3年前,兩輛改裝的長安睿騁(參數(shù)|詢價(jià))完成了一次長達(dá)2000公里的自動(dòng)駕駛路測(cè)。一時(shí)間,外界對(duì)長安自動(dòng)駕駛技術(shù)的盛贊不絕于耳,而該自動(dòng)駕駛所需要的關(guān)鍵技術(shù)來自于一個(gè)零部件供應(yīng)商——博世。3年后,戴姆勒集團(tuán)計(jì)劃2019年下半年在美國加州推出自動(dòng)駕駛通勤服務(wù),而在這項(xiàng)服務(wù)背后默默提供支持的技術(shù)供應(yīng)商,還是博世。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,Waymo領(lǐng)跑了市場,一眾科技公司及部分車企緊隨其后。但在喧囂的背后,傳統(tǒng)的汽車零部件供應(yīng)商博世其實(shí)也是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的一股中堅(jiān)力量。完善的產(chǎn)業(yè)鏈布局,使其掌控了相當(dāng)大的話語權(quán),成為該領(lǐng)域不可忽視的巨頭。
● 感知層完善的體系化能力
未來,高度自動(dòng)駕駛將被哪些企業(yè)所主導(dǎo),目前尚看不出端倪。不過,對(duì)于L3級(jí)以下的自動(dòng)駕駛,也就是ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))的主要市場,博世、大陸、電裝以及奧托立夫等企業(yè)占據(jù)了絕大部分的全球市場份額。
『博世自動(dòng)駕駛技術(shù)架構(gòu)』
全球ADAS市場集中度高的原因,就是其涉及了“感知”、“決策”和“執(zhí)行”三個(gè)層面,需要深厚的系統(tǒng)集成能力,這也是零部件供應(yīng)商的強(qiáng)項(xiàng),而高度自動(dòng)駕駛恰好也依賴這三層架構(gòu)??梢哉f,攝像頭、雷達(dá)等關(guān)鍵部件的市場競爭首先為零部件企業(yè)提供了自動(dòng)駕駛的機(jī)遇。
在感知層,博世的技術(shù)已經(jīng)包括了攝像頭、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等傳感器,有豐富的近、中、遠(yuǎn)距離感知產(chǎn)品組合。博世從1978年開始研發(fā)車用雷達(dá)傳感器,在雷達(dá)領(lǐng)域已經(jīng)耕耘了40年。
現(xiàn)如今,毫米波雷達(dá)已經(jīng)升級(jí)到了第五代,相比起第四代來說,探測(cè)距離提升到了200米,點(diǎn)云密度提高了10倍,帶寬最大可達(dá)1.5G,而且擁有更廣的水平視角。所以,無論是在距離還是分辨率上都已經(jīng)有了很大的改善。
『博世自動(dòng)駕駛感知層解決方案』
雖然,排在前面的幾家Tier 1供應(yīng)商牢牢掌控了毫米波雷達(dá)市場,但是激光雷達(dá)基本都不是他們的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)強(qiáng)項(xiàng)。不過,這些Tier 1供應(yīng)商都在積極地強(qiáng)化激光雷達(dá)的技術(shù)能力,主流的做法就是投資并購專業(yè)的雷達(dá)企業(yè)。在這方面,博世投資了TetraVue公司,后者的超高分辨率3D LiDAR數(shù)據(jù)和成像技術(shù),將大大提高自動(dòng)駕駛汽車識(shí)別能力;2018年,博世又投資了ABAX Sensing公司,ABAX正在研發(fā)全固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品。
攝像頭方面,第三代的多功能/立體攝像頭被博世自詡為“革命性”的一代產(chǎn)品。博世將紋理識(shí)別、密集光流法和CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法都集成到了該攝像頭系統(tǒng)中。
新的攝像頭產(chǎn)品,不僅僅是將像素從120萬提升到了200萬這么簡單,即便在沒有車道線的情況下也能對(duì)道路進(jìn)行很好的識(shí)別。同時(shí)能夠識(shí)別道路上滾動(dòng)的球等之前不能識(shí)別的障礙物,以及對(duì)道路、車道線、房屋、草木和天空都能進(jìn)行明確區(qū)分。
● 對(duì)執(zhí)行層的深度理解助力決策規(guī)劃
隨著自動(dòng)駕駛的到來,域控制器成為了下一代汽車電子架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。在決策層,自動(dòng)駕駛汽車需要通過一個(gè)性能強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái),接收來自各類傳感器的信號(hào),規(guī)劃出車輛行駛最優(yōu)路徑。
