曹曉昂
互聯(lián)網(wǎng)熱潮越來(lái)越?jīng)坝康慕裉欤诤芏嗳丝磥?lái),互聯(lián)網(wǎng)汽車就等于是“互聯(lián)網(wǎng)+汽車”,代表著未來(lái)趨勢(shì)的互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的顛覆似乎也已經(jīng)指日可待,傳統(tǒng)的汽車工程師似乎已經(jīng)落伍,誰(shuí)還會(huì)在乎汽車的基礎(chǔ)技術(shù)?但德?tīng)柛o@然不是這么認(rèn)為,這家傳統(tǒng)的汽車零部件企業(yè)深刻地了解汽車要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛所面臨的“前所未有的技術(shù)復(fù)雜性”。
“每次講到技術(shù)都會(huì)讓我感到非常激動(dòng)?!苯芨ダ铩W文斯開(kāi)始了他在中國(guó)媒體溝通會(huì)的演講,這位主導(dǎo)了北美最長(zhǎng)自動(dòng)駕駛旅程的德?tīng)柛9臼紫夹g(shù)官及全球執(zhí)行副總裁依舊保持著汽車工程師的傳統(tǒng)本色——注重試驗(yàn)數(shù)據(jù)和路試認(rèn)證。
雖然在互聯(lián)網(wǎng)熱潮下,“概念”和“模式”更加受到追捧,汽車的基礎(chǔ)技術(shù)似乎已經(jīng)不再被重視,但這一次,歐文斯要告訴人們的是,要實(shí)現(xiàn)汽車的互聯(lián)夢(mèng)想所涉及的安全性能的挑戰(zhàn)比人們以前所想象的要復(fù)雜得多。
很多人并不知道,今天的汽車在軟件方面和操作系統(tǒng)方面就已經(jīng)極為復(fù)雜。一輛豪華小轎車至少有50個(gè)甚至100個(gè)微控器,也就是說(shuō),現(xiàn)在路面上跑著的許多汽車所耗用的代碼已經(jīng)大約是1億行,如果橫向比較一下其他行業(yè)——安卓操作系統(tǒng)是1200萬(wàn)行代碼,F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)是2400萬(wàn)行代碼,F(xiàn)acebook是6100萬(wàn)行代碼?!坝纱?,你可以看到一輛豪華轎車的操作系統(tǒng)的復(fù)雜性,”歐文斯說(shuō)。作為汽車技術(shù)工程師,駕駛的安全是他首先要考慮的問(wèn)題。
歐文斯負(fù)責(zé)的是德?tīng)柛F髽I(yè)信息技術(shù)部門(mén)和德?tīng)柛H蚬こ滩块T(mén),該部門(mén)擁有19000余名工程技術(shù)人員分布于德?tīng)柛N挥谌虻?5個(gè)主要技術(shù)中心。今年3月底,歐文斯團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的德?tīng)柛W詣?dòng)駕駛汽車,從美國(guó)西海岸的舊金山金門(mén)大橋啟程,橫跨了全美15個(gè)州,最后抵達(dá)紐約,在5500公里的行程中,99%的里程采用的是全自動(dòng)駕駛模式。雖然這個(gè)為時(shí)9天的橫跨美國(guó)的自動(dòng)駕駛之旅被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“一次壯舉”,但是與谷歌等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)的“自動(dòng)駕駛”項(xiàng)目相比,德?tīng)柛5牡缆窚y(cè)試多少顯得有些低調(diào)和嚴(yán)肅,甚至有點(diǎn)乏味。事實(shí)上,在歐文斯看來(lái),他們團(tuán)隊(duì)的主要工作就是搜集數(shù)據(jù),積累經(jīng)驗(yàn),為早日實(shí)現(xiàn)汽車的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)化提供幫助。在這個(gè)過(guò)程中,他們一共收集了3TB的數(shù)據(jù),完全來(lái)自于路面駕駛。
在現(xiàn)場(chǎng),有記者問(wèn)起歐文斯是否了解谷歌的自動(dòng)駕駛汽車的情況,“我覺(jué)得那是一輛很酷的車,不過(guò)我沒(méi)辦法講谷歌的車的情況,我只能講德?tīng)柛5那闆r,”歐文斯認(rèn)真地回復(fù)說(shuō),“我們很努力地讓這個(gè)車看上去跟大家今天能夠接受的車一樣,因此,路上的人看到的就是一輛正常的車?!倍聦?shí)上,這輛車上安裝了20個(gè)傳感器、6個(gè)雷達(dá)系統(tǒng),還有V2V、GPS,前向和后向的視覺(jué)系統(tǒng),這些設(shè)備全部隱藏在車身里,而雷達(dá)等設(shè)備被裝載在車輛上部。
德?tīng)柛9臼紫夹g(shù)官及全球執(zhí)行副總裁杰弗里·歐文斯
《汽車縱橫》:自動(dòng)駕駛究竟有哪些核心技術(shù)?
