2023汽車半導體生態峰會 || 東風汽車邊寧:領航技術躍遷, 高階智能駕駛商業化實踐
以“鏈啟芯程 · 智造未來”為主題的“2023汽車半導體生態峰會暨全球汽車電子博覽會”,由廣東省工業和信息化廳、深圳市工業和信息化局、中國能源汽車傳播集團指導,《中國汽車報》社主辦,愛集微承辦,于2023年9月26日至27日在深圳福田會議中心隆重召開。
本屆峰會堅持行業領袖峰會的高端定位,全面助力產業間深度融合與創新,推動上下游產業鏈伙伴攜手合作,共同構建具有全球競爭力的汽車科技創新新生態。
峰會現場,多領域、多視角開展的20場特色活動,囊括主峰會、技術研討、項目路演、專業展覽、交流盛宴等,匯聚政、產、學、研、用、投等多個產業圈層,圍繞全球及中國汽車半導體產業熱點展開交流,峰會重點聚焦新技術、新趨勢,深入剖析汽車半導體各細分領域的發展機遇和挑戰,近百個精彩紛呈的演講,共同呈現出一幅專業而全面的思維圖景。
其中,在9月26日舉辦的“ADAS與自動駕駛專場”,東風汽車技術中心首席總工程師邊寧做了題為《領航技術躍遷 高階智能駕駛商業化實踐》的精彩視頻演講。以下內容為現場演講實錄:
邊寧:我叫邊寧,來自東風汽車,主要從事智能網聯和底盤電控技術的研發和應用工作,我今天報告的題目是“領航技術躍遷、高階智能駕駛商業化實踐”。
東風汽車技術中心首席總工程師 邊寧博士
總共分為三個部分:第一是整體的發展趨勢,第二是智能駕駛汽車技術發展趨勢,第三是東風智能駕駛技術探索實踐。更多的是從主機廠的角度來看待智能駕駛的情況。
一、智能駕駛汽車發展趨勢。
首先是前沿和政策。未來科技最值得關注的20項技術里面,其中有11項是跟智能網聯相關,且排名靠前,所以智能網聯汽車是目前最重要的創新發展方向和科技競爭的焦點。目前汽車領域60%-70%的科技創新是聚焦在智能網聯里面。國家最近幾年發布的《交通強國建設綱要》《新能源汽車發展規劃》《智能汽車創新發展戰略》,進一步明確了智能汽車發展的重要地位。今年6月份在國務院新聞辦公室舉行的政策吹風會上,工信部副部長也明確表示,提出將支持有條件的自動駕駛(L3級以及更高級別的自動駕駛功能)商業化應用,并將在今后一段時間內發布新版智能網聯汽車標準體系指南。
當下的市場情況,去年新能源汽車的滲透率已經超過26%,L2整體的終端滲透率是29%,在新能源車上差不多超過38%。今年4月份的上海車展,乘用車大概有500款車展出,L2以上的智能駕駛汽車373款,占比77%,具備高階智能駕駛的車型52款,大概有10%左右,其中中高端新能源車車型基本已經標配L2+。
這是我們之前和華為交流的材料,未來兩年是汽車智能化變局的關鍵窗口,我們希望抓住這個窗口,奠定智能汽車產業戰略的制高點。同時,隨著汽車智能化的發展,未來還將催生超萬億的出行服務產業。電動化、網聯化可能是以千億為單位的,包括座艙在內。但是整個智能化從ADAS到高階自動駕駛,大概能催生出1萬億的市場。當智能駕駛的技術趨向成熟的時候,從共享化的角度,也就是我們說的Robotaxi無人駕駛出租車這個服務,大概就能產生8萬億的市場,同時整個智慧物流(干線物流、支線物流和最后一公里的物流業)有5、6萬億的市場。所以智能駕駛尤其智能駕駛整個市場的天花板,給我們的想象空間是非常大的。
同時我們了解到,整個智能汽車發展的復雜性相當高,有超過10個國家部委在整體地負責管理、協調智能汽車或者智能網聯汽車往前發展。我們知道地圖測繪是自然資源部主導,還有能源、交通部、住建部,網信辦、工信部、公安部、科技部參與支持,還有國家發改委和財政部整體在推動智能網聯汽車的發展,所以它是相當復雜的事情。
二、智能駕駛汽車技術發展趨勢。
首先看歐美日在這個領域的發展。因為這個領域復雜度非常高,所以它是跨專業、跨學科甚至是跨產業鏈的,同時我們也認為高階智能駕駛實現大規模商用化也是目前難度最大、復雜度最廣,大家都急于突破的重大領域。從上海車展的情況來看,高速的領航輔助和城區的領航輔助以及特定場景以擁堵領航為代表的高階智能駕駛,迎來了發展的高峰期,現在技術的主要競爭點或者焦點就在這個地方。
