近日,工信部裝備工業(yè)司發(fā)布了《2018年智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》,提出加快推進(jìn)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)標(biāo)準(zhǔn)的制定,如盲區(qū)監(jiān)測(BSD)、汽車事件數(shù)據(jù)記錄(EDR)、乘用車和商用車自動緊急制動(AEB)、乘用車車道保持輔助(LKA)等6項已立項國家標(biāo)準(zhǔn)的研究制定;加快推動泊車輔助、商用車車道保持輔助(LKA)等2項國家標(biāo)準(zhǔn)的立項工作。
2018年4月1日,9米以上營運(yùn)客車強(qiáng)裝FCWS、LDWS正式執(zhí)行,這也標(biāo)志著國內(nèi)ADAS功能正式進(jìn)入了強(qiáng)制安裝的時代?,F(xiàn)在只是少數(shù)營運(yùn)客車先行,未來相應(yīng)的貨車、乘用車也必將會安裝ADAS功能。
在此背景下,我國對ADAS標(biāo)準(zhǔn)的制定與規(guī)范,就顯得尤為迫切了,這也是為什么工信部發(fā)布上述文件的原因。
但,ADAS標(biāo)準(zhǔn)本身并沒有官方明確定義,自動駕駛各等級的標(biāo)準(zhǔn)也只是參考美國交通部下屬的NHSTA(國家高速路安全管理局)以及SAE International,即國際汽車工程師協(xié)會。
二者之間有重疊部分,但并未明確,而由于我國制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)通常是借鑒國外成熟經(jīng)驗,此次工信部推進(jìn)制定ADAS官方標(biāo)準(zhǔn)屬全球首次,當(dāng)中是否有難度?接下來將通過簡單剖析已立項制定標(biāo)準(zhǔn)的ADAS功能,以及其在國內(nèi)的技術(shù)狀況,分析ADAS標(biāo)準(zhǔn)制定的難與易。
ADAS之技術(shù)攻艱
LKA(Lane Keeping Aid)車道保持輔助
要實(shí)現(xiàn)LKA車道保持輔助功能,主要的技術(shù)難點(diǎn)分為3個部分。一,車道線可靠識別(算法優(yōu)化難);二,識別以后對車輛的連續(xù)控制(車輛動力學(xué)控制難度大);三,前裝市場難介入(前裝市場被壟斷,商業(yè)博弈存在很多未知因素)。
第一,基于視覺感知的車道線識別系統(tǒng)只能通過算法的優(yōu)化或者深度學(xué)習(xí)來更可靠的識別車道線,但不能達(dá)到100%車道線識別:因為識別車道線的視覺攝像頭,高度依賴于環(huán)境光線,在惡略天氣影響、隧道口明暗變化、虛實(shí)線交錯變化、環(huán)境陰影、光照反射不均勻、車道線被損毀,沙土覆蓋等等不確定環(huán)境因素的情況下,車道線識別難度大;
第二,連續(xù)平穩(wěn)控制車輛是技術(shù)難點(diǎn),當(dāng)視覺系統(tǒng)已經(jīng)識別出車道線并且構(gòu)建出3D模型的情況下,如何控制車輛在不逾越車道線的情況下還能保持動作的連續(xù)性和乘坐舒適性是國內(nèi)大部分ADAS企業(yè)的一大難點(diǎn),因為實(shí)現(xiàn)車輛的連續(xù)控制,對車輛的動力學(xué)方面有很高要求。
BSD(Blind Spot Detection)盲區(qū)監(jiān)測
BSD預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警要求測試方法,要求對于車輛后方30m距離的接近車輛(行人)做出監(jiān)測,對于速度分別是10m/s,15 m/s,20 m/s接近車輛(行人等),預(yù)警時間大于2.5秒,3.0秒,3.5秒 。
一般通過集成在側(cè)面和正后方的視覺傳感器就可以達(dá)到測試標(biāo)準(zhǔn),但視覺傳感器對環(huán)境要求較高,如隧道口明暗變化、雨雪天氣等,產(chǎn)生錯報和漏報幾率高,所以實(shí)現(xiàn)可靠的BSD最佳技術(shù)路線是視覺搭配雷達(dá)。