杰弗里·歐文斯:目前,路上跑的汽車已經(jīng)在用到的都是被動(dòng)安全及主動(dòng)安全器件,包括氣囊控制器、探測(cè)安全氣囊的張開(kāi)、以及探測(cè)碰撞程度的傳感器等,還有占位空間更小、成本更低、性能更高的前置雷達(dá);另外還包括前視攝像頭,通過(guò)一體化可以將攝像頭的信息和雷達(dá)信息進(jìn)行綜合計(jì)算。在車尾有后視攝像頭,對(duì)于車輛后方進(jìn)行監(jiān)測(cè),在本車進(jìn)行變道的時(shí)候,通過(guò)后視攝像頭可以觀測(cè)后方是否有任何妨礙變道的對(duì)象。這一系列產(chǎn)品,包括RaCAM系統(tǒng)(雷達(dá)視頻集成系統(tǒng)),加上處理器,可實(shí)現(xiàn)一體化的監(jiān)測(cè)和分析,來(lái)指導(dǎo)汽車何時(shí)實(shí)施緊急制動(dòng)。比如,有行人突然出現(xiàn),如果駕駛員無(wú)法及時(shí)采取動(dòng)作,車輛就可以自動(dòng)采取緊急制動(dòng)。另外是“V2V”和“V2I”的技術(shù),也就是車輛和車輛之間、車輛與設(shè)施之間進(jìn)行對(duì)話,進(jìn)行信息交換,將自己捕捉的信息與其它汽車實(shí)現(xiàn)交換,這可以使主動(dòng)安全系統(tǒng)的視野更寬廣,也可以使自動(dòng)駕駛更容易實(shí)現(xiàn)。在通用2016年新車型上,我們將會(huì)首發(fā)“V2V”、“V2I”技術(shù)。
總之,主動(dòng)安全、信息娛樂(lè)系統(tǒng)以及電氣架構(gòu)缺一不可,是自動(dòng)駕駛的三輛馬車,而且在研發(fā)的時(shí)候要實(shí)現(xiàn)合作式的開(kāi)發(fā)。我們?cè)谌驌碛醒邪l(fā)網(wǎng)絡(luò),在硅谷已經(jīng)設(shè)施了研發(fā)實(shí)驗(yàn)室,這使得我們能夠更快的把先進(jìn)技術(shù)導(dǎo)入到汽車領(lǐng)域,而且我們也必須與半導(dǎo)體廠商進(jìn)行合作,因?yàn)閷?dǎo)航、操作系統(tǒng)、軟件內(nèi)核、語(yǔ)音識(shí)別、攝像頭的算法等都要有合作伙伴,而我們與上述廠商都有非常親密的合作。再者是必須要實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)性,比如我們的多域控制器必須具備可升級(jí),在這方面,我們擁有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。
《汽車縱橫》:那么德?tīng)柛5暮诵膬?yōu)勢(shì)在哪里?
