從輔助駕駛到自動駕駛,逐步建立使用者的信任度至關重要。這是除政策監管之外,從技術到應用的最大障礙之一。
近日,大陸集團高階駕駛員輔助系統負責人弗蘭克·佩茨尼克(Frank Petznick)表示,尤其是對城市通勤使用者來說,自主代客泊車(AVP)可能是建立使用者與自動駕駛系統最有效互動的第一步,此外還有限定區域的自動駕駛載人或載物服務。
在Frank Petznick看來,“即使在人類駕駛員可能會遇到困難的情況下,自動駕駛系統也絕不能遇到困難,這是使用者及監管機構對新技術的預設期望。”
今年9月,在德國慕尼黑車展上,博世、大陸以及法雷奧等一級汽車零部件供應商,以及寶馬和梅賽德斯·賓士等汽車製造商共同參與展示了一個自動代客泊車專案。這些企業一致認為,這個特殊的場景是建立使用者對自動駕駛技術信任的最佳切入點。
一、
博世與梅賽德斯·賓士合作,全新一代S級轎車或將是全球首款搭載自動代客泊車技術的量產車型。預計到2025年,全球將有數百萬計的車輛,以及約1,000個停車場能夠實現提供自動代客泊車服務。
而在中國市場,今年9月,博世與合創汽車合作開發的自動代客泊車專案面向公眾展示。該技術將搭載在合創汽車量產車型Z03上,雙方同時與商住物業資源以及智慧機器人的技術加持,為使用者搭建完善的自動代客泊車生態,連結多元智慧場景。
在博世看來,未來交通將是車端、雲端、道路、場端互聯的智慧化交通。自動代客泊車具備形成生態圈、場景化智慧應用的潛能。
更關鍵的是,國際標準化組織(ISO)正在編制一項國際標準ISO 23374,確保基於車端與場端協同的AVP功能安全要求,在不同的整車製造商和技術裝置、基礎設施供應商之間互通。
按照相關標準,這些車輛只需要配備自動變速器、ESP、電動駐車制動、輔助轉向和用於自動代客泊車的智慧通訊單元,就可以實現車輛與雲端、場端後臺系統的互動。
“利用車輛現有技術,也不需要增加額外的硬體和超高的計算單元。同時在場端也不需要額外的高精地圖定位。”按照博世公司的說法,這本身就是突出的成本優勢。
此前,部分企業對於基於場端的AVP方案抱有很高的期望,但商業進展並不是一帆風順,主要障礙在於,提供AVP服務能否成為一個可持續的獨立業務、開放平臺以及共享資料的問題以及對於部分車企商業模式的潛在影響。
不過,政策支援已經在加速。
今年3月,發改委等多部門印發《加快培育新型消費實施方案》,提出推進新型城市基礎設施建設,實施智慧化市政基礎設施建設和改造。
其中,住建部明確提出支援試點城市探索建設車城網平臺,將城市道路設施、市政設施、通訊設施、感知設施、車輛等進一步數字化,並接入統一平臺進行管理,實現全面感知和車城互聯。
同時,透過引入智慧停車系統和裝置,利用人工智慧、大資料技術等逐步實現停車數字化管理,提高城市停車效率和資源利用率,進一步打破資料孤島,從而破解城市停車難困境,實現停車資料與智慧城市發展協同發展。
“未來,自動代客泊車AVP生態還可以衍生出許多的附加值服務,如電動車自動充電、無人洗車、快遞交付等。”博世智慧網聯AVP總監王挺表示,AVP不僅僅解決停車難的問題,還可以參與到未來的ITS智慧交通系統。
現階段,AVP的技術路線主要有單車智慧、場端智慧和車路協同三類,大部分車企主要以單車智慧為主。但是,自主泊車量產車需要確保95%以上的場景適配和絕對安全,這對於量產車的感知系統要求非常高,並且需要大量的實車測試、量產經驗等。
易圖通產品拓展與策略總監湯詠林認為,車場協同式AVP(簡稱C-AVP)將是未來的主流趨勢,“單車智慧可以在特定場景下實現AVP功能,但真正量產級L4級AVP需要車、場、雲等相結合。”
二、
影響AVP規模化量產最為關鍵的瓶頸在於融合感知能力與精準定位。在車場協同式AVP需要生態體系的逐步完善背景下,單車智慧是跨出的第一步。
今年8月,長安汽車對外發布了 “新汽車、新生態”發展戰略,並首發了無人代客泊車APA7.0,使用者可直接在車庫外下車,由系統自主排隊,駕駛車輛自主透過道閘、自主尋找車位,自主泊車。
同時,APA7.0還將實現電梯口接駕功能,使用者可以提前預約接駕時間,系統自己泊出車位,並在約定時間到達電梯口接駕。長安汽車預計,到2022年底實現覆蓋全國主要城市核心商圈、大型醫院等公共停車場500個。
長安APA7.0實現了超感知硬體系統,共使用27個感測器,5顆專為解決停車場感知的4D成像毫米波雷達,12顆新一代編碼超聲波雷達,10顆高效能攝像頭,單攝像頭畫素達800萬,基於深度學習和多感測器融合實現精準感知。
