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同济朱西产:5G重新定义智能汽车

时间:  2021-09-27 23:06   来源:  汽车总站网    作者:  Spring

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2021年9月25日,2021世界智能网联汽车大会在北京隆重开幕。大会由北京市人民政府、工业和信息化部、公安部、交通运输部、中国科学技术协会共同主办,工业和信息化部装备工业发展中心、北京市经济和信息化局、中国电子信息产业发展研究院、北京市顺义区人民政府、中国国际贸易促进委员会机械行业分会、中国电工技术学会共同承办。本届大会主题为“引新荟智 绿创未来”。
在2021年9月26日下午的顺义专场城市复杂场景自动驾驶应用,同济大学汽车学院教授汽车安全技术研究所所长朱西产教授发表了“自动驾驶的技术挑战及5G的应用”演讲。
同济朱西产:5G重新定义智能汽车
以下为演讲全文:
王老师讲的非常宏观,我从汽车的角度谈一谈对自动驾驶以及5G应用的看法。
4G移动互联网催生了智能手机,智能手机的神奇我们都已经看到了,它彻底改变了社会,改变了我们的生活。5G大家也说好像用手机去推5G不太推得动,我现在4G的手机觉得也没什么大毛病,5G可能是为物联网而生,移动物联网而生。在移动物联网里面,汽车是移动物联网里面最重要的一个问题,当然还有无人机、无人船、机器人等等这些也都应该是移动物联网里面的终端,这些终端将成为在5G的推动下,将成为智能终端。所以智能汽车现在也已经成为一个新的热点,今后的智能生活里面,智能手机和智能汽车是生活中不可或缺的一个伙伴,对智能手机基本上满意了,对智能汽车是不满意的,在今天我们在5G技术的推动下,重新定义智能汽车的同时,也有可能重新定义智能手机。手机厂造汽车的,汽车造的不错的吉利说我也造手机,手机和汽车将是未来生活中非常重要的两个伙伴,左膀右臂。最后的理想手机成为口袋里的汽车,汽车成为移动的手机。
对于智能汽车的很多资源现在已经进入到了智能座舱,汽车如果没有智能座舱,这辆车肯定卖不出去,智能座舱已经成为必要的,但是对于智能汽车来说,光靠信息服务带来的智能是不够的,智能的汽车更重要的是智能驾驶,自动驾驶是智能驾驶的珠穆朗玛峰,希望这辆汽车可以脱离人的驾驶,甚至可以无人驾驶,如果这辆汽车真的可以实现无人驾驶,汽车的革命就到来了,智能手机的革命终于发现智能手机不是电话机,但是我们到现在为止,如果不能实现无人驾驶,智能汽车再怎么着还是一个交通工具,更大的空间是不存在的,所以我们需要一个无人驾驶,智能汽车的最高峰应该是无人驾驶。
现在我们看看从智能驾驶角度来说,汽车在发生什么样的改变。我来自传统汽车行业,传统汽车行业首先是看到交通事故,汽车碰撞安全,终于发现汽车普遍以后,交通事故的伤亡实在太大了,提出来了被动安全。1959年通用汽车就有用毫米波雷达避撞由电子工程师提出来的安全方案,机械工程师提出来的方案安全带,过去30年的发展中,机械工程师提出来的安全方案获胜,电子工程师提出来的避撞的方案无法实施,随着电子技术的发展,在今天我们说一辆智能的汽车,一辆安全的汽车,光有刚强的车身,有安全带,安全气囊还是不够,因为全球一年交通事故的死亡人数还是高达130万人,随着电子技术的发展,电子工程师提出来的避撞的方案再一次引起了重视,毫米波雷达,包括摄像头成为了一辆安全的车必备的装备,这就是自动驾驶里面初级的智能,驾驶辅助系统,它的环境感知是一个可以大批量制造的,不贵的,只有300、400块钱我估计迟早变成300块钱以下,一个77级的毫米雷达和百元级的自动摄像头,现在这个车上如果没有一个毫米波雷达,没有摄像头,连安全的车都不是了。毫米波雷达和摄像头在全球迎来了产业巨大的量产,全世界汽车的产量毕竟接近9000万辆,现在一辆车上一个毫米波雷达,一个摄像头,这是最基本的配置。一个摄像头,三个毫米波雷达,再好一点的车型会配五个毫米波雷达。
