演讲嘉宾:上汽大众 驾驶辅助经理马晋兴
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首先讲一下智能网联汽车,根据中国工业汽车协会和汽车工程协会对智能网联汽车的定义,智能网联汽车具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、节能”行驶。这里眼睛和耳朵是通过雷达、通过GPS呈现给人周围的感知,决策系统像人的大脑。执行器像我们的手脚,通过一些执行机构像油门、刹车到达我们的目的地。
接下来说一下自动驾驶,这几年在汽车和IT领域都比较火的议题。自动驾驶路况分几种。高速路况相对来说是比较封闭的环境,也是比较容易实现自动驾驶的;城市路况相对比较复杂,目前自动化程度相对低一点。但不管怎么开车,最终都要停车,这是绕不开的话题。今天我们主要探讨一下自动泊车系统。
根据佐思产研调研数据,截至2017年3月份,国内在售泊车辅助系统装车前五的是奔驰、大众、别克,奥迪、福特。豪华车装备是比较高的,C级车基本上占到10%,超过百分之十三点几的装车率,接下来是B级车,然后是A级车,A0级车几乎没有自动泊车系统。但是另外一个趋势也可以看到,这几年B级车自动泊车系统装载率直线上升,自动泊车系统也越来越多,不像前几年只有合资品牌。
接下来谈一下自动泊车发展历史,最早在1992年德国大众在一个概念车上开发了自动泊车系统。但是限于当时的计算机水平,整个控制器相当于以前的台式机,体积比较庞大,同时成本大概要3000多美金,所以没法把它投入量产。2003年,丰田在普锐斯上基于视觉的泊车系统,把价格降了几百美金,然后从这个时候开始量产。2004年,瑞典Linkoping大学与沃尔沃开发了自动泊车的一个项目。我们大众于2007年在途安上量产了第一代半自动泊车辅助系统,2010年在新途安上量产了2.0系统,2014年升级到3.0系统,2018年我们将量产全新的智能泊车辅助系统。
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泊车系统的发展分6个阶段,目前市场上的量产系统处于半自动泊车阶段,下一个阶段和正在发展的是智能泊车阶段,再往后一点是遥控泊车,记忆式泊车,以及有条件的自动泊车,最后实现全自动泊车。泊车系统的传感器,每一种有它的特性和弱点,适合泊车传感器的主要是有超声波、摄像头,也包括雷达和激光。单纯从技术角度激光和雷达是最适合做泊车系统的,但是它的成本太贵,所以目前是高校院所用来做一些算法的研究,对于企业来讲肯定要考虑到成本,所以批量投入商业应用的还是通过超声波和摄像头来实现自动泊车。
下面分别对每一类泊车系统进行介绍。首先是半自动泊车,大部分人不知道什么时候回方向,这个问题是倒车核心的痛点,所以半自动泊车解决了这个问题,方向盘不用自己控制,驾驶员只要换挡、踩油门就可以了。从技术的角度分三类,第一类是超声波技术,第二类是视觉技术,第三类是超声波和视觉技术融合。主要供应商超声波有Bosch、TTE,摄像头的还有松下、LG、电装。基于超声波的半自动泊车系统,这几年ESP已经成为标配,ESP装配率也越来越高,一个车上有这两个系统再加上几个超声波传感器和泊车控制器就可以实现泊车系统,所以它的成本还是相对有很大的优势,特别是像大众到2019年ESP也会成为标配。
一般自动泊车有12个超声波传感器,前保险杠有6个,后保险杠有6个,通过这12个超声波传感器可以作为全车无盲区的检测。基于超声波技术的泊车过程,跟人一样有三步,第一步是识别停车位,停车位能不能停进去,系统会评估的;第二步识别停车位后还要进行路径规划,保证什么路径是最优最短的最可靠的;最后一步进了车位还要做姿态调整,有的车可能不正,有可能跟后面距离太近要调一下,所以泊车过程主要是三步,找停车位,路径规划和姿态调整。