目前,包括大陸、采埃孚、麥格納、偉世通等在內(nèi)的多家零部件供應(yīng)商都推出了各自的域控制器解決方案。博世其實(shí)從2017年就成立了專門研發(fā)域控制器的團(tuán)隊(duì),DASy域控制器基礎(chǔ)版、DASy增強(qiáng)版分別面向L2級(jí)高速公路輔助(HWA)及L3級(jí)交通擁堵引導(dǎo)(TJP)功能。
『博世域控制器DASy』
另外,對(duì)于L3級(jí)高速公路引導(dǎo)(HWP)功能,為了增加系統(tǒng)的冗余度,博世采用了雙域控制器的架構(gòu),進(jìn)一步保障了系統(tǒng)的安全性。
對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車來說,由于需要完成大量的運(yùn)算,域控制器一般都需要搭載一個(gè)運(yùn)算能力足夠強(qiáng)的處理器。目前,在業(yè)內(nèi)能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛提供算力支持的企業(yè)不外乎英特爾、英偉達(dá)、恩智浦、英飛凌等。
在2017年,博世和英偉達(dá)建立了合作,基于英偉達(dá)的車用超級(jí)芯片Xavier打造下一代自動(dòng)駕駛汽車計(jì)算機(jī)。博世和戴姆勒一直在合作開發(fā)L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛,而英偉達(dá)其實(shí)也深度參與其中。
其實(shí),零部件供應(yīng)商來做自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于他們深諳汽車運(yùn)動(dòng)控制之道。比如,從A點(diǎn)到B點(diǎn)的路徑中,可能涉及加速、轉(zhuǎn)彎、變道、超車、剎車等復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)情形,而零部件供應(yīng)商有豐富底盤控制技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品矩陣,充分考慮了汽車動(dòng)力學(xué)因素。
那么,到自動(dòng)駕駛時(shí)代,零部件供應(yīng)商所積累的汽車運(yùn)動(dòng)控制的經(jīng)驗(yàn)就可以反哺“決策規(guī)劃”。畢竟,自動(dòng)駕駛汽車能夠平順行駛、保證舒適和安全,很大程度上取決于底盤控制能力,能不能做好決策規(guī)劃也與對(duì)底盤的理解程度有莫大關(guān)系,所以決策和執(zhí)行其實(shí)是相輔相成。
而執(zhí)行控制層,也是自動(dòng)駕駛落地的最后階段,這部分也恰恰被Tier 1供應(yīng)商壟斷。一方面,他們有體系化的產(chǎn)品且和主機(jī)廠深度綁定;另一方面,由于涉及汽車安全,所以基本不會(huì)開放。
在執(zhí)行層,博世有三大系統(tǒng),即動(dòng)力系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。同時(shí)也有滿足未來自動(dòng)駕駛對(duì)執(zhí)行器冗余要求的系統(tǒng)解決方案,“iBooster+ESP”(iBooster,智能助力器;ESP,車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)),這兩者相互校驗(yàn),提供了很好的制動(dòng)冗余。
● “衛(wèi)星+道路特征”的厘米級(jí)定位解決方案
自動(dòng)駕駛不僅僅是需要通過傳感器來感知環(huán)境,也離不開一些更智能的服務(wù)。高精定位,對(duì)于自動(dòng)駕駛來說就是一個(gè)重要的命題,只有時(shí)刻讓汽車知曉接近厘米級(jí)的自身準(zhǔn)確位置,才能保證安全行駛。
博世打造了一套集硬件、軟件和服務(wù)為一體的高精度定位解決方案,也是一套由基于衛(wèi)星的絕對(duì)定位和基于博世道路特征的相對(duì)定位所組成的冗余定位方案,在天氣惡劣或遮擋等不利條件下,這兩種定位方案依也是相互校驗(yàn)的。
『博世定位解決方案』
基于衛(wèi)星的絕對(duì)定位:博世開發(fā)出了衛(wèi)星定位智能傳感器(VMPS),集成了高精度慣導(dǎo)IMU及信號(hào)糾偏服務(wù),能保證多種工況下定位穩(wěn)定,精度可達(dá)20厘米以內(nèi)。
基于博世道路特征的相對(duì)定位:在2017年,博世和百度、高德以及四維圖新三家圖商合作推出了“博世道路特征(BRS)”,它的工作原理其實(shí)是,通過車載傳感器(攝像頭、雷達(dá))采集生成道路特征數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)上傳到云端后臺(tái)與高精度地圖進(jìn)行比對(duì),以此來確定汽車在當(dāng)前車道中的位置,從而實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位。
