ADAS和自动驾驶的现状和技术路径-20180616

©HOVERBIRD2013HongKongShenZhenChengDuShangHaiBeiJing1ADAS和自动驾驶的现状、架构、算法和技术路线©HOVERBIRD2013HongKongShenZhenChengDuShangHaiBeiJing2行业状况8,40自动驾驶的分级8,40不同的自动驾驶分级方法8,40行业内的时间表8,40目前行业内的状态8,40领先者的行动引用NavigantResearch调查报告。10个评判标准分别为：实力；市场策略；伙伴；生产策略；技术；销售；营销和分销；产品能力；产品质量可靠；产品介绍；持续活力。建立一定规模的智能驾驶技术和ADAS团队。注重对地图，传感器，和算法团队的收购、投资和合作。对智能驾驶算法进行详细的测试和验证。8,40国内车厂的现状国内车厂非常重视智能网联，并认为这些技术会改变和颠覆现有的产品。注重对技术的反复验证，稳妥地推进自动驾驶技术。8,40国外自动驾驶的尝试毫米波雷达X1超声波雷达X12前向摄像头X3后视摄像头X3侧向摄像头X264线激光雷达X1毫米波雷达X4前视摄像头X1超声波雷达X12GPS+惯导充电模块激光雷达红外夜视摄像头毫米波雷达处理器差分GPSv2X模块惯导特斯拉AutopilotIINuTonomy自动驾驶样车谷歌无人驾驶样车国内车厂集中在L2的研发和量产，在L3/L4进行研究预研国外客车厂大多集中在L3/L4的研发和验证大多是定位系统和传感设备的高度结合传感系统：视觉、毫米波雷达和激光雷达固定简单的路况和交通下中低车速逐渐采纳传统车厂作法，谷歌自动驾驶CEO的变化©HOVERBIRD2013HongKongShenZhenChengDuShangHaiBeiJing10系统解析8,40ADAS的产业分工执行器车辆动态控制决策目标物融合的判定识别底层数据融合传感技术•传感技术：摄像技术，超声波技术，雷达技术等。•识别和技术融合：对目标物通过建立深度学习或视觉计算，来保证高准确率的识别。•目标判定：通过对不同传感技术的识别结果的比较，输出更为准确的目标探测结果。•决策：决定车辆驾驶行为和控制车辆横向及纵向。•车辆动态控制：采用动态模型进行车辆安全性和舒适性的控制。•执行器：执行车辆的运行。Tier1供应商Tier1供应商有实力整车厂独立或联合开发的领域8,40自动驾驶和ADAS技术解析8,40自动驾驶技术的分类驾驶技术车联网技术定位技术环境感知数据融合规划决策车辆控制系统架构执行器V2X人机交互网络安全高精度地图精确定位视觉定位ADAS功能自动驾驶8,40关键技术分解传感目标结果的融合动态控制决策和控制动力、性能、舒适、费用的平衡影像目标结果毫米波雷达目标结果激光雷达目标结果其它传感器目标结果目标可信度定义、建模和分析目标融合结果、定位、情景建模地图及车联网云端信息轨迹测算路径规划环境检查交通规则路径预判驾驶策略决策预判控制方法未来预估控制决定命令预期。。。横向纵向转弯偏离报警车道保持无监控车道保持盲点检测自动跟车前方碰撞预警紧急刹车变道辅助自动变道900转弯其它角度转弯倒车转弯有条件自动驾驶高度自动驾驶全自动驾驶（半）全自动泊车8,40关键算法解析---ACC雷达+摄像头驾驶员输入车辆状态感知融合ACC工况分析FCW、AEB工况分析状态监视和故障管理ACC状态核实FCW、AEB状态转换条件应用层状态机执行器控制CAN网络状态机8,40关键算法解析---ACC下的FCW前导车辆本体车辆本体车辆本体车辆刹车距离V12/2a1保持距离V1*T前导车辆探测距离D刹车距离V22/2a2警告距离：WD=V1*T+（V12/2a1-V22/2a2）8,40关键算法解析---自动泊车车停档位Pno泊车条件允许中断中止条件不满足通过PAS按键，HMI显示泊车方式界面泊车方