詳解博世自動駕駛布局:最快今年落地,技術無死角

詳解博世自動駕駛布局:最快今年落地,技術無死角

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車東西 | Origin

去年以來,自動駕駛幾乎成為第一熱門創業話題,產業鏈上誕生一家又一家明星公司,圖森、馭勢、Momenta、禾賽、北醒·····伴隨他們的,是一輪又一輪天價融資。

而這些新面孔的背後,有一家在汽車行業撐起半邊天的公司——博世。2017年,這個全球第一大汽車零部件供應商全球銷售額為780億歐元,繼續領跑同行。在行業第一的體量下,是博世同樣走在行業前列的自動駕駛布局。

日前,智東西前往位於蘇州的博世底盤控制系統中國區總部,與GTIC重磅嘉賓——博世底盤控制系統中國區駕駛員輔助系統雷達研發部門總監、博世在中國自動駕駛主要負責人之一蔡旌博士進行了深度交流。

蔡旌博士帶領的中國團隊所做的工作以及博世在自動駕駛上的技術布局、面向未來的規劃,智東西將在此呈現。

▲博世蘇州辦公樓

一、蔡旌:十年老將 為自主品牌打造首個自動泊車

蔡旌出生於一個教師家庭,父母都是大學教授。但書香門第與他外顯的愛好並不矛盾, 蔡旌從小就喜歡車,熱衷於玩賽車、搭車模。

在復旦大學讀本科的時候,蔡旌所學其實是材料化學,與汽車關係不大。但出於興趣,蔡旌本科畢業後前往德國留學,進修車輛工程專業。當時汽車行業的轉型升級已有苗頭,蔡旌所學的重要課題是:如何讓汽車產業邁入工業4.0。高度自動化流水線設計、數字化三維建模等技術,蔡旌在求學期間就進行了驗證。

畢業之後,蔡旌自然而然地選擇了在汽車工業全球領先的德國工作,2005年加入博世,在德國一待就是7年。在德國期間,蔡旌在超聲波雷達部門任職,從事自動/半自動泊車項目的研發。

▲蔡旌博士

2012年,為了滿足中國市場在汽車電子上的升級需求,蔡旌回到中國,負責搭建本土團隊。一開始,團隊僅僅只有十來人。當時的情況是,ADAS的概念在歐洲已經普及開,而在中國則剛剛起步。

希望從汽車科技方面提升品牌形象、打開市場的吉利,成為了第一個吃螃蟹的自主品牌。蔡旌回國後參與的第一個技術商用項目,就來自於吉利。2015年,吉利的中型車博瑞上市銷售,其半自動泊車功能正式是蔡旌帶隊在背後提供來自博世的整合方案。

▲吉利2015款博瑞 由博世蔡旌團隊提供自動泊車方案

成功的項目一方面積累了研發經驗,另一方面也吸引了更多整車廠的合作——長安、長城等品牌也慕名前來,如今我們熟知的自主、合資汽車品牌,大多與蔡旌所領導的部門存在交流與合作。在這個過程中,蔡旌也升任整個雷達部門的經理。

有意思的是,博世雖然也有專門的汽車電子事業部,但是蔡旌帶領的雷達部門卻劃歸到了博世汽車業務的最關鍵事業部——博世底盤控制事業部,而在國內各種自動駕駛相關的行業會議上,也多是博世底盤控制事業部代表博世參會。

至於出現這種現象的原因,蔡旌向車東西解釋到,一開始博世的雷達、攝像頭等都歸在汽車電子事業部門下,但博世較早預計到自動駕駛會有很大的系統整合需求,因此便著力推動自動駕駛相關部門整合。

而底盤控制部門可以說是博世最有代表性的技術部門之一——如今絕大多數車輛都會配備的、對汽車安全控制不可或缺的ESP功能,就是由博世底盤控制部門負責研發。自動駕駛的實現經過感知、決策、規劃後,最終會交予車輛本身去執行,控制是汽車自動駕駛全過程中的臨門一腳。

但車輛控制偏偏是是汽車工業中技術難度大、入門門檻高的板塊。博世底盤控制部門在車輛控制上數十年的開發經驗、在各種各樣車型運行數據和對應解決方案中磨練出來的「know-how」,成為其無可取代的核心競爭力。

蔡旌也告訴車東西,在技術難度上,由底盤作為平台來整合在難度上最簡單。

基於這兩點優勢,順理成章的,底盤控制部門成為了博世在中國研發自動駕駛技術的核心部門。除了上述的攝像頭、雷達,底盤控制部門還整合了車載感測器中的激光雷達,扮演計算中樞的域控制器,乃至看上去和車聯網相關性更高的高精地圖。如今的博世底盤控制系統,掌握了自動駕駛的整個技術鏈路。

