无人巴士和无人出租车都能用的L4自动驾驶通用硬件方案
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最近,筆者在蘇州試乘了一趟Robotaxi,乘坐改造后的轎車在高鐵站、商場附近、學校門口流暢穿行。車輛不僅能完成各種常規操作,還可以在有車輛加塞或者停在路邊的時候,一邊左右打方向一邊減速,或者在紅綠燈起步時稍微加速避免被后車催促,相當老司機。
而這批Robotaxi的背后,就是字節跳動、美團投資的自動駕駛公司輕舟智航。
11月10日,輕舟智航全新發布Driven-by-QCraft第三代L4級自動駕駛硬件方案,這是國內首個可同時用于Robotaxi及Robobus的硬件方案。同時,輕舟智航聯合創始人、CTO侯聰也宣布,在下一代硬件方案中,輕舟智航還將率先使用NVIDIA DRIVE Orin,讓L4級自動駕駛的計算平臺邁向量產車規級,這也意味著輕舟智航成為首個使用NVIDIA DRIVE Orin的L4級自動駕駛通用方案公司。
Robobus前景廣闊
時間回到2020年,誕生于美國硅谷的輕舟智航進入中國,同時順勢切入小巴市場。當時雖然輕舟智航CEO于騫表示“未來L4出行市場,可能最先就是小巴這種形態,而不是乘用車的樣子”。可投資人仍然保持謹慎態度,認為“Robobus太缺乏想象力了”。近兩年,輕舟智航保持初心,深耕自動駕駛無人小巴,尤其是最近,先是于8月順利完成A+輪融資,后在10月,輕舟在無錫發布全國首個公開道路5G自動駕駛網約巴士,并宣布將在無錫市核心CBD區域啟動3條微循環公交線路常態化運營,廣受好評。
據美國知名咨詢公司聯合市場研究(AMR, Allied market research)顯示,預計到2026年,自動駕駛巴士(Robobus)的市場規模將達到745.2億美元,可見Robobus這個市場已經不再缺乏“想象力”,也有眾多企業如Zoox、百度、文遠知行等跟輕舟智航一樣,選擇布局Robobus賽道。
以安全為紅線的硬件方案
自動駕駛安全問題,一直以來都是大眾的關注重點。于本質來看,自動駕駛,機器開車,是一個計算機問題,更是一個數學問題,在這道題中,始終存在一些細微的變量,讓事故概率不可能完全為0。更何況,自動駕駛面對的復雜長尾場景和狀況,事故概率,也不可能為0。然而即便如此,自動駕駛依然有著更高的安全性,也是目前消解人類交通事故最接近本質的方法。
在多傳感器的融合下,自動駕駛汽車的感知能力遠高于人類,可避免因視覺盲區或視線不明而導致的事故發生。在今天的發布會上,針對自動駕駛安全維度的考量,輕舟智航聯合創始人、CTO侯聰也表示,輕舟智航這次發布Driven-by-QCraft第三代L4級自動駕駛硬件方案,首要設計原則即是“以安全為紅線”。
全新發布Driven-by-QCraft第三代L4級自動駕駛硬件方案包含2個長距離測量激光雷達(主LiDAR)、3個近距離補盲激光雷達(盲區LiDAR)、4個毫米波雷達、9個感知攝像頭和1個IMU套裝。實現了360度無盲區感知,具備極強的穩定性和實時性。同時在傳感器、計算平臺、電源、通信等模塊均采用全冗余設計。對此,CTO侯聰也對「智車科技」表示,這并不是簡單的硬件堆積,而是以安全為考量,做到冗余設計來保障安全性。
發布會上,輕舟智航CTO侯聰也宣布,在下一代硬件方案中,輕舟智航將率先使用單片算力達到254TOPS、功能安全等級符合 ASIL-D的NVIDIA DRIVE Orin作為系統級芯片,這有助于輕舟智航的產品加快邁向量產車規級,同時也使輕舟智航成為首個使用NVIDIA DRIVE Orin的L4級自動駕駛通用方案公司。
