汽車技術趨勢13-智能汽車冗余系統研究|世界快訊

1.自動駕駛

(資料圖片僅供參考)

智能汽車，最基本的配置那得是自動駕駛呀！根據2020年3月工信部發布的《汽車駕駛自動化分級》國家標準，自動駕駛被分為“0-5”六個等級，其中L5級就是自動駕駛的終極目標——完全自動駕駛，即車輛控制完全由人工智能接管。

當然，要實現L5級別的完全自動駕駛還需經過長時間的科技積累，目前人類對自動駕駛的研究來到了L3級別——有條件自動駕駛。

擁有L3級別的自動駕駛的智能汽車，可以在高速、城市這些道路狀況良好的地方啟用自動駕駛，由人工智能來控制車輛，當然，駕駛員還是需要保持注意力，遇到特殊情況時，接管車輛控制。

2. 未來駕乘體驗

智能汽車肯定要和傳統的汽車有區別，需要有未來感的駕乘體驗，這就需要智能汽車的一系列細節設計。

智能召喚功能，一鍵召喚，汽車會自動開到你的身邊，再也不會出現在地下停車場找不到車的窘境了。

智能泊車功能，司機下車走人，汽車自己完成倒車入庫和側方停車的操作，再也不用對科目二有陰影了。

智能大燈，可以自動追蹤鎖定行人的移動，在不減弱亮度的情況下避讓行人的頭部，只照射在肩膀以下，使行人不炫目。甚至大燈可以投射出斑馬線，為前方行人提供安全的道路通過條件。這些并不是單純的概念，智能交互投射大燈去年就已被中國新創公司華人運通宣布量產，預計會首次搭載于華人運通旗下豪華純電品牌高合汽車首款量產車，該量產車也將在今年正式上市。

智能車門，無門把手的設計既能減少車身干擾阻力，人臉識別的解鎖又能盡顯尊貴優雅，帶來前所未有的進出車門體驗。

有這樣一個經典問題，人進入汽車需要幾步？

以前的回答是：解鎖——把門打開——人坐進去——把門關上。

在智能汽車時代，答案則變成了：上車。

而人臉識別，解鎖，門的開闔這些操作，全部都可以交由人工智能搞定。

用簡單的一句話總結，智能汽車就是要徹底改變你所認知的駕乘習慣。

3.安全

智能汽車的安全性絕對不可以忽視，這塊內容的優先級必須靠前！

首先要談的是駕駛安全，近幾年，特斯拉、Uber的自動駕駛汽車都出過事故，這讓智能汽車的安全性越來越受到大家的關注。

那么，該如何保證自動駕駛的安全呢？目前業內的做法是在硬件上加冗余設計，通過重復配置某些關鍵設備或部件，保障系統的正常運行，比如感知冗余、通訊冗余、制動冗余、電源冗余、轉向冗余這些設計，都會讓自動駕駛的運行更加安全和可靠。

此外，信息安全同樣非常重要，有這樣一句話流傳甚廣——智能汽車就是帶著4個輪子的手機，手機里有多少個人信息，智能汽車里也會有，所以在信息安全方面的多層防護體系也是必要的。

4.高級交互

提到語音交互，大家首先想到的可能是蘋果的Siri，微軟的小冰，小米的小愛同學，以及一些汽車里的語音助手，這在生活中都很常見。

但有一個問題是，這種語音交互比較被動，通常都是用戶發出命令，人工智能進行冷冰冰地機械回復。

智能汽車上的語音交互，必須更進一步，要成為一個主動式的、情感型的人工智能伙伴。

目前已經有車企在探索這一領域，在今年的世界人工智能大會上，華人運通與微軟合作，將在高合汽車的首款量產車上，搭載HiPhiGo——一個主動式的人工智能伙伴。

微軟是語音合成領域的大牛，HiPhiGo的聲音將富有情感，與人類真實聲音相差無幾，此外，這個人工智能小伙伴還可以通過攝像頭來檢測主人的情緒，“為你放首歌、幫你打開窗，為你調溫度”，智能汽車上的高級交互非常讓人期待。