市場上應(yīng)用最看好的就是微波雷達(dá)(毫米波雷達(dá)),但是國內(nèi)目前微波基礎(chǔ)元件和系統(tǒng)還不具備批量應(yīng)用的技術(shù)條件,特別是77HZ微波器件的模塊化、微波單片集成電路(MMIC)大部分只能采取進(jìn)口。
FCW(Forward Collision Warning)前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)
FCW感知系統(tǒng)只采用視覺攝像頭(單目),對于少見,還未被收錄的物體,其甄別能力幾乎無效。對于暴雨、大霧、強(qiáng)光等惡略天氣存在誤報漏報情況,所以只采用單目攝像頭的FCW實(shí)用性不高。
如果不考慮成本,用毫米波雷達(dá)可以嗎?答案是行,沒問題。但毫米波雷達(dá)優(yōu)勢在于惡略天氣穿透性高,對金屬反射性高,適用于長距離車輛檢。而對生物體(小貓、小狗)卻具有在穿透過性,存在漏檢情況;
而且毫米波垂直方向視角小,分辨率低;對金屬反射性強(qiáng),例路面有如易拉罐,就會有很強(qiáng)的信號,這無異于增加了后期的數(shù)據(jù)處理難度,所以要實(shí)現(xiàn)理想的FCW最優(yōu)技術(shù)路線是采用視覺+雷達(dá)。
但是目前市場的毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)主要由大陸、博世、電裝、奧托立夫等傳統(tǒng)汽車零部件巨頭所壟斷,特別是77GHz 毫米波雷達(dá),只有少數(shù)幾個國外公司掌握該技術(shù)。我國毫米波雷達(dá)仍然處于研發(fā),試樣送檢階段,目前并沒有可實(shí)現(xiàn)大批量量產(chǎn)(上萬臺)的毫米波雷達(dá)企業(yè)。
自動緊急制動 Autonomous EmergencyBraking(AEB)
AEB與前面講到的FCW在環(huán)境感知層面上存在著相同的技術(shù)難點(diǎn)。在控制層面由于乘用車多采用真空剎車助力或電子剎車助力,制動過程中其主要剎車力是由駕駛者施加,要實(shí)現(xiàn)AEB獨(dú)立主動剎車,需要對傳統(tǒng)的剎車結(jié)構(gòu)做部分改進(jìn),這也是一大技術(shù)難點(diǎn)。
而且AEB結(jié)合剎車系統(tǒng)也需要剎車系統(tǒng)端口開放融合,我國大部分車企底盤電子系統(tǒng)都掌握在國外供應(yīng)商手里,而國外的供應(yīng)商少有開放全部功能接口,以及提供足夠的技術(shù)支持。
ACC(Adaptive Cruise Control)自適應(yīng)巡航
目前ACC也存在多個技術(shù)盲區(qū)。
第一是制動力度弱,當(dāng)前車緊急制動,ACC設(shè)定最大減速度g值為0.35g(g是重力加速度,1g等于9.8m/s)明顯小于正常剎車 0.8g以上,也就是說如果前方駕駛員突然急剎車,ACC自適應(yīng)巡航存在追尾風(fēng)險;
二,只依靠視覺感知的ACC的甄別能力可靠性不高,尤其是前方車輛,裝載超長物體時,(測試過特斯拉MODEL S 90D ACC系統(tǒng),當(dāng)設(shè)定距離不變,前車是較大的泥頭車,ACC功能完全失效)ACC能識別汽車,但是不能識別不規(guī)則貨物,在復(fù)雜路況下,會嚴(yán)重影響安全跟車距離。
注:G是重力加速度單位,值約為每秒每秒10米,人靜止?fàn)顟B(tài)時所受到的重力加速度為1G。加速時車手要受到向后方向的加速度(加速G值:時速0-100公里能夠用多少時間達(dá)到,時間越小G值越大,反之亦然),左轉(zhuǎn)彎時車手要受到向右方向的加速度等,對于車而言,g值越大性能越好。
汽車在出廠前測試中,會對橫向縱向的G值進(jìn)行測試。汽車在正常行駛過程中,G值是有范圍的~~~~,多少是正常,多少是不正常,對應(yīng)不同速度~~~~~。一般人受到了超過3個G值就會感到不舒適。