輕舟智航推出的“Driven-by-QCraft”自動駕駛解決方案,包括車載軟件、車載硬件及數據流場三大模塊。本次發布的新一代車載硬件方案,是將輕舟智航核心軟件研發技術在車輛上實現應用的重要載體。
技術角度解讀9大亮點
作為智能網聯行業從業者,筆者很榮幸受邀親訪輕舟智航大本營并參加發布會,下面筆者將以一個從業者的角度來分享一下輕舟智航這次發布第三代L4硬件解決方案的一些硬核亮點。
多傳感器融合套件:為更穩定地感知外部道路參與者信息,輕舟智航采用多傳感器融合的方式構建傳感器系統,實現車身周邊360度無盲區感知。多傳感器融合套件采用了易于部署的模塊化設計,包含2個長距離測量激光雷達(主LiDAR)、3個近距離補盲激光雷達(盲區LiDAR)、4個毫米波雷達、9個感知攝像頭和1個IMU套裝。
360度無盲區感知:傳統感知方案極易出現盲區,對于高速行駛的乘用車、尺寸較高的巴士而言,盲區會帶來潛在危險,輕舟智航首創的360度無盲區感知方案,可以保證自車周圍無死角感知,車輛周邊盲點距離車輛距離小于10cm。
傳感器左右互為冗余:不像手機、電視或者家用電腦,自動駕駛汽車一旦出現故障,便是性命攸關的事。為此,輕舟智航建立了“多重保險”,讓傳感器套件實現左右互為冗余:基于五個激光雷達,當其中單個或兩個雷達失效時,自動駕駛系統依然能保證感知模塊正常運轉,支撐車輛跛行后安全停靠。
高同步性的激光雷達方案:套件中每一個激光雷達的旋轉方向均在同一時刻保持一致,具備高度同步性。當周圍有動態物體出現的時候,點云不會出現錯位或重影現象,同時保證可將所有激光雷達的點云數據收集在一起集中處理,最大化利用所有信息。
復雜環境攝像頭智能自適應:通過先進的軟件算法,攝像頭可處理由于光線條件不同產生的過曝或欠曝問題,以及自車行駛過程中因運動模糊導致的拖影問題,使得車輛在不同的光線及運動狀態下都具備穩定的感知能力。專門識別紅綠燈的定制相機可不受環境光干擾,在夜間精準識別出150米外的紅綠燈形狀及顏色。此外,攝像頭采用車規級設計,工作溫度范圍可覆蓋-40至125℃。
攝像頭盲區最小化處理:7顆500萬像素的周視相機以逆時針旋轉90度安裝,形成縱向視圖。這既保證了相機逐行曝光方向與激光雷達掃描方向的一致,從而提高了兩者的前融合效果,又大大減少了地面盲區。相比傳統的安裝方式地面盲區面積減少了90%以上,保證了周邊近距離物體的識別,檢測出車輛近處的交通錐、行人等,尤其是較矮的兒童。
傳感器自清潔:在室外,氣溫變化引起的溫度差以及下雨天氣會使鏡頭凝結水霧導致畫面迷糊,而該方案中的傳感器自帶清潔功能,能自動進行去污處理,去除水霧、灰塵或其他污垢,保證穩定持續的感知。
三層次互為冗余的計算平臺:Driven-by-QCraft的計算平臺包括了主計算單元、備份計算單元、車載計算單元三個層次。正常情況下,主計算單元負責自動駕駛系統軟件功能的運行、計算,在其因為特殊原因發生故障以后,為了確保車輛系統的安全,備份計算單元接收車輛控制,決定車輛下一步的運動行為,這樣的“大小腦”設計讓車輛擁有異常情況靠邊停車、緊急剎車等保護機制。
全面功率路徑分層和保護設計的電源系統:通過將功率路徑分層管理,可根據不同天氣狀況、道路條件實時進行電能動態分配,優先支援核心功能模塊,調節輔助功能模塊供電,延長車輛運營里程;有效識別和隔離系統異常故障單元,避免故障級聯,保護核心功能模塊在小概率隨機故障時不受影響,降低系統的運營維護成本;配合冗余電源和傳感器設計,在單一甚至多個核心功能模塊意外受損時,依然維持保證車輛行駛安全的最小子系統。
規模化量產不是口號
