系统在国内的量产规模时,他表示,博世的L2级自动驾驶系统已经在国内的40+款车型上实现了量产,后续还会有更多的车型采用这一系统。

图6

▲博世基于新一代传感器的ADAS解决方案

但对于L3级自动驾驶系统,雷鑫认为目前L3级自动驾驶系统无论是在功能安全、相关标准以及政策法律上都不具备落地的条件,因此博世虽然在进行积极地研发,但目前还无法给出确切的落地时间。

目前,博世向整车厂输出的主要是L2级自动驾驶系统的解决方案。在这一系统背后,博世共有4000名员工参与设计、研发、测试等过程,并且还将持续投入人力物力,到2022年,博世在自动驾驶系统上的前期投入将会达到40亿欧元(约合人民币309亿元)。

与此同时,驾驶辅助系统(L1/L2级自动驾驶系统)已经在给博世创造可观的收入。在2019年,这一领域业务的销售额已经达到了20亿欧元(约合人民币155亿元),博世预计,到2029年,自动驾驶市场将会成长到600亿美元(约合人民币4217亿元)。

为积极入局这一市场,博世在江苏连云港、内蒙古呼伦贝尔两地建起了汽车测试技术中心,并在南京成都等地成立了研发中心与生产工厂。

二、博世预测性紧急制动系统解决方案 分四阶段实现AEB功能

除了介绍博世新一代传感器,本次交流分享会的另一大重点就是博世自动紧急制动系统的分享。

博世底盘控制系统工程部门经理杜宇表示,博世的自动紧急制动系统在一个更大的范畴内——预测性紧急制动系统(PEBS)。

图7

▲博世底盘控制系统工程部门经理杜宇

这一系统包括了预测性碰撞预警、自动紧急制动、紧急制动辅助三个功能,并且会分为四个阶段来执行:

1、阶段一:温和提醒,制动系统冲压,为接下来的制动做好准备。

2、阶段二:短促制动提醒司机,部分高端车型会配备安全带预警与悬架调节功能,同时会启动部分制动(30%)。

3、阶段三:部分制动(50%),同时危险警示灯亮起提醒周围车辆,并关闭车窗天窗,避免制动时发生意外。

4、阶段四:全力制动,安全带收紧。

图8

▲PEBS所包含的功能与四个阶段

在接受车东西采访时,杜宇表示,这四个阶段主要是根据危险等级来划分,其中包括了相对距离、相对速度、驾驶员的驾驶意图、是否长时间脱手等诸多因素。如果情况过于危险,也会直接跳过前三个阶段进入最后一阶段。

博世在预测性紧急制动系统的解决方案中,提出了以毫米波雷达为主,视觉与其他传感器为辅的多传感器融合解决方案。

博世将会为量产车型配置一枚融合了博世自动驾驶算法的前向多功能摄像头,一枚前向毫米波雷达与多颗角雷达,在车侧,还将会部署近距离摄像头与超声波传感器。

通过这些软硬结合的传感器,博世将能够实现包括车对车、自行车保护、行人保护等多个场景的AEB功能,同时也能够实现包括AEB功能在内的其他驾驶辅助功能。

但博世底盘控制系统市场与战略发展总监丰浩表示,目前大部分ADAS解决方案及其包含的AEB功能都只能够实现有限场景下的辅助驾驶,对于部分不常见的障碍物还不能起到很好的识别效果,在采取避让措施方面可能也就不那么灵敏。

他认为,这是L2级自动驾驶条件下的正常现象,驾驶员需要时刻注意路面情况并采取措施,ADAS只能够起到辅助作用。如果能够对路面上的任何情况都加以识别,并采取措施,那么车辆的自动驾驶等级就能够达到L5了,也就不需要人类进行介入。

但他指出,高等级自动驾驶(L3级以上)的实现并没有那么容易。

在技术路径方面,目前很多初创公司都是在“做加法”,先解决无人驾驶的基本功能,再根据特殊情况对算法进行修正,并增加所需的硬件模块。这样的做法看似能够在短时间内让无人驾驶汽车上路,但面临的问题其实还远远没有解决,也就无法应用在乘用车的前装量产上。

而博世则是在“做减法”,把所有可能的情况都考虑进来,在对一些过于复杂的部分进行优化,后续遇到的特殊情况相对来说也会少很多。但由于工程量巨大,因此博士目前还无法给出L3级自动驾驶系统量产落地的时间。

