自主巡航:大陸集團展示高速公路高度自動化駕駛的未來
內容來源:《汽車零部件》雜志社    瀏覽次數:1461    更新時間:2017/10/16

在高速公路上,高度自動化駕駛車輛不再只是不切實際的幻想。2012年,大陸集團已經在美國內華達州的公路開始測試這些系統。目前,這家科技公司已經在德國、美國、日本和中國建立全球開發車輛。自主巡航的功能是:使車輛能在高速公路接替駕駛員按照該國交通法規完成駕駛任務。車輛和駕駛員切換駕駛任務的節點是:在即將離開高速公路時,駕駛員重新接替駕駛任務。任務的切換由經過測試的車載專用人機界面啟動。即使駕駛員由于健康等原因在提示接替時無法做出回應,車輛也能自動停止。這就是人們所說的最小風險策略,即車輛識別可以安全停車的位置,并自動駛向該位置。將于2020年投產的自主巡航具備這些功能。

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大陸集團底盤與安全事業部系統集成與技術開發部負責人Ralph Lauxmann說道:“就安全性而言,自主巡航有兩大優勢。首先,自動化既能規避常規駕駛過程中的人為失誤確保駕乘的舒適性。其次,自主巡航擁有普通車輛所不具備的附加備用模式。如果駕駛員因故無法重新接替駕駛,自主巡航都會安全地停止車輛!

如果駕駛員失誤,備用方案”啟動
駕駛員可能不喜歡聽到駕駛失誤的說法。但是,道路事故的最大風險始終是駕駛行為。大約90%的交通事故源于駕駛行為。因此,在實現零愿景——實現道路交通零傷亡、零事故的道路上,自動化駕駛是關鍵一步。自主巡航可以在高速公路接替駕駛員完成駕駛任務。在此過程中,駕駛員可決定采用部分自動模式——駕駛員仍需對系統進行監控,或者采用在不久將來即可實現的高度自動化模式——駕駛員可把注意力轉移到其他活動上。

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一旦自主巡航被激活,輔助及自動化駕駛控制單元 (ADCU) 的中央控制單元將對車輛環境傳感器(如:攝像機、雷達和LiDAR)的數據進行分析。自主巡航的算法利用這些數據對車輛的周圍環境進行360度建模。該模型結合高分辨率地圖,包含所有移動和靜止物體以及道路和車道。車輛在該模型中的位置可連續且精確地得到定位。據此,算法可以識別車輛按照交通法規安全行駛的區域,并駛向這些區域,完成駕駛任務。因此,自主巡航可以自動變道和超車。

具有“人工心理分析”特點的互動理念

在即將到達高速公路出口時,車輛會按照相應情況提示司機及時接替駕駛。為使車輛能夠確定駕駛員是否在駕駛艙且準備好接替駕駛,大陸集團用車內攝像頭和智能算法來分析和了解駕駛員的注意力情況。就如同“人工心理分析”,車輛借此推測駕駛員對當前路況的關注度,或者推測出駕駛員是否正專注于完全無關的其他事情。根據情況,切換過程也可用于其他信息策略。如果駕駛員仍然沒有接替駕駛任務,隨著車輛逐漸接近接替駕駛位置,逐步加強該輸出信息。
除了通過光學和聲學方式以外,自主巡航還可通過更加明顯的座椅振動來提醒駕駛員接替駕駛。如果駕駛員仍無反應,自主巡航將啟動最小風險策略。此時,車輛將自動化駕駛到故障車道并停車。如果沒有故障車道或者故障車道堵塞,車輛要么停在車道上并打開汽車故障報警燈,要么低速行駛直至找到合適的停車點。

大陸集團自主巡航項目負責人Ibro Muharemovic解釋說:“不幸的是,在駕駛中偶爾會出現駕駛員因為健康問題而無法做出及時反應的情況。當前還沒有解決該問題的辦法。只有通過自動化駕駛,我們才能在此類緊急情況下幫助駕駛員脫離險境!


具有安全架構和安全管理程序的自動化

這一最低風險策略在駕駛員未做出反應或出現技術故障時都可發揮重要作用。借助該策略,汽車的潛在傳感器故障可通過被稱為安全管理程序的連續運行監測級設備識別出來。大陸集團子公司Elektrobit (EB) 曾經通過提供EB tresos安全管理解決方案,為自主巡航的建造提供協助。EB目前在為安全相關電子控制元件提供軟件解決方案,這個元件是自主巡航開發的關鍵構件。Muharemovic說道:“對于自動化駕駛來說,車輛執行最低風險策略的能力至關重要,因為我們希望能確保車輛在任何情況下都能安全行駛,F在,我們已經處于自主巡航開發的關鍵階段。
自主巡航擁有冗余設計。因此,即使個別傳感器出現故障,車輛仍可執行駕駛任務。這是指:不僅各類型傳感器各自擁有單獨的網絡體系,而且除ADCU之外,另外還有自動化路徑——安全域控制器 (SDCU)。SDCU本身還包括一個自動化解決方案。因此,如果自動化達到控制極限,或者某種傳感器由于技術原因而失效,最小風險策略立即會啟動。同時,在車載制動系統和轉向系統中還設置有備用模式。


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