再看智能化的全景圖,從最下面的硬件平臺到整體的基礎軟件、應用軟件,一般情況下有五大域:座艙、車身、智駕、底盤和動力,現在我們也都在說跨域融合計算平臺,總體上的趨勢是朝集中式的方向在走。
整體的技術路線:在感知融合方面,異構冗余的環境感知傳感器是目前國內的主流技術。集中式的計算,也就是計算平臺,包括集中式電子電氣架構,另外就是集中式計算的AD控制器。另外就是車端的系統總成冗余的執行,以及中國在大力推進的5G V2X的技術。同時現在也正在整體推動的是車云一體的系統,希望把部分計算能夠放到云端,來緩解車端當下算力暫時不足的情況。總的來講,人工智能算法+規則算法,數據和機理融合往前走,集中式的計算平臺,冗余的轉向制動甚至驅動的技術底盤,朝著未來車云融合的操作系統也就是數據閉環這一塊,會成為整個技術的發展重點。
另外還有討論最多的是基于服務的架構、軟件、芯片、操作系統,總的方向上,包括上周在北京的世界智能網聯大會上也基本確定是SOA架構、軟硬解耦、軟軟解耦,面向服務重新復用和共享,整體可以提高效率,開發集成,打通整個平臺的通用化。同時也是基于服務式的架構,打通軟件產品架構,另外通過快速迭代,提升運營策略。在計算平臺和芯片這一塊,分布式、異構、容錯的復雜系統。同時在SoC里面,深度學習和邏輯計算也進行了分離,實現快速迭代。
現在基本方向還是主機廠來定義好電子電氣架構,協同硬件廠商、算法廠商、操作系統廠商、中間件共同來融入應用軟件的開發生態。
三、東風智能駕駛技術探索實踐。
東風集團智能駕駛技術躍遷行動。我們在2019年率先在行業發布了東風的智能網聯戰略規劃,我們也提出了L3、L3+級的技術路線,2021年的時候我們發布了“東方風起”智能駕駛躍遷行動,提前布局智能駕駛的研究,加快技術創新和應用,我們希望在十四五末能夠掌握L4級智能網聯汽車技術,并達到規模化示范運行,同時掌握L5級的智能網聯汽車關鍵核心技術。目前我們率先整體開展了5G的Robotaxi示范運行,在武漢經開區累計的運營里程已經超過200萬公里,在商用車領域也打造了5G無人集卡智慧物流解決方案。
同時發揮國家的戰略導向作用,加快推進武漢市智能駕駛汽車產業創新發展,在武漢市政府的領導下,在開發區政府的指導和支持下,東風公司作為主機廠也第一次牽頭,聯合在漢的央企、高科技公司和三所主要的高校(武漢理工、華科和武大),共同發起成立了武漢市智能汽車產業創新聯盟,央企包括中信科、中國汽車技術中心,以及還有華為參與聯盟。
在2021年,我們也同步發布了面向服務的SOA的量子架構,這是國內首創的中央集成式SOA電子電氣架構,覆蓋車端、云端、生態端,實現軟硬解耦、快速迭代,與客戶共建開發者平臺,支持客戶隨心定義用車場景,也支持L3+級別自動駕駛系統,構建車云一體化的服務生態,為客戶打造開放、安全、進化的智慧汽車大門,助力東風智能駕駛的發展。
L3-、L3+的技術路線,我們是乘商并舉。 2019年我們在行業內首先提出L3-、L3+的技術路線,目前行業也充分認可這個技術路線。L3+的自動駕駛,在出行服務端我們已經規模化的示范運營,從無人集卡到Robotaxi,到接駁的車輛都在使用。L3-的自動駕駛系統主要是個人出行大規模的量產,從2018年的L1投產,2019年L2+投產, 2020年在高速公路上能夠自動變道的L3-輔助駕駛系統投產,今年我們也會投產高速公路領航輔助駕駛系統以及記憶泊車產品。
在國家層面上,過去幾年我們也進行了整體的課題布局,我們有一項國資委重大課題,科技創新2030新一代人工智能重大項目1項,國家重點研發項目里面有4項,國家自然科學基金3項、湖北省重大課題有3項。總的來講,國家級重點項目一共9項,省級3項,基本上全面覆蓋了智能駕駛關鍵技術、系統設計、測試評價重大的技術領域。
在2019年的時候,武漢舉辦世界軍人運動會,東風商用車和乘用車一共分為兩大類、10個應用場景,在武漢智能網聯示范基地跑了6個月左右,基本上覆蓋了目前大家在做的所有主流場景和應用。