5.智能座艙

智能汽車時代，駕駛室不再是駕駛室，而應該升級為智能座艙，這可不簡單是一個名字的改變！

座艙，要有未來感，設計理念包括但不限于超大空間、影音大屏、自動調節的座椅，以及按摩加熱通風等功能，擁有一輛智能汽車，駕駛不再是一種負擔，而是一個全程享受的過程。

6.智慧路面

在提到智能汽車這個話題時，智慧路面也是一個值得探討的概念！

前面提到特斯拉自動駕駛汽車出事故，根本原因就是人工智能的識別能力不足，在2016年的事故中，人工智能將白色的貨車識別成了天空，這才導致了悲劇的發生。

讓智能汽車的AI達到人類的識別能力，很難很難！但如果是機器與機器交流呢，這樣就不會犯錯了！

出于這種考慮，智慧路面的概念被提出來，假如給車、路、標識牌都加上傳感器，那么智能汽車就可以通過“交流”認知外界環境，而非單純的識別。

智慧路面的建設，可以讓智能汽車更加“聰明”。

最后還有一點很關鍵，所有對智能汽車的想象，都必須是切合實際的，不能是空中樓閣，否則還是科幻片里虛幻的概念。智能汽車什么時候能量產？什么時候才能進入我們的生活？這個問題是大家最關注的。

1、 總體冗余設計方案

博世自動駕駛系統的冗余設計方案，貫穿了實現自動駕駛整個過程中的各個技術環節；如環境感知、定位、決策與規劃、執行等各模塊均采用了冗余的系統解決方案。

2、各模塊冗余設計解析

2.1 環境感知模塊冗余設計

自動駕駛的感知層面，博世采用超聲波傳感器+毫米波雷達+攝像頭+激光雷達多傳感器冗余方案。由于不同傳感器其工作原理、技術特性各不相同，這就決定了其適用的應用場景各異，故采用多種傳感器相融合的方式以應對各種可能發生的場景狀況，以保證系統冗余。

2.2 定位模塊冗余設計

基于衛星信號的絕對定位和基于道路特征的相對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，兩種定位方案相互校驗的，保證車輛的精準定位；

1）基于衛星信號的絕對定位：衛星定位智能傳感器（VMPS），集成了GNSS信號接收器、高精度慣導IMU及信號糾偏服務，能保證多種工況下定位穩定，精度可達20厘米以內。

2）基于道路特征的相對定位：通過車載傳感器（攝像頭、雷達）采集生成道路特征數據，并實時上傳到云端后臺與高精度地圖進行比對，以此來確定汽車在當前車道中的位置，從而實現厘米級定位。

2.3 決策模塊冗余設計

博世在L3級的自動駕駛功能中，會配置兩套核心運算單元（即域控制器）。整車E/E架構也會做相應的冗余設計與之相呼應；總之，從整車架構層面、功能定義層面，到系統的分解，到部件的軟硬件設計等都采用了冗余架構設計理念；

2.4 執行模塊冗余設計

1）制動系統：ESP 9.3與iBooster形成了整車制動的雙重保障

iBooster 即電控剎車系統，它通過油壓電控機構代替了傳統的真空助力泵，有更快速的剎車響應速度；可以在ESP失靈的情況下，幫助車輛安全剎車制動，防止車輛失控的發生；

2）轉向系統：采用其最新的線控轉向系統 — 配備了兩套電機，兩套電源以及兩套繞組

該線控轉向系統從控制領域來看，無論電源、傳感器和執行部件等，整套系統實際上是并行的兩套完全一致的獨立控制系統，一旦其中之一出現任何故障，都會直接切換到另外一套系統繼續實現控制功能，雖然他們之間會協同調控，但并不存在相互干涉影響的問題，這就保證了兩套控制系統的獨立性。

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