規模化量產一直是自動駕駛公司中最重要的一環,從近日輕舟智航發布的第三代L4級自動駕駛硬件方案中,可以清晰地看到其為規模化量產的前瞻布局。輕舟智航發布的這套硬件方案,可以在不同車型、不同城市的落地車輛中通用,這保證了實車數據的通用性和完整性。
隨著龍舟系列自動駕駛車的規模化落地,車輛將產生海量數據。由于這套通用硬件方案的部署,輕舟數據流場便可自動完成不同車型產生的PB量級的數據的收集、篩選、清洗、標注以及仿真評估、大規模仿真場景生成等各步驟。這套流程可極大地加速算法優化,軟件迭代的過程,再結合OTA技術,為大規模車隊持續提供軟件升級服務。
筆者再次強調下,在發布會上,輕舟智航對外宣布將在下一代硬件方案中使用NVIDIA DRIVE Orin,CTO侯聰表示伴隨著乘用車高級輔助駕駛功能的量產落地,NVIDIA DRIVE Orin在價格上占有較大優勢,將大幅降低整套自動駕駛方案的成本。根據輕舟智航預測,在未來2-3年內整套傳感器的成本將下降至5位數,這足可見輕舟智航劍指車規級量產的雄心。
輕舟智航的帶來的想象空間
如今的輕舟智航已經成為國內布局城市最多的公開道路自動駕駛公司。搭載同一硬件方案的自動駕駛車輛已在美國硅谷、中國北京、深圳、蘇州等全球10座城市落地測試和運營,部署車輛型號超過八款,車隊數量將近百臺,能夠完美應對鬧市、暴雨、隧道等多類場景。其中的龍舟ONE首款自動駕駛小巴已成功在蘇州、深圳、武漢等六座城市落地常態化運營,成為國內布局城市最多的公開道路自動駕駛小巴。
提到智能網聯和車路協同,輕舟智航也處在行業前沿。行業內普遍認為大規模的路測基礎設施建設不可避免。需要部署路測感知設備,路測通信單元(RSU,Roadside Unit),及額外的固定裝置,基建投入大。而采用固定線路運行的Robobus,可根據線路情況,選擇性部署路測基礎設施,早期可以幫助基建側降低成本,加速車路協同的規模化應用。
輕舟智航龍舟ONE自動駕駛小巴
今天,無獨有偶,交通運輸部發布了《關于組織開展自動駕駛和智能航運先導應用試點的通知》,通知稱交通運輸部決定組織開展自動駕駛、智能航運先導應用試點,聚焦自動駕駛、智能航運技術發展與應用,以試點為抓手、以應用為導向、以場景為支撐,通過實施一批與業務融合度高、具有示范效果的試點項目,打造可復制、可推廣的案例。可見國家正在大力鼓勵自動駕駛試點推廣工作,這也讓筆者有理由認為,輕舟智航將在自動駕駛這個行業中大展拳腳。
Robotaxi和 Robobus相互融合,相互借鑒,最終打造出更廣泛適用于共享出行的全新車輛形態,這是輕舟智航前進的方向。在這一過程中,乘用車主機廠開始在車上加裝激光雷達、高算力芯片,也給了輕舟智航發揮的空間。雖然并沒有透露過在物流領域的布局,不過既然已經能在城市的公開道路上實現自動駕駛,那相信在成本下降后這套方案也會開始覆蓋城市物流行業。
筆者在與輕舟智航的工程師交流過程中,可以明顯感覺到他們對技術細節的深入理解,和對行業未來前景的自信。正是對技術的執著追求,和對未來的樂觀,伴隨著汽車智能化和網聯化轟轟烈烈的浪潮,無數類似輕舟智航的高新科技企業,不斷探索,不斷進步,共同推動技術迭代升級。
當有一天,你拿出手機,遠程網約了一輛真正無人的自動駕駛車,緩緩駛來,并停在你的面前,你愿意邀請周圍的人一起同行么?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的无人巴士和无人出租车都能用的L4自动驾驶通用硬件方案的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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