L2级的辅助驾驶说实在话谁也不会用它,这样的一辆车,L3对于单车智能来说,一辆私家车来说,L3是大家希望的,我这里找了一幅这样的场景,就是我们在开车的时候可能手机上的事情还是要处理一下,跟旁边的人要交流一下,双手要脱离方向盘,所以L3仍然是人机共驾,跟L2的差别,双手是可以脱离方向盘的,L2双手是不能脱离方向盘的,所以L2的辅助驾驶是没人喜欢的,L3可以双手脱离方向盘,这种浅层次的脱离是可以的,但是跟L4的差别,L3的车双手可以脱离方向盘,但是不能睡觉,不能睡着,L3也有一个难处就是可以脱离驾驶,又不能深度脱离驾驶,这个度怎么把握,所以有的企业说我不做L3,我干脆直接做L4,但是你要知道L4有多难,这个车脱离了驾驶员,脱离了人类驾驶员的监管,到底能不能完全代替,够呛。这几年动向的目标是L3,要达到L3,就算是短时间的脱离驾驶,整个车的电子构架发生改变,传感器发生了改变。今年车展引爆的两款车,一个特斯拉,一个华为,我们说今年上海4月份的车展就是对华为进入自动驾驶的欢迎会和对特斯拉自动驾驶的批判会,自动驾驶我们说今年应该说是元年,针对的是L3,大家竞争的是一个高点,乘用车生产量最大的车型,如何使辅助驾驶达到L3。
这些新车型,前面也有领导提到,毫末智行出的首款车跟原来的车最大的差别,包括华为,他们的共同特点是电子构架发生了改变,车联网已经变成了以太网,地图来支持驾驶。所以他们的功能叫NOP或者NGP,有地图,过去我们认为地图是不可靠的,现在我们必须给汽车的驾驶画一张非常可靠的高精度的地图。环境感知传感器有了高算力支持以后,从毫米波雷达变成高清摄像头,可以看到各家的方案,百度的方案10个高清摄像头,华为一口气上了14个高清摄像头,这些高清摄像头会带来大量算力的需求,几百个tops,英伟达以算力为王,已经为汽车开发了1000个车规级的预控制器。环境感知传感器从工业级的毫米波雷达变成了高清的摄像头,要不要激光雷达,现在很显然大家看到有特斯拉为首,好处便宜,容易推广,但是要大概率,我们认为完全靠视觉,可能搞不定,除了特斯拉之外,中国今年4月份在车展上发布的所有的要奔L3或者L2+的车型全部都使用了激光雷达,这是目前我们对一辆智能汽车全新的变化。
自动驾驶和辅助驾驶的分界线就在L2和L3之间,L0、L1、L2只能叫辅助驾驶,驾驶员不能完全脱离驾驶,L3、L4、L5才能叫做自动驾驶,L4开始才可以完全脱离,L3可以部分脱离,这是标准里面对自动驾驶和辅助驾驶的分解。奔向L3,全球第一个认证法规在2020年6月份已经发布了,到了自动驾驶是要进行政府的认可认证的,不进行认证叫自动驾驶的汽车肯定是不能销售的,2021年6月颁布了第一个L3的认证法规ALKS,应对的场景是相对比较简单的高速公路,把速度限制在0-60公里每小时,高速公路100公路每小时,10秒钟,100公里每小时已经到将近300多米了,现在的环境感知传感器不可能的,搞不了那么远,如果到高速公路上要支持120公里每小时,130公里每小时,意味着就要开发一个感知距离能够达到接近450米的传感器,就是环境感知传感器,以L3的要求,要提前10秒钟搞清楚在后面到底能不能自动驾驶,从这个角度来说现在L3限定在了0-60。
我们看看自动驾驶有多难?它的场景问题,21448预期功能安全,特斯拉发生事故可以看到系统并没有故障,但是它却搞不定,存在系统性能不足。这些系统性能不足,到底发生在什么情况,21448对自动驾驶又出了一个预期功能安全,主要是提到如何应对系统性能不足和驾驶员的误用而导致的系统功能失效,这是21448的大体情况,把场景分为一二三四,根据安全、不安全和已知、未知,分成四个,第一和第四,政府认证主要考虑第二和第三,已知的不安全场景,我们可以进行测试,这是现在测试的主要内容,最难的长尾问题是第三类,我们来看看这起事故,这是刚刚发生的,这个车显然没有探测到,半挂车装载的货物实在太妖娆了,对摄像头来说装载这么妖娆的物体,完全勾引了摄像头的视觉,最后最危险的低频版的部分没有被感知到,像这种情况我们估计用激光雷达还是搞不定的,AI控制的模型里把毫米波雷达信号是扔掉的,这起事故如果有毫米波雷达,不应该看得到。现在L2迈向L3的时候,我们用了自动驾驶的硬件,但是软件算法还需要迭代,所以有了L2+特殊的阶段,这个阶段恰恰落入到了恐怖谷,所有智能化产品,在成功之前,都有恐怖谷的情况,高配置的车辆比低配置的车辆安全性还差吗?