杰弗里·歐文斯:是多域控制器,它類似于一個(gè)小機(jī)箱,這對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)非常重要。2007年,我們?cè)趭W迪的車型上推出了多域控制器產(chǎn)品,目前,一輛車上的多域控制器幾乎多達(dá)50~55件。最近,德?tīng)柛Ec奧迪簽署了合同,應(yīng)用了德?tīng)柛5亩嘤蚩刂破鞯膴W迪車輛將于2016年首發(fā),2017年上市。奧迪修改了汽車的電氣架構(gòu),通過(guò)K1或者X1級(jí)別的高性能處理器,大量的軟件集成達(dá)到自動(dòng)性級(jí)別,最終可以使處理更加高效,數(shù)據(jù)的交換更加快速。在潛在出現(xiàn)碰撞的情況下,近乎實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換非常的重要。該車輛一切的控制,包括雷達(dá)控制器、攝像頭控制氣、安全氣囊控制器和檢測(cè)系統(tǒng)控制器等都被集成到一起。我們把控制器和處理器都集成在一起,這種多合一的過(guò)程不僅能夠降低成本、增強(qiáng)運(yùn)算能力,而且還具備了前瞻性,這將是世界上車載的最先進(jìn)的電子元器件,這將涉及大量的軟件的認(rèn)證和認(rèn)可,將為未來(lái)汽車行業(yè)電子元器件在有關(guān)電子架構(gòu)方面帶來(lái)革命性的變化。
事實(shí)上,汽車的電氣架構(gòu)相當(dāng)于一輛車的神經(jīng)系統(tǒng),在一輛車?yán)锪魈手鞣N各樣的數(shù)據(jù),隨著數(shù)據(jù)處理速度的不斷加快,現(xiàn)在多域控制器每秒可處理15G的信息。也就是說(shuō),當(dāng)你啟動(dòng)一輛車的一到兩秒鐘內(nèi),電氣架構(gòu)已經(jīng)完成了10萬(wàn)個(gè)信息的交換。今后,當(dāng)你一啟動(dòng)車,甚至?xí)?00萬(wàn)條信息在迅速實(shí)現(xiàn)交換,這對(duì)新型電氣架構(gòu)系統(tǒng)的要求會(huì)更高。對(duì)于一輛車來(lái)說(shuō),采用前瞻性的電氣架構(gòu),它的內(nèi)存和處理速度,及其定制化,如對(duì)于主動(dòng)安全的算法、底盤(pán)的算法等可以進(jìn)行修改和升級(jí),這好比你手機(jī)中的APP和軟件可以定期實(shí)現(xiàn)升級(jí),今后,汽車的電氣架構(gòu)也可以定期實(shí)現(xiàn)升級(jí)。所有的這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起,使我們?cè)陔姎饧軜?gòu)領(lǐng)域擁有更加廣闊的未來(lái)。
《汽車縱橫》:我們距離實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)駕駛還有多遠(yuǎn)?
杰弗里·歐文斯:我們現(xiàn)在離全自動(dòng)駕駛還有一段距離,因?yàn)樾枰粚佑忠粚拥男枨蠖纪晟埔院蟛拍軌驅(qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)駕駛。整車制造商能力的提升、政府監(jiān)管部門(mén)的接受程度、消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛的信心,各層次的需求都要解決。第一層是傳感器和感知技術(shù)。目前這部分產(chǎn)品已經(jīng)上市,并且會(huì)越來(lái)越好,成本也會(huì)越來(lái)越低。第二層要考慮的是計(jì)算平臺(tái)和控制系統(tǒng),就是多域控制器,這是非常關(guān)鍵的運(yùn)算能力,車輛需要這種先進(jìn)的運(yùn)算能力才能夠把各傳感器的信息收集到一起,輔助駕駛者做決策,并且可以替代駕駛者進(jìn)行決策。第三層包括電氣架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理。有了這個(gè)才能夠在高速的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)里游刃有余。第四層,就是車輛互聯(lián)網(wǎng),也就是車載電子元器件與外界的溝通,比如與云端的連接、與其它車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施、或任何信息來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行互聯(lián),都需要更完整、更實(shí)時(shí)地進(jìn)行溝通。第五層是用戶的體驗(yàn)。如今的技術(shù)已經(jīng)可以讓駕駛者在高速公路上以96公里/小時(shí)的速度巡航。但是如果需要你關(guān)掉自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)換到手動(dòng)駕駛模式,比如說(shuō)前面有建筑工地等比較復(fù)雜的路況,需要你自己去控制方向盤(pán),你就需要被警示、被告知。這一切應(yīng)該轉(zhuǎn)變得很順暢,提醒駕駛者及時(shí)調(diào)整,而不是一下子嚇到駕駛員。比如,提前幾分鐘通知駕駛員接手汽車的控制權(quán),當(dāng)事情變得比較緊急的時(shí)候,駕駛員仍然沒(méi)有接收汽車的控制,將車子自動(dòng)停到路邊等。就是汽車控制權(quán)變成駕駛者控制時(shí),系統(tǒng)怎么去做,怎樣去警告駕駛者,而不是嚇到駕駛者,所以用戶體驗(yàn)也很重要。第六層是非車載的支持與服務(wù),大量的信息從云端下載下來(lái),比如說(shuō)車隊(duì)的管理也需要提升。最后一個(gè)就是安全性,這主要是靠軟件,而德?tīng)柛R_保的是讓技術(shù)級(jí)別達(dá)到汽車行業(yè)的安全級(jí)別。智能手機(jī)要求的是日常消費(fèi)產(chǎn)品級(jí)別的安全,在正常的室溫條件下,其性能表現(xiàn)都很好,如果把手機(jī)摔到地上,可能整個(gè)就壞了,這就是日常消費(fèi)產(chǎn)品級(jí)別的安全。但車輛不是這樣,車輛很可能會(huì)處于零下40度、或零上85度的環(huán)境中,在這種情況下,水汽的含量差別非常大,所以我們?cè)诮o汽車的電子產(chǎn)品上硬件的時(shí)候,對(duì)它的安全性要求非常高,我們的軟件要能適應(yīng)非常艱苦的硬件環(huán)境,要保證線圈里的軟件能夠在非常嚴(yán)酷的環(huán)境下正常工作,不但每一次都能工作,而且每次都要正確地工作,這是我們要解決的問(wèn)題。不能說(shuō)今天APP有問(wèn)題,明天找一個(gè)門(mén)店去解決。不管是硬件還是軟件,一旦涉及到車輛,都應(yīng)該達(dá)到汽車級(jí)別的安全和安保,當(dāng)汽車開(kāi)下生產(chǎn)線,所使用的新技術(shù)就應(yīng)該是完整和更成熟的。
《汽車縱橫》:能否與我們讀者分享一下你們自動(dòng)駕駛汽車橫跨美國(guó)大陸的情況?