有著多年開發經驗的蔡旌及其團隊,則直接負責國際和自主品牌整車廠的雷達產品及產品戰略,成為了博世在中國的自動駕駛「代言人」。

二、博世自動駕駛布局:武裝到牙齒

整體來說,雖然博世在車輛控制上擁有豐富的經驗,並佔據了大量ESP等汽車電子控制系統的市場,但這家全球最大的汽車零部件供應商在自動駕駛全產業鏈的相關技術儲備上的打法則是不留一處死角,在自動駕駛「感知-規劃-決策-控制」的四大技術板塊,博世都在建立(或已經建立)自己的核心能力。

在感知端,博世已經建立起攝像頭、毫米波、激光雷達(目前還在研發中)三大感測器的體系。

博世首先擁有自己成一套體系的智能攝像頭方案,以及在車載攝像頭上30年的耕耘。在自動駕駛感知中比較關鍵的攝像頭數據圖像識別,博世採用了傳統識別模式+CNN卷積神經網路的形式來獲得更好的識別效果。現在博世的自動駕駛技術方案已經可以做到在沒有車道線的情況下,依靠物體表面材質的區別標識出可行駛區域。

而在車載雷達上,博世同樣是有30年的開發歷史,以及一套涵蓋了近距離、中距離、遠距離的雷達產品,以及位於前列的毫米波雷達市場佔有率。

▲上下分別為博世的LRR4和MRR毫米波雷達

在近距離的物體探測上,博世的超聲波雷達應用已久,在擁有泊車輔助、半自動泊車功能的車輛上也非常常見。而博世77Ghz的毫米波雷達探測距離可近可遠,目前在AEB自動緊急制動、ACC自適應巡航等ADAS功能上有較多應用,而長距離的雷達對遠方目標的探測能力則對高速自動駕駛至關重要。

在相對新興的車載激光雷達,博世因為其Tier-1的身份表現得相對謹慎,對激光雷達的技術方案仍在研發中。其公開的動作是投資了數家激光雷達創業公司(如TetraVue)。但蔡旌向車東西透露,博世的激光雷達會與目前市面上的產品有顯著不同。

在規劃、決策方面,博世底盤控制系統已經在2017年新成立團隊專門研發域控制器。

在自動駕駛時代,原有的一個功能對應一個ECU的分散式計算架構已經無法適應需求——比如攝像頭、毫米波雷達、激光雷達乃至GPS和輪速感測器的數據都要在一個計算中心內進行處理以保證輸出結果的對整車自動駕駛最優。博世針對這一點在打造一個統一的域控制器,將自動駕駛車輛的各種數據聚集、融合處理,從而為自動駕駛的路徑規劃和駕駛決策提供支持。

另外,由於高精地圖也是自動駕駛技術不可或缺的關鍵部分,博世因此也推出了一套與高精地圖相關的技術解決方案——博世道路特徵(Bosch Road Signature)。不僅可以幫助車輛在全天候環境下實現精準定位和路線規劃,還能通過眾包的方式幫助地圖廠商收集部分道路數據。

據悉,博世在去年上海車展期間已經與百度、高德和四維圖新三大圖商達成了相關合作。今年1月,博世道路特徵技術又已經初步具備了應用能力——在蘇州市的實際測試中,博世道路特徵技術已經可以幫助車輛實現10厘米以內的高精地位。

▲博世道路特徵技術實測

三、自動駕駛應用規劃:三個場景三步走

在積極研發、儲備自動駕駛技術的同時,博世已經根據技術研發經驗、技術產品化經驗划出了自己的自動駕駛應用規劃。

在博世的自動駕駛商用圖譜中,針對乘用車,博世划出了三類車輛:

1、低速狀態下車輛的自動泊車;

2、私人車輛的自動駕駛。

3、運營車輛的自動駕駛。

它們對應三個應用時間點:2018年,2021年,2022年以後。

其中,自動泊車由於已經有先例,所以實現的時間會相對較早。在2018年,就將有一批博世提供技術支持的帶自動泊車功能的車輛落地中國。

同時,博世本身也在進行自動泊車的技術迭代。在德國博世與戴姆勒合作的自動泊車中,已經引入了車聯和雲端的互聯,來輔助車輛憑藉自身的力量找到車位,將駕駛員徹底從泊車中解放出來。到2020年,博世計劃實現「Homezone Parking」的普及,即在自家的停車位前,通過手機一鍵停車。