而在功能安全上,目前大部分初创公司对于自动驾驶系统的开发都与汽车工业传统的“V Model”模式不符,在这样的条件下,无法保证这些公司开发的自动驾驶系统绝对安全。

但他也表示,互联网科技公司在自动驾驶软件的开发上确实展现出了惊人的能力,这一点是需要博世加以学习融合的。

最后,在政策法规方面,与L3级自动驾驶相匹配的相关政策法规都还在紧锣密鼓地制定之中,在政策法规落地之前,相关的功能不太可能抢先落地。

三、实测博世预测性碰撞制动系统 预防四大场景碰撞问题

在目前的ADAS系统中,预测性防碰撞制动系统(PEBS)主要面对的场景主要包括车对车防碰撞、自行车保护与行人保护等类别。

因此,博世的PEBS系统测试环节主要包括了静态气球车测试、动态气球车测试、行人以及自行车动态测试四大场景。

在介绍测试之前,有必要先对测试的对象进行介绍。

目前,PEBS的测试对象主要是气球车、模拟行人与模拟自行车三项,博时所采用的模拟道具均符合Euro NCAP与C-NCAP标准。

在气球车内,藏有正对后方的三角锥对后车毫米波雷达释放的电磁波进行反射,模拟正常汽车反射的电磁波,气球车后方的上下均有等宽的铝条来模拟车宽。同时,气球车的前部设置了吸波纸,避免电磁波直接穿过气球车受到其他信号的干扰。

图9

▲PEBS测试用气球车

而模拟行人与自行车也在道具内部设置了增大电磁波反射的材料,假人衣料与自行车外部也有增强反射的材料。

图10

▲PEBS测试用自行车与假人

在静态车对车测试环节,车东西乘坐的测试车以大约40km/h的时速,笔直从后方朝气球车驶去,测试员全程踩住油门。在车辆里气球车大约15-20米左右的时候,测试车内部发出报警声,并在距离气球车1-2米左右的位置紧急刹停。

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▲静态气球车测试

图12

▲静态气球车测试

在动态车对车测试环节,气球车被放置在大约20米长的导轨末端,由另一辆车拖动导轨向前行驶,测试车同样在距离气球车10米左右的位置时,开始采取制动措施,最终成功制动。

图13

▲动态气球车测试

图14

▲动态气球车测试

这两大测试环节,对车的追尾测试场景模拟十分逼真,对人的防碰撞模拟测试在场地另一端进行。

模拟的行人与自行车均设置在自动导轨上,测试车行驶的位置与速度的信号会实时向导轨传输。当车辆以一定速度行驶到某一位置时,导轨上的行人或自行车就会“走”到车辆的正前方,以模拟道路上行人或自行车横跨马路的场景。

图15

▲行人保护测试

由于是人进行驾驶,因此测试车的速度偶尔会发生一些误差,导致车辆与行人或自行车的位置“错开”。

图16

▲自行车保护测试

在此时,测试车先采取了自动制动,但当发现与行人无碰撞风险时,自动制动就会取消,不会一直刹停。

需要指出的是,博世这套PEBS系统最低启动的速度阀值4km/h。在低于这一速度时,轮速传感器,车身姿态传感器所得出的数据都会发生较大误差,因此无法为PEBS系统提供数据依据。

结语:博世发力自动驾驶安全

当下,自动驾驶已经被视为汽车产业通向未来的重要技术,科技公司、整车厂、各大Tier 1都在积极布局自动驾驶技术体系。博世作为汽车产业最具代表性的供应链企业,自然也不会错过这样的机遇,目前,博世汽车技术体系的重心都在朝着自动化、电动化与互联化等方向转移。

事实上,博世也确实是Tier1企业中,自动驾驶研究走的最快的企业之一,不仅与戴姆勒联手布局Robotaxi、自动代客泊车等高等级自动驾驶研究,L2级自动驾驶系统也已经广泛应用在了国内外量产车型上。据了解,到2019年底,博世的L2级自动驾驶解决方案已经被国内的40余款量产车型采用,是目前国内最大的ADAS解决方案提供商。

但在探索自动驾驶这样的创新边界的同时,博世也始终保持着传统Tier 1对于汽车产品安全的重视,PEBS、ESP等汽车制动方面的智能化创新也是博世发展高等级自动驾驶的同时绝对不会忽略的基础部分。

在即将推向市场的新一代传感器上,博世还将进一步强化这些传感器在预测性碰撞制动系统方面的表现,博世认为,自动驾驶的未来也应该构建在安全的汽车产品基础上。

来源:车东西

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