而這套系統的背後技術輸出方,正是縱目科技,其與長安汽車合作的多款車型的APA6.0平臺遠端智慧泊車量產專案,將於今年下半年正式上市量產。而長安APA7.0將首發搭載於全新平臺首款戰略車型C385。
特斯拉的智慧召喚,是全球最早量產的高階自動泊車系統,智慧召喚功能可控制車輛前往車主所在位置(使用手機GPS作為目的地)或所選位置,並按需繞行障礙物或停穩。
不過,按照使用者手冊的說明,車主必須確保一直可以清晰地看到車輛,並時刻觀察車輛及其周圍情況。同時,僅限在熟知及可預測周圍環境的私家宅院停車場或車道使用。
一些限制條件還包括:智慧召喚功能無法識別車輛行駛方向, 無法在空曠的停車場內導航,並且無法預測交叉路口的交通狀況。在以下情況系統則無法保證正常執行,包括車道為坡路(智慧召喚功能僅可用於平坦路面,最大坡度10%;行駛距離最大145-150米等等)。
此外,按照特斯拉的官方說法,智慧召喚仍然只是一項測試功能。車主必須持續監測車輛和周圍環境,並隨時做好立即採取行動的準備。同時,智慧召喚功能的安全責任仍歸屬駕駛員。
今年以來,國內幾家自主品牌也率先亮相了可量產無人泊車技術的各種版本,比如威馬的無人自主泊車系統(包括無人自主學習泊車和無人高精地圖泊車)、吉利星越L的5G-AVP 1km無人泊車技術、小鵬汽車的VPA停車場記憶泊車等等。
小鵬P7開放的VPA停車場記憶泊車功能,按照官方宣稱,這是行業首個量產且不依賴停車場改造的“最後一公里”泊車功能。
此外,小鵬汽車的方案在路線記憶和可用距離方面比較突出,可支援1000米的可用距離和單車記憶100個地下停車場,適用於多個不同場景。
不過按照車主手冊顯示,這項功能仍是低速輔助駕駛功能,並不是完全的自動駕駛功能。駕駛員需要設定記憶路線和記憶車位,然後在監控情況下隨時保持接管車輛。同時,當前測試版本還無法實現跨越樓層。
新的供應商,也在不斷進入低速自動泊車賽道。
今年二季度,魔視智慧成功拿到廣汽集團乘用車前裝量產平臺化專案定點,並將為廣汽集團旗下主力乘用車車型提供全新一代包括自動泊車、遙控泊車、記憶泊車在內的智慧駕駛功能。
大陸集團則是計劃透過投資人工智慧初創企業Kopernikus Automotive,進入自動代客泊車(AVP)的量產市場,同時覆蓋整車工廠和物流中心的車輛自動下線泊車場景。
另一家傳統Tier1巨頭採埃孚,則是計劃於2022年底在中國品牌汽車製造商的車型上首次搭載自動代客泊車系統。同時,該公司對天瞳威視進行了戰略投資,雙方將共同開發這套系統。
在採埃孚中國電子與駕駛輔助系統事業部工程總監邢勳看來,中國城市化程序的快速發展帶來泊車需求的增長,針對停車難這一市場訴求,低速泊車系統具有很好的應用前景。
三、
隨著從APA到AVP的升級,技術方案也逐步從基於純超聲波到視覺融合泊車、行泊域控一體化方案的演進,功能將從半自動到自動,再到RPA、HPA以及AVP終局功能的落地。
高工智慧汽車研究院監測資料顯示,今年1-6月國內市場(合資+自主品牌)新車APA(含半自動泊車)搭載上險量為124.06萬輛,同比增長48.61%。但反觀搭載率,卻只有12.34%,遠低於行車ADAS的資料。
其中,半自動泊車(車輛不能全部控制轉向/油門剎車/變換檔位)功能佔比40.79%,主要以合資品牌為主。在技術方案上,基於純超聲波方案佔比68.11%。
而在自動泊車部分,基於超聲波與視覺融合方案已經成為主流趨勢,新車搭載市場份額(全部泊車方案)佔比已經超過3成。但不管方案如何變化,這其中,超聲波感測器已經是必備的元件之一,並且對產品效能提出了更高的要求。
考慮到攝像頭可以與行車ADAS進行復用,超聲波感測器以及短距高精度毫米波雷達的需求在持續增長。
其中,目前上車的超聲波雷達主要有兩種,一種是傳統的倒車雷達,用於探測車輛前後的障礙物,也被稱為UPA;第二種是近年來快速起量的APA雷達,安裝在車的四個側面用於自動泊車的障礙物探測和橫向輔助檢測。
在完整的APA系統中,通常採用前後共8個UPA以及車身四角共4個APA。相比較早期普及的4個UPA,12個超聲波雷達配置,也直接帶動相關超聲波感測器廠商的營收快速增長。
以德賽西威此前參股的超聲波感測器供應商奧迪威為例,資料顯示,該公司上半年來自汽車行業收入達到9361.7萬元,同比上年同期增長154.90%,業務毛利率達到26.13%。