并不是,L2所谓智能驾驶功能,用户是不会用的,但是现在这些车的自动驾驶系统为什么引发了交通事故,恰恰因为用户认为它真的可以自动驾驶,误用而导致了事故,现在行业的基本做法认为大家也在谈特斯拉的驾驶,要用用户刷数据,刷回来以后改进,OTA该怎么管理,跟吴处也在讨论,OTA出来以后,尤其是跟驾驶相关的,是不是厂家可以随便OTA,都引出新的管理问题,最终通过技术的发展,到最终还是一定要证明自动驾驶汽车当驾驶员双手可以脱离方向盘,脱离驾驶的时候,一定要比人类驾驶员更安全,才能被批准。
我们谈谈更高的无人驾驶到底该怎么实现,这一类创业公司没打算做辅助驾驶,上来就直接奔无人驾驶而去,这些是攀登珠穆朗玛峰的运动员,直接要攀智能汽车的最高峰无人驾驶。无人驾驶我们来看看单车智能搞得定搞不定,加州车辆管理局发布的脱离报告来看看来是搞不定,2019年排名第一的百度,两三万公里需要安全员做一次干预,很牛,但是没用,从这个角度来看,2019年之后百度也不玩了,单车智能大概率是搞不定。
原来大家认为装毫米波雷达就没问题了,但是优步的事故,装了雷达但是还是把人撞死了。所以直接攀登珠穆朗玛峰,可能还需要别的东西,这就要提到5G,就是网联智能,这是王老师讲到的平行驾驶,这个概念都是空的,算力不够,我们现在车端算力不够,感知不足。这个新装备要想达到无人驾驶,要新装备,可能要路端的感知,要云端的计算,过去没有5G的右下角,如果5G的高可靠性、短时延通讯,车是车,路是路,人是人,这三者是连不起来的,现在5G如果提供高可靠性短时延以后,车路人可以互联,有很多人这是中国方案,我们可以看到汽车行业提出来的方案和信息学角度提出来的方案都是高度一致的,都是指向了车云连控,车云连控的方式有没有可能实现无人驾驶。
最后我们是不是要一个真的无人?现在我们在示范区里打造这个环境,路端的和云端的支持示范区政府来做,创业公司就可以拿到路端的信息,拿到云端的计算资源,这是测试和示范,如果商业落地,要把车上的安全员移到云端去,无人驾驶的运营车辆总有调度员,再给调度员加一个功能,角度员也是安全员,我们并不是要无人的。自动驾驶汽车如果能在城市道路跑,没有云端的支持,没有路端的支持,大概率是不行的,让这辆车应对鬼探头,算力这么强的人都很难应对鬼探头,算力有限毫无社会经验的汽车去应对鬼探头不现实,并且人们对它的安全要求更苛刻,所以用这样的方式,消除鬼探头以后,在复杂的城市道路状态下,有可能实现自动驾驶,车上的安全监管迟早要拿掉,但是后排的安全监管是必要的,大概率我们认为是这样。单车智能通过大算力的、高算力的预控制器,通过激光雷达等等的辅助,我们能够实现单车智能到L2+,双手可以脱离方向盘,可以脱离,在短时间内脱离驾驶,这样的L2+,真正改变生活的一辆智能汽车叫做移动物联网的车,从L4无人驾驶降为L3+,所以汽车产业我们今天看到,旧的价值体系正在崩塌,全新车的价值体系正在重新构建,未来车的全新的价值体系第一是电动,第二是智能,智能手机可以看到把手机从电话机变成移动互联网的智能终端,我们把传统的汽车交通工具有可能变成移动物联网的智能终端,当然大家会说由于有交通事故,是不是自动驾驶压根实现不了,我们知道事故永远不会阻碍技术的发展,交通事故是要努力去控制的,努力去降低的,在130年前汽车代替马车的时候,我相信马车的交通时代每年不会有几百万人死于交通事故,汽车的出现才出现了交通事故的死亡,但是交通事故并没有阻碍汽车的发展,仅仅用了13年,从1900年-1913年,仅仅用了13年,汽车完全代替了马车,迎来了一个汽车交通时代,在今天我们说自动驾驶汽车的安全问题必须高度重视,但是它绝对不会成为阻碍汽车智能化发展的一个拦路虎。所以我们可以说已经看到了4G移动互联网的革命,今天我们要憧憬5G移动物联网带来的巨大革命,当然无人驾驶可能很难,但是在一些特殊场景下,比如刚才王老师提到的矿山、港口、低速的无人配送,在这些情况可以提前实施,毕竟在这些环境下,安全问题是可控,比道路交通更可控。谢谢。
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