汽车技术趋势13-智能汽车冗余系统研究|世界快讯

1.自动驾驶

(资料图片仅供参考)

智能汽车，最基本的配置那得是自动驾驶呀！根据2020年3月工信部发布的《汽车驾驶自动化分级》国家标准，自动驾驶被分为“0-5”六个等级，其中L5级就是自动驾驶的终极目标——完全自动驾驶，即车辆控制完全由人工智能接管。

当然，要实现L5级别的完全自动驾驶还需经过长时间的科技积累，目前人类对自动驾驶的研究来到了L3级别——有条件自动驾驶。

拥有L3级别的自动驾驶的智能汽车，可以在高速、城市这些道路状况良好的地方启用自动驾驶，由人工智能来控制车辆，当然，驾驶员还是需要保持注意力，遇到特殊情况时，接管车辆控制。

2. 未来驾乘体验

智能汽车肯定要和传统的汽车有区别，需要有未来感的驾乘体验，这就需要智能汽车的一系列细节设计。

智能召唤功能，一键召唤，汽车会自动开到你的身边，再也不会出现在地下停车场找不到车的窘境了。

智能泊车功能，司机下车走人，汽车自己完成倒车入库和侧方停车的操作，再也不用对科目二有阴影了。

智能大灯，可以自动追踪锁定行人的移动，在不减弱亮度的情况下避让行人的头部，只照射在肩膀以下，使行人不炫目。甚至大灯可以投射出斑马线，为前方行人提供安全的道路通过条件。这些并不是单纯的概念，智能交互投射大灯去年就已被中国新创公司华人运通宣布量产，预计会首次搭载于华人运通旗下豪华纯电品牌高合汽车首款量产车，该量产车也将在今年正式上市。

智能车门，无门把手的设计既能减少车身干扰阻力，人脸识别的解锁又能尽显尊贵优雅，带来前所未有的进出车门体验。

有这样一个经典问题，人进入汽车需要几步？

以前的回答是：解锁——把门打开——人坐进去——把门关上。

在智能汽车时代，答案则变成了：上车。

而人脸识别，解锁，门的开阖这些操作，全部都可以交由人工智能搞定。

用简单的一句话总结，智能汽车就是要彻底改变你所认知的驾乘习惯。

3.安全

智能汽车的安全性绝对不可以忽视，这块内容的优先级必须靠前！

首先要谈的是驾驶安全，近几年，特斯拉、Uber的自动驾驶汽车都出过事故，这让智能汽车的安全性越来越受到大家的关注。

那么，该如何保证自动驾驶的安全呢？目前业内的做法是在硬件上加冗余设计，通过重复配置某些关键设备或部件，保障系统的正常运行，比如感知冗余、通讯冗余、制动冗余、电源冗余、转向冗余这些设计，都会让自动驾驶的运行更加安全和可靠。

此外，信息安全同样非常重要，有这样一句话流传甚广——智能汽车就是带着4个轮子的手机，手机里有多少个人信息，智能汽车里也会有，所以在信息安全方面的多层防护体系也是必要的。

4.高级交互

提到语音交互，大家首先想到的可能是苹果的Siri，微软的小冰，小米的小爱同学，以及一些汽车里的语音助手，这在生活中都很常见。

但有一个问题是，这种语音交互比较被动，通常都是用户发出命令，人工智能进行冷冰冰地机械回复。

智能汽车上的语音交互，必须更进一步，要成为一个主动式的、情感型的人工智能伙伴。

目前已经有车企在探索这一领域，在今年的世界人工智能大会上，华人运通与微软合作，将在高合汽车的首款量产车上，搭载HiPhiGo——一个主动式的人工智能伙伴。

微软是语音合成领域的大牛，HiPhiGo的声音将富有情感，与人类真实声音相差无几，此外，这个人工智能小伙伴还可以通过摄像头来检测主人的情绪，“为你放首歌、帮你打开窗，为你调温度”，智能汽车上的高级交互非常让人期待。

5.智能座舱

智能汽车时代，驾驶室不再是驾驶室，而应该升级为智能座舱，这可不简单是一个名字的改变！

座舱，要有未来感，设计理念包括但不限于超大空间、影音大屏、自动调节的座椅，以及按摩加热通风等功能，拥有一辆智能汽车，驾驶不再是一种负担，而是一个全程享受的过程。

6.智慧路面

在提到智能汽车这个话题时，智慧路面也是一个值得探讨的概念！

前面提到特斯拉自动驾驶汽车出事故，根本原因就是人工智能的识别能力不足，在2016年的事故中，人工智能将白色的货车识别成了天空，这才导致了悲剧的发生。

让智能汽车的AI达到人类的识别能力，很难很难！但如果是机器与机器交流呢，这样就不会犯错了！

出于这种考虑，智慧路面的概念被提出来，假如给车、路、标识牌都加上传感器，那么智能汽车就可以通过“交流”认知外界环境，而非单纯的识别。

智慧路面的建设，可以让智能汽车更加“聪明”。

最后还有一点很关键，所有对智能汽车的想象，都必须是切合实际的，不能是空中楼阁，否则还是科幻片里虚幻的概念。智能汽车什么时候能量产？什么时候才能进入我们的生活？这个问题是大家最关注的。

1、 总体冗余设计方案

博世自动驾驶系统的冗余设计方案，贯穿了实现自动驾驶整个过程中的各个技术环节；如环境感知、定位、决策与规划、执行等各模块均采用了冗余的系统解决方案。

2、各模块冗余设计解析

2.1 环境感知模块冗余设计

自动驾驶的感知层面，博世采用超声波传感器+毫米波雷达+摄像头+激光雷达多传感器冗余方案。由于不同传感器其工作原理、技术特性各不相同，这就决定了其适用的应用场景各异，故采用多种传感器相融合的方式以应对各种可能发生的场景状况，以保证系统冗余。

2.2 定位模块冗余设计

基于卫星信号的绝对定位和基于道路特征的相对定位所组成的冗余定位方案，在天气恶劣或遮挡等不利条件下，两种定位方案相互校验的，保证车辆的精准定位；

1）基于卫星信号的绝对定位：卫星定位智能传感器（VMPS），集成了GNSS信号接收器、高精度惯导IMU及信号纠偏服务，能保证多种工况下定位稳定，精度可达20厘米以内。

2）基于道路特征的相对定位：通过车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，并实时上传到云端后台与高精度地图进行比对，以此来确定汽车在当前车道中的位置，从而实现厘米级定位。

2.3 决策模块冗余设计

博世在L3级的自动驾驶功能中，会配置两套核心运算单元（即域控制器）。整车E/E架构也会做相应的冗余设计与之相呼应；总之，从整车架构层面、功能定义层面，到系统的分解，到部件的软硬件设计等都采用了冗余架构设计理念；

2.4 执行模块冗余设计

1）制动系统：ESP 9.3与iBooster形成了整车制动的双重保障

iBooster 即电控刹车系统，它通过油压电控机构代替了传统的真空助力泵，有更快速的刹车响应速度；可以在ESP失灵的情况下，帮助车辆安全刹车制动，防止车辆失控的发生；

2）转向系统：采用其最新的线控转向系统 — 配备了两套电机，两套电源以及两套绕组

该线控转向系统从控制领域来看，无论电源、传感器和执行部件等，整套系统实际上是并行的两套完全一致的独立控制系统，一旦其中之一出现任何故障，都会直接切换到另外一套系统继续实现控制功能，虽然他们之间会协同调控，但并不存在相互干涉影响的问题，这就保证了两套控制系统的独立性。

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