奧迪威在上半年年報中披露,隨著自動駕駛和輔助駕駛等功能的配置,以及關鍵核心部件進口替代的趨勢,國產車載超聲波感測器的裝載量加倍增加,對公司而言,目前汽車電子的感測器業務正處於比較好的拓展期。
而根據德賽西威最新發布的今年半年報顯示,智慧駕駛產品線今年1-6月實現營收5.71億元,同比上年同期增長182.68%,主要貢獻就是來自全自動泊車、 360度高畫質環視等產品。同時,代客泊車產品也即將在多家主流車廠客戶的新車型上配套量產。
官方資訊披露顯示,目前奧迪威已經完成AK2超聲波探芯產品的釋出,這是繼UPA、APA之後的最新一代技術,探測更遠、盲區更小、回波更多,具備高度解析度、抗干擾、功能安全以及波形編碼等高階應用需求。
“我們也在考慮擴充套件現有產品以滿足市場需求,比方超聲波感測器。”大陸集團在今年初的CES展上正式披露了超聲感測器(CUS)即將完成量產前的準備工作,並將成為公司自動泊車產品線的關鍵角色。
這款全新一代的超聲波感測器,實現了對干擾具有更高的訊號魯棒性,支援連續訊號傳輸(與傳統順序訊號傳輸相比,有更高的資料速率)。同時,新的感測器是瞄準支援自動駕駛或者安全級別更高的功能落地,比如近距離泊車的緊急制動。
而在產品價值方面,豪恩汽電招股說明書顯示,超聲波雷達系統的毛利率在過去幾年呈現逐年上升的趨勢(在10%到15%區間),同時價格基本保持穩定。而在單車用量方面,8/10/12顆已經成為大部分新車的標準配置。
同時,一部分毫米波雷達技術方案提供商也在尋求突破。
MTK在兩年前釋出了一款Autus R10超短程毫米波雷達晶片,集成了基帶DSP、射頻(RF)和封裝天線。由於其緊湊的設計,Autus R10只需要一個簡單的三線介面就可以連線到外部電子控制單元(ECU)。
這款同樣採用整合天線設計的雷達晶片,成品元件的探測範圍在10cm到20m之間,官宣引數為提供超過130度的水平視場(FOV),減少了所需雷達感測器的數量。同時,提供大於90度的垂直視場(FOV),減少縱向盲點。
與超聲波方案相比,Autus R10除了具有更大的探測範圍和更遠的探測距離,還能提供速度資訊,而這一點是超聲波的弱項。此外,Autus R10的緊湊設計,使得感測器可以放置在保險槓裡面,不需要像超聲波那樣外露。
按照官方的應用範圍,Autus R10支援多種場景,包括泊車輔助、自動泊車、後方自動緊急制動、交叉交通警報、車門開啟警報和超短距離盲點監控。
還有一家晶片巨頭德州儀器,也把目光瞄準了超短距雷達晶片。作為基於RFCMOS的AWR1x系列晶片之一,AWR1642在整合發射、接收和本振器在單一晶片基礎上,更進一步整合一個微控制器單元(MCU)和一個數字訊號處理器(DSP)。
作為目前市面上整合度最高的雷達晶片,同時將控制單元和訊號處理晶片放在同一個晶片上,與其他解決方案相比,減少了近60%的PCB空間。
而在AWR1x的晶片產品組合中包含了三種不同的晶片解決方案,可以應用於從超短程雷達(USRR)到成像雷達(RI),並覆蓋傳統的短中長距雷達應用。
與此同時,DSP可以濾除噪音,使晶片能夠探測到非常小的運動,以及車內有人或動物存在的呼吸,可以區分人與靜態物件。
此前,現代摩比斯就推出了一款基於超短程雷達(USRR)的低速感知系統,解決超聲波(受風或噪聲影響)和攝像頭(在黑暗中無法識別物體)的缺點,從而提高系統的效能,在不同感測器的組合下達到價格競爭力。
傳統的泊車輔助技術,目前非常受限於超聲波雷達的供應及效能瓶頸,為此,現代現代摩比斯還申請了從感測器到控制演算法等一系列技術專利。這款USRR有效探測距離在5米左右,基於對遠距離目標的預先檢測,並在目標到達有效碰撞範圍時發出預警和緊急制動。
目前,現代摩比斯已經驗證了這項技術在12種場景下的實際效能,包括附近的行人和物體、狹窄的停車位和減速帶的檢測,同時提供R-AEB功能的複用。
此外,超寬頻(UWB)技術也被引入低速泊車場景,透過與V2X的融合應用,可以大幅增加精確定位、安全識別和超低延遲、高更新率等功能,可以提供精度低於10釐米的距離測量。同時,基於UWB數字鑰匙,實現更安全的無鑰匙進入功能,完成從下車到上車的完整閉環。
在高工智慧汽車研究院看來,隨著圍繞自主代客泊車應用的產業鏈技術、產品及方案的日趨成熟,生態體系的建立、更多供應商的進入以及相對高速、城市自動駕駛更少受限於政策法規,市場啟動已經明確。