同樣,博世還與戴姆勒在合作用於城市共享出行的自動駕駛計程車Robotaxi。有印象的讀者或許會記得雙方去年放出來的宣傳圖:賓士的F105概念車以無人駕駛的模式搭載乘客,行駛在城市中。

▲賓士F105概念車

對城市中的共享出行無人車隊,博世認為至少需要達到L4的自動駕駛水平,因為一方面城市內道路相對複雜,另外一方面自動駕駛車隊最大的優勢就是沒有司機帶來的低運營成本。

而自動駕駛計程車也是博世目前唯一明確落地L4級別自動駕駛技術的場景,商業化預期時間則安排在2022年之後。

對於同普通人更息息相關的私家車自動駕駛,情況相對複雜——不同於運營車輛,私家車主對實現自動駕駛技術的成本更加敏感。在可預期的未來,實現自動駕駛技術從L3到L4的飛躍將花費大價錢,而這是私家車主難以接受的。

因此,在博世的規劃中,對私家車的自動駕駛規劃保持在L3水準及其以下。在這個認知之下,博世又進一步細分了高、低速場景。

18年,博世與車廠合作的L2級別自動駕駛將會先行落地。在低速場景,其表現形式為交通擁堵輔助,即在堵車的時候接管車輛自動跟車,減輕駕駛員的負擔;

2020年是高速場景,這個功能被稱為「高速公路輔助」:在時速60公里到130公里時,車輛除了可以保持車道,還可以在駕駛員發出確認信號的情況下進行變道、轉向控制。

2021年以後,低速場景下的L3級自動駕駛也會逐步開始應用,駕駛控制會真正向車輛移交。不過對於高速場景下的L3級自動駕駛,蔡旌在於車東西交流時稱會在2022年後逐步實現。

▲博世高速公路自動駕駛測試車

這點引發了車東西的疑問——目前業內普遍認為自動駕駛高速場景通常是在封閉道路上,工況更為簡單,實現難度較小。為何在博世看來結論相反?

對此,蔡旌的回答是,自動駕駛的高速場景雖然通常是在封閉道路上,但其中仍有大量的「Corner Case」(發生概率極小、但會影響自動駕駛的情況)。

為了在極高的駕駛速度下保證解決這些Corner Case,在自動駕駛的運行流程特別是感知層面上,需要自動駕駛車的感測器更強大,要看得更遠,同時要有冗餘設計。而在當前,自動駕駛所需的感測器在性能與成本上還無法滿足大規模在高速場景中應用的要求。

對應這樣的節奏,博世的自動駕駛生意經也是先拿下技術、市場條件都相對成熟的輔助駕駛。博世對自己的核心定位依然是扮演自動駕駛時代的Tier-1,一方面提供全套的自動駕駛系統方案;另一方面也會提供自動駕駛所需的硬體。

讓車東西印象深刻的一點是,在汽車產業大轉型的情況下,博世對其盈利模式呈現出了更加開放的態度:未來博世可能通過「博世道路特徵」提供用於自動駕駛定位的雲服務,也可能會通過新成立的智能網聯事業部提供全新的業務。

同樣,在面對自動駕駛的競合問題上,博世的態度也同樣開放。目前,自動駕駛行業中已有四股重要力量——以博世為代表的Tier-1,規模較大的傳統整車廠,谷歌與百度等科技公司,以及數不清的自動駕駛創業公司。而博世與相關各方都有不同形式的合作:

在與硬體廠商的合作中,博世與英偉達基於Drive Xavier共同打造自動駕駛嵌入式的計算平台;

在同科技公司合作方面,博世是率先加入百度Apollo自動駕駛平台的Tier-1;

和初創公司的關係上,博世與地平線機器人正在推動自動駕駛技術合作——在這背後,是博世扶持自動駕駛初創的博世孵化器牽線,在博世孵化器的項目中還有圖森、馭勢、Momenta等明星創業公司。

在自動駕駛時代來臨之際,博世的重要策略可以認為是「凸出自身掌握的關鍵技術,團結一切可以團結的力量」,在此基礎上完成自動駕駛技術的應用。

結語:自動駕駛繞不開的巨頭

汽車工業經過百年發展,已經形成了相對固定的產業分工與產品迭代周期。自動駕駛一開始火熱時,似乎呈現要顛覆產業的形勢。

但經過這一年觀察,車東西也看到,尤以博世為甚,在產業中佔據支柱地位的Tier-1,在面對新形勢時幾乎是不留死角地布局(並且還很少對外進行宣傳)。

這種低調的務實,是博世在前自動駕駛時代做到體量第一Tier-1的重要特質,也會使博世在自動駕駛時代依然是一個無法忽視的存在。

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