其實(shí),針對(duì)高精度定位解決方案,目前業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了兩種技術(shù)路徑。像高德、四維圖新這樣的專業(yè)圖商,他們本身有擁有覆蓋區(qū)域更廣、更精準(zhǔn)的高精度地圖,再輔以低成本的傳感器配置(比如四維圖新采用了16線的激光雷達(dá)),就實(shí)現(xiàn)了汽車高精度定位。而博世和Mobileye這類供應(yīng)商則正好相反,他們是基于高分辨率的傳感器配置(例如Mobileye的道路體驗(yàn)管理系統(tǒng)REM方案中是純視覺,而博世則還有雷達(dá),應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境更可靠),配合相對(duì)低精度的地圖。不過,后一種方案,需要強(qiáng)大的人工智能(AI)算法。
當(dāng)然,博世也對(duì)高精度地圖展開了一系列的布局,比如收購了全球數(shù)字地圖和定位服務(wù)提供商HERE的5%股份,投資地圖初創(chuàng)公司DeepMap,以及與荷蘭圖商TomTom合作研發(fā)高精度地圖測(cè)繪系統(tǒng)。畢竟,高精度地圖是實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛所必備的條件之一。
● ADAS技術(shù)演進(jìn)及L4/L5同步開發(fā)
對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)的路徑,目前業(yè)內(nèi)基本上有兩種劃分:一類是傳統(tǒng)主機(jī)廠所主導(dǎo)的從ADAS過渡到高度自動(dòng)駕駛的路線,另一類是以Waymo為代表的高新科技公司直接參與L4/L5的自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)。
博世則是對(duì)這兩種技術(shù)路線同步開發(fā),一方面其作為供應(yīng)商要為車企提供從ADAS到自動(dòng)駕駛的完善技術(shù),另一方面是與戴姆勒聯(lián)合開發(fā)L4及以上的無人駕駛出租服務(wù)。
『博世自動(dòng)駕駛?cè)髴?yīng)用場景』
博世的自動(dòng)駕駛技術(shù)主要分為三大場景:低速自動(dòng)泊車場景、高速路自動(dòng)駕駛,以及城市內(nèi)的無人駕駛出租車/小巴。
2018年,博世推出了最新的全自動(dòng)泊車輔助(APA)和全自動(dòng)代客泊車(AVP)。L2級(jí)的交通擁堵輔助/集成式巡航控制(TJA/ICA)功能也已量產(chǎn),包括吉利博瑞GE、長安CS55、榮威MARVEL X以及威馬EX5等車型都已搭載。
博世要量產(chǎn)的下一代自動(dòng)駕駛功能是高速公路輔助(HWA),與特斯拉的Autopilot有類似之處,也屬于L2.5級(jí),量產(chǎn)時(shí)間大約在2020年。而L3的高速自動(dòng)駕駛則要在2020年以后才能推出。
L4級(jí)自動(dòng)駕駛,也就是與戴姆勒所合作開發(fā)的自動(dòng)駕駛通勤服務(wù),預(yù)計(jì)最快于2022年投放海外市場。
綜合來看,從2008-2018年,博世基本上是實(shí)現(xiàn)了L1-L2的ADAS功能的大規(guī)模應(yīng)用。從博世官方獲悉,截至2019年底,博世將為近40個(gè)本土車型提供ADAS解決方案。2020年將成為L3級(jí)自動(dòng)駕駛批量投放市場前的一個(gè)節(jié)點(diǎn),盡管博世已經(jīng)掌握了其中很多關(guān)鍵技術(shù),但其在市場推廣方面卻表現(xiàn)得相當(dāng)謹(jǐn)慎。
全文總結(jié)
從博世對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)布局可以看出,其優(yōu)勢(shì)在于過往的技術(shù)積累使其深深地嵌入到了自動(dòng)駕駛的技術(shù)鏈條中,并且在個(gè)別領(lǐng)域的存在感甚至是壟斷性的。另外,博世對(duì)自動(dòng)駕駛的態(tài)度是非常謹(jǐn)慎的,冗余保障貫穿了自動(dòng)駕駛的所有環(huán)節(jié),零部件供應(yīng)商都深知安全是汽車的第一要義,安全的基因也是其他公司所無法復(fù)制的。
另外,自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)也被認(rèn)為是極其“燒錢”的項(xiàng)目,博世的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于其擁有雄厚的財(cái)力,并計(jì)劃到2022年為自動(dòng)駕駛投入40億歐元(超過300億人民幣)。持續(xù)的巨額投入為博世圍繞自動(dòng)駕駛開展并購、合作及技術(shù)創(chuàng)新提供了支撐。(文/汽車之家 鮑彬斌)