对于超声波技术半自动泊车主要经历三代,第一代是对停车位要求比较高。技术的发展中,1.5代的时候叫做多步自行泊车,这时前后停车位只需要40公分,这种情况一般人不是很容易停进去;到2.0代的时候增加了一些新的功能,比如说侧方出库,还有垂直泊车,一般人可能是倒进去;后来第三代增加了功能,前向开进去,通过系统调整可以把它自动开进去。
目前国内的超声波泊车系统主要是第三代。基于视觉的半自动泊车,像大众的新昊锐、迈腾、途观等,也有基于摄像和超声波技术融合的自动泊车系统,像雷克萨斯是用超声波传感器停车位的长度,通过摄像头实现泊车,进行姿态的调整和选择。近几年摄像头技术的发展,特别是百万高清的发展,对于物体的识别应用,以后利用摄像技术实现的泊车精度也会越来越高。
在谈下一代泊车系统之前还需要有一个新的功能,就是自动刹车,大家倒车的时候突然有一个人,这个时候稍微不留神很容易撞人,这是以后自动泊车必须要解决的问题,所以自动刹车必须要突破。目前大众在PLV2.0已经支持自动刹车,但是做的还不是很完美所以没有对外宣传,今年8月份我们会把自动刹车的功能正式开通。对于自动刹车分两种技术,一种是纯超声波的,第二种是通过视觉识别的,有点类似AEB。这两种技术用超声波实现不是简单的加一个算法,超声波本身需要有较大的特性提升,包括反应速度等一系列的问题。
有了前面的基础,接下来谈智能泊车系统。前面讲了半自动泊车,半自动泊车还需要换挡、踩油门、刹车,还是很不方便的,特别是什么时候换挡虽然仪表上有提醒,但是还是要人看的。如果希望按一个按键,车自动倒进去,不用踩刹车和换挡,这个时候需要自动泊车系统。自动泊车系统的特点是无需控制方向盘油门和刹车,驾驶员只需要一键启动,就可以实现泊车功能。为了实现智能泊车,最核心的问题之一是要解决线控变速箱。目前市场上2016年奔驰E系列车上已经实现自动泊车系统,大众明年也要开通智能泊车系统。
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遥控泊车:因为现在停车位很紧张,开车门是非常难的,特别是稍微胖一点的人出来更不容易,这种情况需要在车外按键,车就可以把它直接开出来,当然可以开进去。另外一种场景是地面上有些坑,如果是超声波就发现不了直接倒进去了。所以遥控车必须有一个全景影像的融合,虽然在车外也可以看到全车周围的环境,即使一个坑也可以看到。所以遥控泊车要解决一个问题就是全景影像系统的融合,包括跟智能手机APP。对于大众来讲,2008年已经在帕萨特上展示了用遥控钥匙实现自动泊车,但是这时候没有跟摄像头融合,仅仅是超声波的。2011年9月在法兰克福用夏朗展示了用手机通过融合摄像头和超声波实现远程泊车。
记忆式泊车系统:对于有些固定的泊车环境,可以用到另外一套系统,通过手动操控给汽车演示几次,系统会自动记住泊车环境,下次进入这个环境如果想再停到相同位置,系统会自动进出。2015年6月亚洲的CES展上,法国就展示了一个记忆式泊车系统。这里面的核心技术是前摄像头的深度学习。
有条件的自动泊车系统:有时候在大商场时,找停车位要绕好几圈,很难找到一个合适的停车位,就算找到停车位再找车也挺费劲的。有条件的自动泊车可以实现停车库入口可以把车停下来,接下来通过智能手表或者智能终端启动泊车系统,车辆会自动完成泊车,等你需要取车的时候,在门口按一个按键,车自动开出来了。对于有条件的自动泊车有两个核心的技术,高精度地图和车联网。高精度地图的全面开放还需要时间,但是局部的高精度地图还是有希望的,比如像迪士尼局部场景的高精度地图开放,这种场景下我们做有条件的自动泊车还是很方便的。
前面我们讲泊车分6个发展阶段,2007年起是半自动泊车,2016年是智能泊车,遥控泊车预计在2018年出现,2020年将发展到记忆式泊车,2022年将实现有条件的自动泊车,2025年以后会实现完全自动泊车。
最后谈一下国标情况,2016年智能交通系统泊车辅助系统有了性能要求和试验程序。国标计划用两年时间完成,现在是2017年第二个季度,国标处于汇总工作组成员对草案的返回意见,形成标准立项文件阶段。这个国标是推荐标准不是强制标准。