逐步掃清自動(dòng)駕駛的障礙

衛(wèi)東

作為全球汽車技術(shù)與服務(wù)供應(yīng)商博世一直致力于在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破

早在2016年的春天，一輛配備了博世自動(dòng)駕駛技術(shù)的長(zhǎng)安睿騁從重慶經(jīng)歷了2000km的無(wú)人駕駛后到達(dá)北京的國(guó)際展覽中心參加北京國(guó)際車展。在2016年的秋天，我們來(lái)到了蘇州，在蘇州的高架路上親身體驗(yàn)了配備了博世自動(dòng)駕駛技術(shù)的長(zhǎng)安睿騁。在時(shí)速達(dá)到80km/h后，駕駛員按下自動(dòng)駕駛鍵，就不用雙手把持方向盤了，同時(shí)雙腳也得到了解放。交通“零事故”愿景是大家所期盼的，而自動(dòng)駕駛技術(shù)將成就智能交通“零事故”愿景，還給駕駛員帶來(lái)了更愉悅的旅途。

這輛睿騁正是搭載了博世的高速公路輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高速公路自動(dòng)駕駛。這輛睿騁搭載的博世高速公路輔助系統(tǒng)共包括前后5個(gè)中距離雷達(dá)傳感器和1個(gè)智能攝像頭。該車的自動(dòng)駕駛功能可在0～130km/h的速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速公路部分自動(dòng)駕駛，包括縱向和橫向的自動(dòng)引導(dǎo)。當(dāng)角雷達(dá)和后雷達(dá)探測(cè)到變道的可能時(shí)，在得到駕駛員確認(rèn)后可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變道、超車。博世高速公路輔助系統(tǒng)在極大程度上緩解了高速公路單調(diào)乏味的駕駛，從而實(shí)現(xiàn)安全、輕松的行駛。這是屬于第二代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，根據(jù)路況實(shí)現(xiàn)一路前行，對(duì)于下一代而言，將利用精確地圖的輔助功能實(shí)現(xiàn)更多自動(dòng)駕駛功能。

在博世高速公路輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上路自動(dòng)駕駛兩年之后，這一技術(shù)發(fā)展得怎樣了呢？我?guī)е@個(gè)疑問(wèn)來(lái)到了今年“探秘博世”第一站的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。剛好這“探秘博世”第一站正是以精準(zhǔn)定位方案為主題，博世底盤控制系統(tǒng)中國(guó)區(qū)自動(dòng)駕駛高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理陳薇、被動(dòng)安全定位模塊產(chǎn)品經(jīng)理陳述與自動(dòng)駕駛地圖專家劉玉磊三位專家?guī)?lái)了對(duì)博世衛(wèi)星定位智能傳感器（Vehicle Motion and Position Sensor） 和博世道路特征 （Bosch Road Signature）在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛行駛中的重大意義所在的解讀。

作為全球汽車技術(shù)與服務(wù)供應(yīng)商，博世一直致力于在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，為此，公司專注開(kāi)發(fā)集硬件、軟件和服務(wù)為一體的解決方案。正如博世集團(tuán)董事會(huì)成員Dirk Hoheisel博士所表示：“對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，服務(wù)與硬件、軟件同等重要，我們必須三條腿同時(shí)走路，才能讓自動(dòng)駕駛車輛更加安全、可靠。”所以自動(dòng)駕駛技術(shù)不僅需要傳感器、控制單元和強(qiáng)大的運(yùn)算能力，更離不開(kāi)一系列的智能服務(wù)。其中，定位解決方案對(duì)于自動(dòng)駕駛車輛的安全性而言至關(guān)重要，只有時(shí)刻知曉接近厘米級(jí)的自身準(zhǔn)確位置，自動(dòng)駕駛車輛才能安全行駛。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，博世在全球范圍內(nèi)提供先進(jìn)的定位整體打包方案。該方案集成硬件、軟件與服務(wù)，為自動(dòng)駕駛車輛精確定位提供冗余系統(tǒng)。

博世已開(kāi)發(fā)出用于自動(dòng)駕駛車輛精確定位的衛(wèi)星定位智能傳感器。這款傳感器內(nèi)部集合了一個(gè)高性能的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）信號(hào)接收器，來(lái)自GNSS的信號(hào)能夠幫助車輛確定自己的絕對(duì)位置。盡管這種信號(hào)對(duì)于目前的導(dǎo)航系統(tǒng)而言已經(jīng)足夠準(zhǔn)確，但其精確度還無(wú)法滿足自動(dòng)駕駛的要求。因此，博世已與不同供應(yīng)商就糾偏數(shù)據(jù)達(dá)成合作，并于2017年成立合資公司Sapcorda，其提供包含精確位置信息的地面基站網(wǎng)絡(luò)，能夠糾偏誤差的GNSS定位信號(hào)，并通過(guò)云端或地球同步衛(wèi)星將糾偏數(shù)據(jù)發(fā)送至自動(dòng)駕駛車輛。同時(shí)，衛(wèi)星定位智能傳感器還接收來(lái)自輪速傳感器與轉(zhuǎn)向角傳感器對(duì)駕駛情況的反饋，以判斷車輛的前進(jìn)方向和行駛速度。衛(wèi)星定位智能傳感器內(nèi)還集成了慣性傳感器，該傳感器有如人的內(nèi)耳，帶來(lái)如人類通過(guò)自己的觸覺(jué)與平衡感實(shí)現(xiàn)四處移動(dòng)，衛(wèi)星定位智能傳感器能夠利用來(lái)自集成式慣性傳感器的數(shù)據(jù)確定車輛的行駛路徑。

