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博世雷鑫：泊車，從單傳感器到數(shù)據(jù)融合

2019-04-19 13:42:04·  來(lái)源：佐思汽車研究  
　
2019第四屆ADAS與自動(dòng)駕駛論壇于3月21-22日在上海召開，論壇由CCIA智能網(wǎng)聯(lián)專委會(huì)與佐思產(chǎn)研主辦，地平線、縱目科技、中科慧眼、中電昆辰、富蘭光學(xué)、創(chuàng)景科技等
2019第四屆ADAS與自動(dòng)駕駛論壇于3月21-22日在上海召開，論壇由CCIA智能網(wǎng)聯(lián)專委會(huì)與佐思產(chǎn)研主辦，地平線、縱目科技、中科慧眼、中電昆辰、富蘭光學(xué)、創(chuàng)景科技等單位支持。
 
博世底盤控制系統(tǒng)中國(guó)區(qū)駕駛員輔助系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理雷鑫在論壇上發(fā)表了題為“泊車，從單傳感器到數(shù)據(jù)融合”的演講。以下是演講全文。
博世在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域早已廣泛布局，將整個(gè)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域分為三個(gè)世界：低速封閉區(qū)域的紫色世界、高速公路的藍(lán)色世界以及城市交通的綠色世界。下面探討紫色世界里高度自動(dòng)泊車。
博世在自動(dòng)泊車的道路上也是一步一步實(shí)現(xiàn)的，從用超聲波傳感器做后方倒車?yán)走_(dá)，倒車時(shí)的警告開始，隨后上升到用12個(gè)超聲波傳感器加1個(gè)泊車控制器，由泊車系統(tǒng)控制方向盤規(guī)劃泊車路徑，實(shí)現(xiàn)L1的半自動(dòng)泊車。
 
再往后發(fā)展，同樣是采用12個(gè)超聲波傳感器加1個(gè)全自動(dòng)泊車的控制器，泊車系統(tǒng)可以控制轉(zhuǎn)向規(guī)劃泊車路徑、控制油門剎車和換擋，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)泊車輔助。這個(gè)時(shí)候，需要駕駛員在車內(nèi)，并對(duì)泊車過程進(jìn)行監(jiān)控。
 
進(jìn)一步的，通過超聲波傳感器和近距離環(huán)視攝像頭做深度數(shù)據(jù)融合，可以實(shí)現(xiàn)人在車外的遙控泊車輔助，應(yīng)用場(chǎng)景更為豐富。
 
之后是家庭區(qū)域泊車。家庭區(qū)域泊車是固定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)泊車，第一次駕駛員對(duì)車輛進(jìn)行“訓(xùn)練”，車輛進(jìn)行自學(xué)習(xí)。在以后需要進(jìn)行頻繁泊車的時(shí)候，車輛可以沿著自學(xué)習(xí)的路徑進(jìn)行自動(dòng)泊車。這個(gè)時(shí)候，我們需要更多的傳感器進(jìn)行深度數(shù)據(jù)融合，除了超聲波傳感器和近距離環(huán)視攝像頭，我們還加入了毫米波雷達(dá)。以上部分是L2級(jí)的泊車。
 
再往上是L3的泊車，高度自動(dòng)泊車，包括遙控泊車引導(dǎo)，家庭區(qū)域泊車引導(dǎo)以及自動(dòng)代客泊車。從駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景上和前面是比較類似的，但是整個(gè)泊車過程不需要駕駛員的監(jiān)控，在泊車策略方面更像人類操作，同時(shí)跟周圍環(huán)境也有更多的交互。除了近距離的超聲波和環(huán)視系統(tǒng)以外，也將引入更多的傳感器比如毫米波雷達(dá)，前視的單目或者雙目攝像頭進(jìn)行深度數(shù)據(jù)融合。
整個(gè)泊車的演進(jìn)之路，從泊車警告，到泊車輔助，再到完全自動(dòng)泊車；從需要駕駛員監(jiān)控到不需要駕駛員監(jiān)控；從單傳感器到多傳感器融合。泊車的高度自動(dòng)化過程，也帶來(lái)了持續(xù)不斷的客戶便利。
 
全自動(dòng)泊車輔助的時(shí)候，只通過超聲波傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，車輛的行駛距離大概是是10米左右，系統(tǒng)可以探測(cè)有效的停車位，實(shí)現(xiàn)平行泊車、垂直泊車、斜方位泊車。對(duì)于全自動(dòng)泊車輔助，需要駕駛員在車內(nèi)對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控。
 
到遙控泊車輔助以后，駕駛員可以在車外，但是要靠近車輛，對(duì)車輛進(jìn)行全面的監(jiān)控。
 
發(fā)展到家庭區(qū)域泊車輔助以后，所需要的傳感器數(shù)量增加了，而且整個(gè)車輛自主行使的距離變遠(yuǎn)了，車輛可以自學(xué)習(xí)路徑，進(jìn)行自動(dòng)泊車，但是仍需要駕駛員對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控，不能離開車。
 