式水平泊入水平泊出垂直泊入提示选择泊车方向（默认左侧）搜索车位搜索到车位提示驾驶员停车挂P档HMI显示免责声明，提示确认并按下安全开关开始自动泊车驾驶员确定并按下开关开始泊车，HMI持续显示泊车取消，©HOVERBIRD2013HongKongShenZhenChengDuShangHaiBeiJing18ADAS实现方法8,40实现路径8,40架构趋势1x摄像头1x长距离雷达（LRR）1x全景影像系统（AVM）1x超声波自动泊车系统3x摄像头6x短距离雷达（SRR）3x长距离雷达（LRR）1x激光雷达（Lidar）1x全景影像系统（AVM）1x超声波自动泊车系统1x后置影像系统1x自动驾驶控制器（ACDU）3x摄像头6x短距离雷达（SRR）3x长距离雷达（LRR）4x激光雷达（Lidar）1x全景影像系统（AVM）1x超声波自动泊车系统1x后置影像系统1x自动驾驶控制器（ACDU）2x后视镜摄像系统（MirrorViewSystem）L2L3L4部分自动驾驶有条件自动驾驶高度/完全自动驾驶8,40全景影像功能分析无缝拼接鸟瞰图2D效果图3D效果图3D视角切换视图切换局部缩放动态标定下线标定泊车引导线泊车线识别物体识别行人识别自动泊车融合动态物体识别后碰撞预警自动泊车BSDLDW透明车体开门警示动态拼接8,40全景影像供应商状态无缝拼接鸟瞰图2D效果图3D效果图3D视角切换视图切换动态辅助线局部缩放动态标定下线标定泊车引导线泊车线识别污点警示侧面保护后碰撞预警开门警示后摄像头行人识别BSDLDW车体透明自动泊车融合客户名称行业实现年份20072007201220122012201020122012201220102011201220122012201520122015201520142016博世宝马法雷奥戴姆勒、大众、沃尔沃、福特德尔福通用、PSA、长城德赛西威吉利、通用五菱、东风柳汽苏州智华长安、广汽欧菲光长安、广汽厦门同致长城豪恩北汽银翔索菱众泰东软锐驰华晨华阳通用众泰纵目吉利铁将军华泰海康知豆LG吉利辉创江铃航盛电子东风上海万超江铃淳安电子8,40前向功能分析车道线识别行人识别车辆识别交通标志识别（限高、Stop标志）智能灯光切换距离识别车道偏离预警ACC、AEB智能限速FCWACCs&gAEB-cityAEB-pAEB-IU目标融合目标方位识别前碰撞预警LKACut-in预警FreeSpace行车轨迹预判行车建议8,40前向摄像头供应商状态Mobileye方案车道线识别行人识别车辆识别交通标志识别智能灯光切换LDWLKA智能限速FCWACCAEBFreeSpace车辆轨迹预判Cut-in预警客户名称博世长安、通用、奇瑞大陆戴姆勒、沃尔沃法雷奥大众、宝马科士达东风商用车德尔福福特、通用、长城奥特立夫吉利、沃尔沃麦格纳福特TRWPSA北京恒润上汽、江淮百利得蔚来德赛西威蓥石、北汽福田苏州智华暂无苏州安智长城预研东软锐驰一汽欧菲光暂无8,40前向雷达供应商状态ACCS&GFCW低速AEB行人AEB高速AEB目标融合客户名称博世长安、通用、奇瑞大陆戴姆勒、沃尔沃法雷奥大众、宝马科士达东风商用车德尔福福特、通用、长城奥特立夫吉利、沃尔沃麦格纳福特TRWPSA北京恒润上汽、江淮百利得暂无德赛西威蓥石、北汽福田苏州智华暂无苏州安智长城预研东软锐驰一汽欧菲光暂无©HOVERBIRD2013HongKongShenZhenChengDuShangHaiBeiJing26不同情景8,40不同情景下的实现方法停车场、公交道路、厂区等自动驾驶等级54321低速自动驾驶高速公路、城乡道路、城市道路等全覆盖复杂简单路貌地况开放高速和城市晴好恶劣全天候8,40不同情景下的实现方法特斯拉AutopilotII封闭线路固定路线自动驾驶高速和城市自动驾驶或辅助自动泊车智能停车场系统开放环境固定线路自动驾驶封闭线路自动驾驶：研发在封闭道路、行驶线路固定的低速自动驾驶产品，适用在厂区通勤、机场摆渡等场景。