一、概述

近年來(lái)，隨著新能源汽車(chē)在智能化方面的快速發(fā)展，為了更好的向用戶(hù)展示車(chē)輛運(yùn)行時(shí)周?chē)h(huán)境的信息，同時(shí)增強(qiáng)用戶(hù)的駕駛樂(lè)趣及用車(chē)體驗(yàn)，“數(shù)字底盤(pán)”或“透明底盤(pán)”的概念開(kāi)始興起，該技術(shù)尤其是在純電動(dòng)車(chē)型中正在被快速應(yīng)用。

在該技術(shù)中所應(yīng)用的“透明”并非指材料或視覺(jué)上的透明，而是指通過(guò)車(chē)載感知系統(tǒng)、車(chē)載計(jì)算平臺(tái)和相關(guān)軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛底盤(pán)系統(tǒng)的高度信息化和智能化。

1.1.數(shù)字底盤(pán)（Digital Chassis）

數(shù)字底盤(pán)是指將汽車(chē)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子系統(tǒng)深度融合，并通過(guò)利用各種車(chē)載傳感器、控制器、執(zhí)行器等組件，再結(jié)合如自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用，使得車(chē)輛能夠?qū)崟r(shí)感知自身的狀態(tài)和周?chē)h(huán)境，且能夠根據(jù)這些數(shù)字化的信息進(jìn)行智能決策與控制，從而使得車(chē)輛運(yùn)行更具自適應(yīng)能力和安全性。

1.2.透明底盤(pán)（Transparent Chassis）

透明底盤(pán)的概念相較于數(shù)字底盤(pán)要更進(jìn)一步，它強(qiáng)調(diào)的是底盤(pán)信息的高度透明化，即基于在車(chē)輛底部安裝的各種傳感器系統(tǒng)，將車(chē)輛底部及周?chē)沫h(huán)境信息進(jìn)行采集，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理與融合，再采用可視化技術(shù)將其進(jìn)行顯示出來(lái)，從而讓駕駛員可以“看到”如車(chē)輛底部這類(lèi)視線(xiàn)無(wú)法觸及的地方，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛底盤(pán)的“透明化”。該技術(shù)可在車(chē)輛啟動(dòng)前讓駕駛員觀察到車(chē)底是否有小動(dòng)物或較大型異物存在，同時(shí)在運(yùn)行中通過(guò)感知技術(shù)的應(yīng)用去提高行車(chē)的安全性，使得車(chē)輛能夠更好地應(yīng)對(duì)那些更為復(fù)雜的路況，從而降低車(chē)輛底盤(pán)處的電池受到磕碰風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 透明底盤(pán)可視化效果

二、關(guān)鍵技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)車(chē)輛底盤(pán)的透明化，信息的采集是第一關(guān)鍵，為此需通過(guò)安裝在車(chē)輛底部和其他位置的傳感器系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)障礙物和周?chē)钠渌?chē)輛，當(dāng)下技術(shù)狀態(tài)背景下，該感知系統(tǒng)的構(gòu)成通常包含有：

1）攝像頭：安裝在車(chē)輛底部或其他關(guān)鍵位置具有廣角鏡頭的攝像頭，這些攝像頭可捕捉到車(chē)輛下方及低視角下的周?chē)h(huán)境圖像。

2）雷達(dá)傳感器：由于車(chē)輛底部的環(huán)境通常具有光線(xiàn)不充足的特性，此時(shí)單純的攝像頭方案在數(shù)據(jù)采集上可能會(huì)存在誤差，因此通過(guò)毫米波雷達(dá)等傳感器可在光線(xiàn)不足的情況下檢測(cè)到車(chē)輛下方物體的相關(guān)信息，另外毫米波雷達(dá)對(duì)于金屬物體的檢測(cè)有著很好的應(yīng)用，過(guò)程中還可為系統(tǒng)提供目標(biāo)的距離、速度和方向信息。