進(jìn)一步到高度自動(dòng)泊車，如全自動(dòng)泊車引導(dǎo)、遙控泊車引導(dǎo)、家庭區(qū)域泊車引導(dǎo)后，泊車有了質(zhì)的變化，不需要駕駛員對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控了，駕駛員可以離開車輛，但是有可能需要返回。
 
再到代客泊車，第一代是通過互聯(lián)+基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。車輛自動(dòng)行駛的距離更長(zhǎng)了，到100米以上。它是在限定區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)駕駛方案，基礎(chǔ)設(shè)施提供行車路徑和目標(biāo)車位。對(duì)駕駛員而言，車輛不需要監(jiān)控，駕駛員可以離開車輛。
 
最后到L5自主泊車，我們稱其為城市引導(dǎo)，是城市區(qū)域內(nèi)的低速無(wú)人駕駛，車輛可以智能搜尋有效停車位，自動(dòng)進(jìn)行停車和取車的服務(wù)。車輛不需要被監(jiān)控，駕駛員可以離開車輛。
2018年博世已經(jīng)成功量產(chǎn)了達(dá)到L2級(jí)全自動(dòng)泊車輔助，通過12個(gè)超聲波傳感器和1個(gè)泊車控制器，系統(tǒng)可以識(shí)別有效停車位，可以自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向、剎車和換擋。
 
2020年博世會(huì)量產(chǎn)遙控泊車輔助，通過第六代超聲波傳感器和第二代攝像頭做深度的數(shù)據(jù)融合，豐富泊車應(yīng)用場(chǎng)景。
接下來(lái)博世會(huì)推出家庭區(qū)域泊車輔助。家庭區(qū)域泊車輔助是從一個(gè)定點(diǎn)A到定點(diǎn)B的泊車，第一步需要駕駛員培訓(xùn)車輛，告訴它怎么走，車輛進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。第二步車輛根據(jù)學(xué)習(xí)到的泊車路徑，自動(dòng)進(jìn)行泊車。它的應(yīng)用場(chǎng)景是那種需要頻繁泊車的場(chǎng)景。
 
未來(lái)泊車會(huì)是什么樣子呢？
 
是并行的兩條路。
 
一條是通過車身智能傳感器，實(shí)現(xiàn)從L2級(jí)的全自動(dòng)泊車輔助、遙控泊車輔助、家庭區(qū)域泊車輔助到L3的高度自動(dòng)泊車，如：全自動(dòng)泊車引導(dǎo)，遙控泊車引導(dǎo)，以及家庭區(qū)域泊車引導(dǎo)。
 
另一條是通過互聯(lián)以及云數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)云端社區(qū)泊車、主動(dòng)停車場(chǎng)管理，以及第一代全自動(dòng)代客泊車。
 
這兩條路最終會(huì)交匯到城市泊車引導(dǎo)：車輛自動(dòng)搜尋有效停車位，自動(dòng)進(jìn)行泊車，自動(dòng)進(jìn)行車輛的提取。而城市泊車引導(dǎo)，是城市自動(dòng)駕駛不可缺少的一部分。
支持泊車自動(dòng)化過程中最基本的產(chǎn)品便是能夠進(jìn)行近距離探測(cè)的傳感器。
 
博世第六代超聲波傳感器，探測(cè)范圍大大提升。最大探測(cè)距離可達(dá)5.5m, 最小探測(cè)距離可達(dá)0.15m，最近可探測(cè)到的物體的距離是0.03m。除此之外，功能安全也得到很大的提升。第六代超聲波傳感器的探頭和ECU的功能安全等級(jí)都可以達(dá)到ASIL B，而且，通過傳感器本身的硬件阻抗可自檢傳感器是否處于“失聰”狀態(tài)。在超聲波傳感器探測(cè)原理上，通過采用線性頻率信號(hào)編碼和自適應(yīng)閾值的技術(shù)，極大的提高了超聲波探測(cè)的正確觸發(fā)率，最大可能的降低了誤觸發(fā)和漏報(bào)。
另一個(gè)進(jìn)行近距離探測(cè)的傳感器是近距離攝像頭。博世第二代近距離攝像頭的像素可高達(dá)200萬(wàn)，水平視場(chǎng)角可到190°，功能安全可達(dá)ASIL B。在探測(cè)性能方面，可探測(cè)車道線，進(jìn)行3D場(chǎng)景的重建。此外，博世第二代環(huán)視系統(tǒng)可以與超聲波傳感器進(jìn)行深度數(shù)據(jù)融合，能夠支持更高級(jí)的泊車功能。
將最好的超聲波傳感器和最好的近距離攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后，可以極大的提升探測(cè)性能和魯棒性，能夠進(jìn)行更好更可靠的探測(cè)。具體體現(xiàn)在：
  •  可以更可靠和更準(zhǔn)確的探測(cè)泊車區(qū)域
  • 可以更準(zhǔn)確的進(jìn)行物體的探測(cè)
  • 擴(kuò)展泊車使用場(chǎng)景，支持車位線泊車，基本涵蓋了現(xiàn)在泊車的所有場(chǎng)景
  • 可以進(jìn)行自由空間的探測(cè)，支持更高級(jí)的一些泊車功能，例如家庭區(qū)域泊車 
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