高速和城市自动驾驶：高速和城市路况下，解放驾驶员双手、降低高速公路事故的安全性产品。自动泊车：研发能在仃车场里自动寻找已固定分配的车位，并自动入位的全自动、全方位（侧方、倒库）停车场泊车产品。开放固定线路自动驾驶：研发在开放道路、行驶线路固定的低速自动驾驶产品，满足公交交通、BRT线路、景区、校园班车等市场需求。8,40自动驾驶可能的架构物理层（physical）驱动层（Driver）电源管理（Powermanagement）CAN通讯（CANCommunication）TrajectoryOptimization、ACC、AEB、LCA、BSD纵向控制（Longitudinalcontrol）映射（Mapping）规划决策（Globalplanning）控制（Control）、应用（Application）预瞄（Prediction）横向控制（Lateralcontrol）数据融合（DataFusion）算法层（Algorithm）AutoSAR中介层（Internalmedia）8,40自动驾驶可能的流程全局（Global）地图（Map）预瞄（Prediction）规划（Planning）导航路径（NavigationRoute）局部路径规划（LocalPathPlanning）预瞄轨迹（TrajectoryPredication）减速（Slowdowninlane）保持（Keepinlane）超车换道（Passvehicle）定位（Location）直行（KeepStraight）转弯（Turn）左转（Turnleft）右转（Turnright）输出（Output）目标检测（ObjectResult）车道线检测（LaneResult）方位对比（CoordinateComparison）转弯（Makeaturn）8,40自动驾驶的思路定位视觉SLAM导航和全局路线规划基础横向和纵向控制场景分析和决策路径选择和预瞄算法模拟仿真环境搭建封闭环境固定路线自动驾驶演示车辆横向和纵向控制验证变道控制和验证路径选择精确度和舒适性验证封闭环境非固定路线自动演示停车场智能管理系统示范自动驾驶示范项目，例如城市公交车辆、园区自动驾驶运营从低速到高速，从泊车到驾驶。从封闭到开放，从物流到载人从固定线路到随机线路，从白天、天气良好到全天候，全气候从2B到2C。可能采用与ADAS量产不同的系统，包括传感器、EPS、ESC等8,40自动驾驶核心---路径选择使用三阶的多项式方程，其曲率K和轨迹弧长S的关系K(S)为：初始条件：设置Cost函数，然后选择出在任何时间点Cost最小且满足边界条件限制的曲线。8,40自动驾驶核心---预瞄控制人开车时眼睛总是注视着前方的道路，而很少注意车当前的位置，他做出的驾驶行为也主要是尽量保证车辆沿前方的理想路径行走。因此，横向自动驾驶的控制主要是以预瞄控制为主，因为车辆的控制系统是一个典型的时延、非线性不稳定系统，而预瞄动作具有明显的预见性，从而明显优于传统的依靠信息反馈产生控制动作的控制算法，模仿人工智能驾驶行为。8,40自动驾驶核心---横向控制车辆质心对任意预瞄点处的横向位置误差横向控制就是以预瞄点处的横向位置误差及其变化率作为控制目标，使这些控制指标在动态的行驶工况下趋于零，从而使汽车能自动跟踪前方道路中心行驶。8,40平台和阵营百度-英伟达-博世/大陆-中德车企集团百度深度学习识别算法英伟达图像处理器博世、大陆传感器和执行器车企信息集成、整车控制策略和系统集成谷歌-FCA-Lyft谷歌芯片、识别算法、传感器、控制算法FCA信息集成、系统集成Lyft车辆运营特斯拉、苹果、通用、福特系统集成、整车控制策略、信息集成等英特尔-mobileye-宝马-德尔福英特尔-mobileye芯片和识别德