高階智能駕駛大規模應用領域,我們現在在東風的最高端的新能源電動車里面進行商業化應用開發,也是人工智能算法和規則算法(數據和機理融合一體)驅動的,擁有集中式計算平臺、冗余的智能底盤,也有相似的激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、計算平臺,以及冗余的底盤系統。我們也分為兩個階段,第一階段我們會實現L3級,就是無限趨近于L3級的功能,第二階段實現L3+,L3-級別如果發生事故還是由人承擔責任,到L3+如果發生事故是由系統承擔系統,我們希望在十四五末能量產L3+部分場景的功能。
我們是傳統的主機廠,所以安全在我們這邊是第一位的。為了保證高階自動駕駛的安全性,我們希望能從流程體系上來整體推動這個事情,因為它是難度最大、復雜度最廣,且跟安全強相關的一個技術。所以我們內部現在第一是要按照整體的SPICE的流程來做,以及符合整個功能安全,主要目的是為了做到Traceability和repeatability,能做到從功能、需求、執行、測試、驗證全部可追溯,同時也希望所有的場景、功能、執行、測試、驗證做到可重復驗收。要實現起來難度相當大,我們也正走在這個路上。
另外在功能和性能上我們做了樹形的分層分解,進行詳細的定義。舉個例子,我們從功能上會分解到子功能,從子功能再分解到典型場景,再從典型場景會進行場景泛化,從最簡單的行車功能來講,我們會分解到25項、258項再到后面的665項。
同時我們會把整個功能、子功能、場景和場景泛化做出對應的軟件模塊(子功能以及場景對應的軟件的最小單元),同時也會把我們的性能定義具體分解到最小的軟件單元,以及把它的輸入、輸出接口進行全定義,來保證最終我們的性能能夠達成最早樹立的功能性目標。
在整體的安全層面上,我們叫融合安全,有預期安全、功能安全和信息安全三個方面,在預期安全上,我們現在依托中國智能網聯汽車預期功能安全工作組,做探索性的典型場景功能安全落地在預期安全上,我們完全按照功能安全開發,尤其對S-MFEA、軟件系統、硬件、軟件,包括FMEA都要按標準執行。在信息安全上,我們嚴格按照國內的法規政策標準開展工作。
面臨的挑戰則是軟件、系統和整車測試驗證的場景不確定性、算法相對比較動態,以及它的復雜性、整個系統零部件的不一致性。跟行業內大家碰到的一樣,就是軟軟、軟硬、兼容、耐久性、操作系統的問題,目前整體的基礎軟件操作系統存在一定的不確定性。
主客觀評價方面,這也是目前智能駕駛碰到最大的難題,中汽中心、中汽研、中國汽車工程學會也都在嘗試制定評價規則。第一個挑戰是系統能力和用戶信任目前并非整體在均衡的發展;第二是用戶體驗評價標準未形成共識,我們也做了大量的對標工作,目前看下來,高階自動駕駛從技術的角度,我們覺得每隔半年都會有一個巨大的進步,但是最終的用戶可能對我們提出了更高的要求,可能我們還需要花比較多的時間最終來完全滿足客戶對我們的整體要求。
關于智能駕駛評價的基本原則這一塊,其實我們很少講我們達到了L1、L2、L3、L4的級別,我們更加會關注功能本身、功能場景、體驗。首先是一定要保證安全,第二是個性化和舒適性方面的考慮,同時在規劃決策的時候,希望駕駛動作要清晰、準確、舒適、有效。另外在場景和功能的切換過程中,我們希望能做到清晰和平穩。同時,在安全冗余以及權限轉換上,我們希望也能夠非常清晰和留有足夠的余量,也希望日常的場景一定要做到全覆蓋。
下面有一個視頻,它覆蓋了東風在高階自動駕駛開發過程中的整體情況,分為四個階段,我們現在正在朝著大規模商業化量產應用的階段,請看視頻。
東風從2014、2015年開始做原型樣車;到2016-2018年,我們可以在一些封閉的道路上跑;在2018、2019年開始在公開復雜的道路上跑起來;到2020年、2021年在公開復雜的道路上做常態化的示范運行,我們希望在十四五末能夠實現大規模的商業化應用。
謝謝大家。