3）超聲波雷達(dá)：該雷達(dá)傳感器可用于檢測(cè)低速或停車(chē)狀態(tài)下的車(chē)輛下方較小的障礙物。

4）紅外傳感器：在部分車(chē)型的應(yīng)用中，為了進(jìn)一步在夜間或能見(jiàn)度低的情況下提高對(duì)車(chē)輛底部環(huán)境的感知，會(huì)通過(guò)紅外傳感器的應(yīng)用再結(jié)合熱成像技術(shù)去識(shí)別地面上的物體，最后通過(guò)數(shù)據(jù)融合，向用戶(hù)顯示底盤(pán)環(huán)境的準(zhǔn)確信息。

由于車(chē)輛EEA的差異，通過(guò)感知系統(tǒng)所收集到的信息會(huì)被傳送至中央計(jì)算平臺(tái)（CCU）、座艙域或自動(dòng)駕駛域，基于平臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算能力通過(guò)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)、視覺(jué)算法等的應(yīng)用，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、高效且精確的處理，再基于這些數(shù)據(jù)生成車(chē)輛底部及周?chē)娜S模型，然后將來(lái)自不同視角的圖像拼接成一個(gè)連續(xù)的整體視圖，再接著通過(guò)AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）疊加技術(shù)，在實(shí)際圖像上疊加如障礙物標(biāo)記等虛擬信息，以此去增強(qiáng)駕駛員對(duì)場(chǎng)景中障礙物的理解。最后，處理后的圖像或模型通過(guò)車(chē)載以太網(wǎng)技術(shù)被傳輸至IVI屏上以便駕駛員隨時(shí)觀看。

三、技術(shù)應(yīng)用

透明底盤(pán)雖以底盤(pán)命名，但該技術(shù)的車(chē)載應(yīng)用不局限于為駕駛員提供車(chē)輛底部及周?chē)h(huán)境的視圖顯示。在實(shí)際應(yīng)用中，常通過(guò)結(jié)合車(chē)輛四周的攝像頭、傳感器等感知系統(tǒng)的應(yīng)用，從而形成一個(gè)無(wú)死角的、全方位的無(wú)障礙全景視圖，這相對(duì)于傳統(tǒng)感知下的視圖應(yīng)用，突破了在底盤(pán)等盲區(qū)下的應(yīng)用。

圖2 全方位無(wú)死角視圖

基于透明底盤(pán)數(shù)據(jù)，當(dāng)車(chē)輛在城市道路中低速行駛時(shí)，可幫助駕駛員更好的識(shí)別如石頭、小動(dòng)物等較小型、不易察覺(jué)的障礙物，從而提高行車(chē)安全性。同時(shí)，通過(guò)對(duì)路面障礙物的識(shí)別與距離判斷，再通過(guò)該技術(shù)的可視化特性，尤其適合駕駛員在不同場(chǎng)景中的泊車(chē)應(yīng)用。

圖3 泊車(chē)應(yīng)用

在對(duì)于關(guān)注地形、具有挑戰(zhàn)性路況的如越野車(chē)的應(yīng)用中，透明底盤(pán)技術(shù)可通過(guò)直觀的底盤(pán)環(huán)境顯示，更好的向駕駛員呈現(xiàn)駕駛環(huán)境路況，從而在有效避免車(chē)輛陷入坑洼等情況的同時(shí)，借助對(duì)路面情況的了解，發(fā)揮出車(chē)輛更好的性能。

在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用中，通過(guò)結(jié)合透明底盤(pán)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可更準(zhǔn)確的了解路面狀態(tài)，從而幫助車(chē)輛更好地感知駕駛環(huán)境，基于這些精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，讓系統(tǒng)做出更準(zhǔn)確的決策行為。

四、總結(jié)

透明底盤(pán)技術(shù)通過(guò)向駕駛員提供車(chē)底和車(chē)輛周?chē)h(huán)境的可視化，讓駕駛員更加了解車(chē)輛實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，從而極大地提升了駕駛的安全性和便捷性。同時(shí)，通過(guò)來(lái)自透明底盤(pán)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可更準(zhǔn)確的根據(jù)道路信息對(duì)如懸架系統(tǒng)等進(jìn)行調(diào)整，從而提高車(chē)輛的路面自適應(yīng)能力。