國內(nèi)ADAS技術(shù)于攻堅階段,依靠視覺感知為主的ADAS公司和產(chǎn)品達(dá)到了80%以上,可量產(chǎn)視覺融合雷達(dá)感知的ADAS公司少;
與整車企業(yè)協(xié)同研發(fā)能力弱,大部分自主車企其底盤電子系統(tǒng)都掌握在國外供應(yīng)商手里(例如博士、大陸、電裝等等傳統(tǒng)汽車零配件巨頭)涉及到車輛主動橫向與縱向控制的ADAS功能需要多系統(tǒng)結(jié)合,而國外的供應(yīng)商少有開放全部功能接口,以及提供足夠的技術(shù)支持。
在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下制定強(qiáng)制性ADAS標(biāo)準(zhǔn),意味著大部分車企只能引進(jìn)外資ADAS產(chǎn)品,其成本較高,市場接受程度不高。
而且據(jù)中汽研究相關(guān)人士告知:“即便是外資企業(yè)在本國生產(chǎn)ADAS產(chǎn)品,也不可能強(qiáng)制推廣,因為中國路況和歐美路況有很大區(qū)別,有時應(yīng)用場景要復(fù)雜更多, IER-1,mobileye,博世等公司,其ADAS在中國道路也有水土不服的情況”。
國產(chǎn)ADAS供應(yīng)鏈的跛足之勢
通常實(shí)現(xiàn)ADAS所需的傳感器有攝像頭、雷達(dá)等,那么國內(nèi)廠商在這方面的實(shí)力如何呢?國內(nèi)攝像頭有不少的廠商,如:歐菲光、舜宇、邱泰、精度光學(xué)。攝像頭是一個基礎(chǔ)的器件,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。相應(yīng)的做ADAS視覺方案的公司,通常會選擇采購、定制的方式。
算法是ADAS的核心,跟行業(yè)龍頭Mobileye相比,國內(nèi)minieye、maxieye、前向啟創(chuàng)、創(chuàng)來科技、蘇州智華、中天安馳等公司還需要更多時間積累。
毫米波雷達(dá)方面,市場上主流工作頻率是24GHz和77GHz,77GHz相比24GHz探測距離更長,主要由博世、德爾福、大陸、電裝、采埃孚等傳統(tǒng)汽車零部件壟斷,國內(nèi)企業(yè)如易來達(dá)、川速微波、傲酷雷達(dá)、安智杰、木牛領(lǐng)航、承泰科技、杭州智波、蕪湖森思泰克、北京行易道等也在開發(fā)毫米波雷達(dá)產(chǎn)品有所突破。
總體而言,國產(chǎn)供應(yīng)商在24GHz機(jī)會較少,而77GHz的量產(chǎn)雷達(dá)還未形成規(guī)模,整體還處于劣勢,在價格和技術(shù)成熟度方面難與國外廠商競爭。
夜視儀能夠提高汽車夜間對周邊環(huán)境的感知能力,根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國汽車夜視儀市場調(diào)研報告》中顯示,由于汽車夜視儀對于技術(shù)要求較高,國外企業(yè)多有軍工背景,如美國雷神、日本NEC、美國RNO、奧托立夫等;
近年來中國汽車夜視儀發(fā)展快速,行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)保千里、高德紅外、神戎電子等企業(yè),并且逐步進(jìn)入汽車前后裝市場。
另外,基于芯片的計算平臺主要被瑞薩電子、意法半導(dǎo)體、ADI、德州儀器、英偉達(dá)等壟斷。其他量產(chǎn)L2/L3車型也無外乎選用Mobileye的前端視覺方案。在核心的芯片層面,中國全賴進(jìn)口。
如此看來,國產(chǎn)供應(yīng)商在攝像頭、毫米波雷達(dá)、計算平臺的芯片領(lǐng)域,都受制于外企。而即使是芯片以外的功能應(yīng)用,視覺、雷達(dá)也尚處早期,相應(yīng)初創(chuàng)公司首要問題還是在解決生存問題。
ADAS標(biāo)準(zhǔn)不會快速落地
據(jù)《高工智能汽車》對自主主流車企已上市發(fā)布的車型及其配置ADAS功能統(tǒng)計:其中ADAS配置水平在主要集中在L0到L1級別,主要是各大車企的旗艦型車型為主。