衛(wèi)星定位智能傳感器雖然結(jié)合了GNSS定位信號(hào)、糾偏數(shù)據(jù)以及來(lái)自慣性傳感器、輪速傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器的反饋信息，但僅憑這些信息仍不足以滿足自動(dòng)駕駛車輛對(duì)于精確定位的要求，必須借助智能軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理才能可靠地知曉自動(dòng)駕駛車輛在幾米范圍內(nèi)的確切行進(jìn)路徑，以此推算車輛的行駛動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)車輛的精確定位。當(dāng)車輛進(jìn)入隧道時(shí)就會(huì)失去衛(wèi)星信號(hào)，如果GNSS信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間中斷，衛(wèi)星定位智能傳感器就無(wú)法確定車輛位置，再智能的算法也無(wú)濟(jì)于事。這時(shí)，自動(dòng)駕駛車輛就需要通過(guò)博世道路特征獲取定位信息，實(shí)現(xiàn)精確定位。

服務(wù)來(lái)自基于車載環(huán)境感知傳感器的“博世道路特征（B o s c h R o a d Signature）”。博世道路特征是基于高精地圖和車載環(huán)境感知傳感器的定位服務(wù)，該服務(wù)與博世衛(wèi)星定位智能傳感器共同構(gòu)成博世自動(dòng)駕駛定位解決方案，有助于提高自動(dòng)駕駛車輛的安全性。

2017年4月，博世底盤控制系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)三大地圖供應(yīng)商正式達(dá)成合作，將博世道路特征引入中國(guó)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)。“博世道路特征在中國(guó)的落地對(duì)國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛發(fā)展來(lái)說(shuō)具有里程碑式的意義，為全天候環(huán)境下的精準(zhǔn)定位和路線規(guī)劃提供了最佳的技術(shù)解決方案。此次合作的研究成果充分結(jié)合了博世在雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用上的創(chuàng)新及自動(dòng)駕駛整體解決方案上的豐富技術(shù)儲(chǔ)備，以及國(guó)內(nèi)圖商在地圖數(shù)據(jù)采集和校準(zhǔn)上的經(jīng)驗(yàn)。”博世底盤控制系統(tǒng)中國(guó)區(qū)總裁陳黎明博士表示：“博世也會(huì)將博世道路特征開(kāi)放給更多的主機(jī)廠以及地圖供應(yīng)商，讓更多的車輛能夠參與到眾包當(dāng)中，以豐富整個(gè)高精地圖生態(tài)系統(tǒng)。”

博世道路特征基于攝像頭和毫米波雷達(dá)傳感器，適用于全天候環(huán)境的可靠定位服務(wù)。配備在車上的攝像頭與雷達(dá)通過(guò)識(shí)別道路周圍的環(huán)境特征，如車道線、交通信號(hào)燈和護(hù)欄等，生成博世道路特征。不同于單一依靠攝像頭的定位方案，雷達(dá)傳感器的極大優(yōu)勢(shì)在于，即使是在昏暗或能見(jiàn)度低的路況下也可識(shí)別道路特征，且探測(cè)范圍更廣。通過(guò)車載通訊模塊，這些道路特征信息將被傳輸至云端服務(wù)器。上傳到云端服務(wù)器的道路特征信息將被使用并生成獨(dú)立的傳感器定位層，并最終由圖商集成為高精度地圖的一部分。自動(dòng)駕駛車輛通過(guò)車載環(huán)境感知傳感器獲得的道路特征信息，如道路標(biāo)識(shí)、護(hù)欄等，實(shí)時(shí)與高精地圖定位層進(jìn)行比對(duì)，使得車輛能夠準(zhǔn)確知曉自己在當(dāng)前車道中的位置，從而實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位。

未來(lái)，通過(guò)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的配備博世攝像頭及毫米波雷達(dá)的量產(chǎn)車輛，可以實(shí)現(xiàn)眾包數(shù)據(jù)采集，定位特征提取，并上傳至地圖供應(yīng)商的符合國(guó)家安全要求的云端服務(wù)器，從而滿足高精地圖對(duì)及時(shí)性和低成本性的需求。