杰弗里·歐文斯:我們穿越了全美15個(gè)州及哥倫比亞特區(qū),近99%的行程是處于自動(dòng)駕駛狀態(tài),有駕駛員坐在駕駛座位上,但是實(shí)際上他的腳也不放在踏板上,手也不放在方向盤(pán)上,只有1%的時(shí)間,比如經(jīng)過(guò)建筑工地了,或者要繞路了,雖然我們覺(jué)得技術(shù)可以自動(dòng)完成,但是我們不想出什么問(wèn)題的時(shí)候才會(huì)讓駕駛員手動(dòng)接管。
這次橫穿美國(guó)大陸的路測(cè),我們的收獲非常多,主要了解到了三點(diǎn),第一:德?tīng)柛5睦走_(dá)適用于所有情況,并且非常穩(wěn)健,不管天氣好壞,有無(wú)霧和雨;第二:如果空氣中的水汽過(guò)重,或者太陽(yáng)角度太低,比如說(shuō)在早上或者傍晚的時(shí)候,這會(huì)挑戰(zhàn)我們視覺(jué)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度;第三,我們的這輛自動(dòng)駕駛車輛“怕”大卡車,所以每當(dāng)有大卡車的時(shí)候,我們的車總會(huì)自動(dòng)往邊上靠一靠,作為駕駛者時(shí),我們也會(huì)害怕,但沒(méi)想到電腦控制的汽車也會(huì)怕大卡車。此外,我們也學(xué)到了標(biāo)記車道的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)各州的車道標(biāo)記線不一樣,在某些州是點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)的白道,有的是實(shí)線的、有的寬、有的窄、有的沒(méi)有車道線,所以系統(tǒng)需要智能地判斷有沒(méi)有在自己的車道上,有沒(méi)有保持在自己的車道上,這需要過(guò)一段路程就提醒一下。而我們?cè)诿绹?guó)開(kāi)車,很多時(shí)候都習(xí)以為常了,這次從西邊駕駛到東邊跨越美國(guó)大陸時(shí),我們才意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的存在。這種不同車道的環(huán)境,也真實(shí)地反映了現(xiàn)在美國(guó)的駕駛環(huán)境,證明了即使車道標(biāo)識(shí)不同,我們的技術(shù)仍然可以準(zhǔn)確判斷車道在哪里,判斷我們這個(gè)車有沒(méi)有保持在車道上。
我們經(jīng)過(guò)了很多交通轉(zhuǎn)盤(pán),在復(fù)雜的交通情況下,車輛的自動(dòng)駕駛性能也非常可靠。此外,車輛還安全通過(guò)了一座橋梁非常低,鋼鐵量非常大的橋,周圍有大量鋼材的環(huán)境是雷達(dá)工程師最擔(dān)憂的,因?yàn)樵谶@種環(huán)境下,雷達(dá)信號(hào)會(huì)反復(fù)撞來(lái)撞去,但我們車的表現(xiàn)非常完美。汽車經(jīng)過(guò)隧道時(shí),我們本來(lái)覺(jué)得可能會(huì)發(fā)生信號(hào)傳遞不如在空曠地區(qū)那樣順暢的情況,但實(shí)際上完全沒(méi)有問(wèn)題??傊ㄟ^(guò)這次實(shí)路測(cè)試我們收集了大量的數(shù)據(jù),了解了車輛在不同情況下的反應(yīng),回去可以做改進(jìn)、以降低成本,并了解未來(lái)我們應(yīng)該往哪個(gè)方向走,如何能夠盡快地在未來(lái)兩、三年推動(dòng)自動(dòng)駕駛車輛的上市。