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早鸟奥迪想借自动驾驶「超车」,孵出了L3级量产车A8

车云  · 公众号  · 汽车  · 2017-06-26 14:23

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奥迪A8的L3自动驾驶技术会长什么样呢?


今年CES和CES Asia,奥迪没有现身。


要知道,奥迪在自动驾驶领域的投入可以用“疯狂”来形容。BBA的长期对抗中,奥迪是最想借智能化超车的主机厂,不仅在DARPA挑战赛上就和自动驾驶人才的黄埔军校之一——斯坦福大学搭上了线,而且早早秀出了好几辆测试车。


有不少人猜测,奥迪在年初CES低调,实际上是在为一款代表自己最高水平的自动驾驶量产车做铺垫。根据预告,第五代A8会在今年7月11日全球首发,奥迪自评——这是全球首款具备L3自动驾驶功能的量产车。


目前量产的自动驾驶都是SAE L2水平的较量,更高级的自动驾驶汽车就要入场了。


“早鸟”奥迪


奥迪很早就瞄上自动驾驶了。


和很多新技术一样,这家公司有关自动驾驶的早期动态也是和高校科研联系在一起的。2000年DARPA自动驾驶大赛时奥迪随大众集团参赛,借机和斯坦福大学开启了合作关系。到2005年比赛时,大众和斯坦福大学两家合作研发的车辆最先完成了150英里的比赛,赢得了当年DARPA挑战赛的冠军。


奥迪自动驾驶研发时间轴


很快奥迪就开始用行动证明,自己绝对不是玩玩比赛而已。


DARPA挑战赛后的很长一段时间里,我们都能看到奥迪和斯坦福大学在合作研究名叫Advanced Planning的项目,主要研究自动驾驶车的驾驶性能。因为极限情况更容易考验车辆的操控能力,所以我们看到奥迪名叫Shelley的原型车接连进行了山路自动驾驶和赛道自动驾驶的展示。


之后奥迪在2013年至2014年两年中分别获得了美国内华达州(第一个测试的主机厂)、佛罗里达州以及加州(第一家获得牌照的公司)的自动驾驶牌照,开启了真实环境下的路测。


奥迪官方资料显示,L3、L4技术都会用Pilot命名。


在奥迪众多概念车展示的自动驾驶功能里,我们常常可以看到“Pilot”的字样。奥迪自动驾驶研发负责人Thomas Müller曾经在接受采访时说过,奥迪定义的领航技术(Pilot)和巡航控制(Cruise Control)是不一样的,巡航控制是L2,但领航技术进阶到了L3。


在Pilot方面的研究,奥迪曾表示正在进行两项工作。


第一件事是“Jack”在做。 2015年时,奥迪让搭载Highway Pilot技术的“Jack”(基于奥迪A7平台)行驶了566英里(从美国加利福尼亚州的硅谷驾驶到内华达州的拉斯维加斯参加CES),车上装了整套自动驾驶传感器,为的是在长途跋涉过程中,检验传感器能否了解周围发生的情况、系统能不能从大量的传感器原始数据里找出真正有用的信息。


第二件事是“Bobby”和“Robby”在做。 他们主要的任务是学习驾驶员行为,以及教机器应对不同场景化的问题:车子在不同场景可能发生的最大危害是什么,发生时要如何管理?比如转向避让的时候旁边没有空间让你变道,你该怎么办?


从描述来看,随着研究进入更高级别,奥迪在解决自动驾驶的操控性能之后,开始挑战更加复杂的感知和决策规划,这些训练也是让自动驾驶汽车从试验场开进生活的必备条件。


从实验级到量产级L3


今年奥迪要把Pilot功能装进量产车了。


即将上市的A8会首次搭载Traffic Jam Pilot,此外还会配有Park Pilot。因为新车还没发布,功能方面的剧透不是很多。官方仅有消息显示,功能应用场景是交通拥堵路况,最大适用速度大约为60公里/时。


从奥迪的自动驾驶整体规划可以看出,Traffic Jam Pilot是从驾驶辅助过渡到Pilot功能的第一个产品,在原来Traffic Jam Assist的基础上有了进一步提升,所以奥迪把A8称为第一款L3自动驾驶量产车。


从Assist到Pilot,功能体验上有什么差异,量产会增加多少成本,会在哪些版本上释放,以及是否真如官方所说符合SAE L3分级……这些都要等到量产车体验后再谈了。我们可以预先了解的是,奥迪为了把自动驾驶实验级产品搬到消费市场,做了哪些工作。


第一,用统一的中央控制器来实现完整的传感器数据融合、规划、决策处理。


奥迪认为统一的中央控制器不但有利于实现模块化,也方便应用到量产车型或后期加装,于是和TTTech,Mobileye,Nvidia和Delphi合作开发了中央驾驶辅助控制器(zFas)。


zFas是用来进行即时运算的小型计算单元,在这款计算平台上,不同传感器数据融合汇总,和周围环境数据比较后,帮助车辆进行规划和决策,然后把信号发给刹车和转向这些执行机构。下图可以看出,除了自动驾驶功能之外,zFas还集成了很多人机交互功能。


AUDI zFAS的域控方案


在2014年和2016年的CES,奥迪先后展示过两个版本的zFAS,听说第三代也已经在研发进行中。从图中看出,第二代zFAS要比第一代更小一些,而且接口也做了车规级设计。


图中zFAS整块电路板上配备了多个处理器:英伟达Tegra K1处理器负责车身四周的摄像头和前向毫米波雷达、激光雷达的数据;前挡处摄像头采集的数据是交给Mobileye的EyeQ3来处理的。


第二,执行控制部分的冗余设计。


资料显示,从辅助驾驶(Assisted driving)到领航驾驶(Piloted driving),在执行控制部分,奥迪会设置两套刹车系统,两套转向系统,如果其中一套失效,另一套就能立刻替用。


奥迪对L3的冗余设计


另外值得注意的一点是,虽然L3级自动驾驶可以在系统无法胜任的时候呼叫人类接管,但仍然需要考虑驾驶员不接管的情况,车辆自身可以做的安全最大化处理。如果驾驶员无法接管车辆,车也会自行制动,降低车速最大化地保护车内乘客安全。


第三,使用一款量产版激光雷达。


不出意外,奥迪A8上会搭载一款量产版激光雷达,安装位置应该是车辆前脸保险杠。这款四线激光雷达来自Ibeo和法国Tier1法雷奥合作,名叫ScaLa。


在今年CES Asia,奥迪虽然没有参展,但法雷奥展示了量产版的激光雷达ScaLa。


这款ScaLa的主要作用正是汽车紧急制动的核心检测传感器,用来取代毫米波雷达做AEB(自动刹车系统)中的测距模块。加上激光雷达之后,会更好地解决突然有车进入车道的Cut in情况。


可以看出,为了让L3自动驾驶汽车量产,奥迪没有采用交钥匙方案,而是寻找不同供应商来负责各个部分,最后自己完成核心部分和集成。很多工作,奥迪的介入都在早期,关键零部件也都是请人量身定做。从实验级到量产,A8应该会见证很多新技术真正进入汽车。


智能化比拼


在全实现自动驾驶之前,不同品牌都会在中间阶段推出驾驶辅助功能。目前市面上的在售功能都是SAE L2级自动驾驶水平。








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