其中領(lǐng)克O1為ADAS普及率最高,共有17項目(上表只列舉了主要功能),長城VV7只配置了ACC功能,奇瑞瑞虎7只有基于單目的LDW功能??傮w來看,前傳車企ACC功裝車率較高達(dá)到了80%,其次是LDW和AEB功能達(dá)到了60%。具體如下圖
ADAS前裝市場滲透率底,已經(jīng)量產(chǎn)具有ADAS的傳統(tǒng)車廠,為了保證其產(chǎn)品的可靠性能選擇第一就不會選擇第二:
已經(jīng)上市,配置有ADAS功能的車型,其ADAS功能的搭載情況:
據(jù)《高工智能汽車》對自主主流車企即將上市發(fā)布的新車及其配置ADAS功能統(tǒng)計:搭載有ADAS功能的新車其LDW、AEB、ACC普及率達(dá)到了100%,F(xiàn)CW、LKA、BSD普及率達(dá)到了80%,DAC以及DOW功能值也達(dá)到了60 %。
隨者技術(shù)的逐步成熟和產(chǎn)品價格的下降而提升,目前ADAS正逐步由高端車型向中端車型滲透,其中主要分布趨勢是,進(jìn)口滲透率高于合資,自主品牌次之。
從2016款別克昂科威、全新沃爾沃S60等高價位車型,到2017款價位稍低的大眾凌渡、斯柯達(dá)全新速派等車型,2018年上市的新車,例如MG6(14.68萬,配置有ACC/AEB/FCW/LDW/SAS等7項ADAS)、長安CS55,吉利博越等等已經(jīng)開始裝備部分ADAS功能。
隨著進(jìn)口以及合資車型已經(jīng)普遍搭載了ADAS功能,自主車企車企大規(guī)模量產(chǎn)對ADAS產(chǎn)品的穩(wěn)定性要求更高,雖然部分國內(nèi)ADAS科技企業(yè)已經(jīng)具備部分功能控制類Adas算法的研發(fā)與生產(chǎn)能力,但是由于車企的大規(guī)模量產(chǎn)特性,而且搭載ADAS功能的車型主要依旗艦型為主,對零部件供應(yīng)商在穩(wěn)定性,規(guī)模量產(chǎn)能力上要求較高,能選第一就選第二。
在這方面,國內(nèi)ADAS企業(yè)還需要市場考量,暫時難以進(jìn)入OEM供應(yīng)體系。
即將上市配置ADAS功能車型及其ADAS功能配置分布狀況。
所以在目前階段,不管是L1/L2還是L3的ADAS產(chǎn)品,在與安全息息相關(guān)的情況下,主機(jī)廠一定選最好的(最安全的),而不會選排名第二的。從這些特征看ADAS的國產(chǎn)化進(jìn)程似乎還處于第一階段向第二階段邁進(jìn),即市場仍在培育中,作為國內(nèi)的一些ADAS企業(yè),還需要市場檢驗,短時間進(jìn)入不到前裝市場。
基于以上考慮:國內(nèi)不會在短時間內(nèi)推出強(qiáng)制性先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)標(biāo)準(zhǔn),因為這意味著國內(nèi)大部分ADAS企業(yè)無緣于前裝市場,生存困難。
根據(jù)中汽研參與制定ADAS標(biāo)準(zhǔn)人員透露:制定ADAS標(biāo)準(zhǔn)過程會循序漸進(jìn)的過程,主要是先從商用車開始,最后普及乘用車,在未來一定會采取強(qiáng)制性ADAS標(biāo)準(zhǔn),制定本土化ADAS標(biāo)準(zhǔn)過程會參考ISO文件,借鑒歐美國家已有經(jīng)驗。
具體實(shí)施還需要看國內(nèi)ADAS技術(shù)的成熟度、成本優(yōu)勢等,這個過程也需要不少的時間。
與此同時,各大自主品牌車企都將L3/L4預(yù)研項目量產(chǎn)時間確定在1-2年之后(2019-2020年),也給核心部件國產(chǎn)廠商留出一定的時間窗口。
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原文標(biāo)題:高階ADAS核心部件國產(chǎn)化“黎明破曉”,兩年后的L3/L4正是機(jī)會 | GGAI深度
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