◆環(huán)境模型是自動(dòng)化駕駛的核心要素。一目了然——隨時(shí)隨地掌控車輛環(huán)境動(dòng)態(tài)

◆環(huán)境傳感器高清三維激光掃描雷達(dá)支持實(shí)時(shí)三維機(jī)器視覺，無需使用任何機(jī)械移動(dòng)件。

◆中央域控制單元：輔助和自動(dòng)化駕駛控制器（ADCU）將作為構(gòu)建復(fù)雜汽車周圍環(huán)境模型的平臺(tái)。

能夠可靠地感知汽車外圍環(huán)境并實(shí)時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，是對(duì)尖端的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)和自動(dòng)化駕駛的基本要求。國(guó)際科技公司大陸集團(tuán)正在致力于打造下一代環(huán)境模型，以無縫、逼真的360度全景視圖完整呈現(xiàn)車輛外圍環(huán)境。為了能接管駕駛員的操控工作，自動(dòng)化駕駛汽車必須在獲取和構(gòu)建情境信息的同時(shí)，不斷獲取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解讀。這是實(shí)現(xiàn)尖端自動(dòng)化駕駛的唯一辦法，即能夠掌握從筆直的高速公路到路況極復(fù)雜的城市環(huán)境等不同駕駛環(huán)境?？煽康沫h(huán)境模型需要一系列的信息，例如其他交通參與者的信息、道路邊界等靜態(tài)對(duì)象的信息、車輛自身的精確位置以及交通管理措施。大陸集團(tuán)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人Karl Haupt表示：“為了使系統(tǒng)逐步獲得這些信息，需要使用雷達(dá)、攝像頭和360度全景系統(tǒng)等一系列傳感器來收集汽車周圍環(huán)境的信息，使系統(tǒng)收集的信息與人為了解的一樣多，甚至更多。傳感器越多，感測(cè)范圍越大，采集的數(shù)據(jù)就越多，借助強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)綜合在一起，有助于優(yōu)化視野，也是呈現(xiàn)統(tǒng)一周圍環(huán)境視圖的關(guān)鍵所在。”

↑大陸集團(tuán)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)

不同的環(huán)境傳感器，不管是雷達(dá)、攝像頭還是360度全景系統(tǒng)，都免不了具有各自的物理優(yōu)缺點(diǎn)，在有些應(yīng)用中，這些傳感器會(huì)達(dá)到其功能的極限。之所以需要更多傳感器，除了提供額外的信息（如后端信息）外，還為了增強(qiáng)可靠性和穩(wěn)定性，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)冗余。Haupt說：“因此我們才要研發(fā)高清三維激光掃描雷達(dá)。這種傳感器完全能滿足監(jiān)測(cè)汽車外圍環(huán)境的嚴(yán)格要求，可捕獲并處理實(shí)時(shí)三維機(jī)器視覺，不含任何機(jī)械組件。”各種傳感器采集的數(shù)據(jù)可以在各個(gè)傳感器中進(jìn)行處理，也可以在中央域控制單元上處理，從而構(gòu)建高精度的車輛外圍環(huán)境模型。要處理和分析的數(shù)據(jù)量越大，需要的計(jì)算能力就越高，因此需要更強(qiáng)大的控制單元（能力高于目前現(xiàn)有的控制單元）來構(gòu)建和管理環(huán)境模型。環(huán)境模型表示各個(gè)傳感器和不同應(yīng)用之間的中間軟件層。該層含有數(shù)據(jù)融合和預(yù)期設(shè)入的算法，旨在增強(qiáng)精度和可靠性，擴(kuò)大各個(gè)傳感器的視野，充當(dāng)不同功能的抽象層。大陸集團(tuán)的輔助和自動(dòng)化駕駛控制單元將用作評(píng)估和解釋所采集信息的核心點(diǎn)，以高于50次/秒的速度生成環(huán)境模型。

從航空應(yīng)用到公路交通：高清三維激光掃描雷達(dá)

高清三維激光掃描雷達(dá)是生成完整的三維環(huán)境模型的核心組件。大陸集團(tuán)高清三維激光掃描雷達(dá)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人ArnaudLagandré表示：“該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在航空領(lǐng)域進(jìn)行部署。利用此項(xiàng)技術(shù)生成的整個(gè)汽車外圍三維視圖（白天和夜間）更全面、更詳細(xì)，即使在惡劣的天氣條件下也能可靠地工作。”高清三維激光掃描雷達(dá)進(jìn)一步豐富了大陸集團(tuán)用于高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的環(huán)境傳感器產(chǎn)品組合，支持高度全自動(dòng)化駕駛與其他傳感器組合使用。此產(chǎn)品計(jì)劃于2020年開始批量生產(chǎn)。

↑大陸集團(tuán)高清三維激光掃描雷達(dá)

與目前使用的許多掃描儀部件相比，高清三維激光掃描雷達(dá)只有兩個(gè)關(guān)鍵部件：一個(gè)是激光，另一個(gè)是高度集成的接收器芯片。激光用作發(fā)射源（類似于照相機(jī)的閃光燈），可作為200米以內(nèi)的汽車外圍環(huán)境的照明源。接收器芯片在概念上與數(shù)字相機(jī)中的傳感器芯片類似，但它還能記錄激光脈沖傳輸時(shí)間，并將反射回來的光記錄到各個(gè)像素上，以對(duì)應(yīng)于被測(cè)物體的相對(duì)距離。這種方法簡(jiǎn)單而高效，能在每次激光閃光時(shí)都生成高精度、無失真的周圍環(huán)境圖像。

Lagandré說：“通過這種方式，只需用時(shí)1.32微秒，就能以30次/秒的頻率構(gòu)建出完整的汽車外圍環(huán)境三維模型，模型覆蓋的范圍近至離汽車幾厘米，遠(yuǎn)可達(dá)200多米。此外，還可以準(zhǔn)確測(cè)量與各個(gè)被測(cè)物體之間的距離?！薄斑@種方法復(fù)雜性低，工業(yè)可行性高，因此我們能夠有效地在汽車周圍安裝多個(gè)傳感器，從而能夠?qū)崟r(shí)生成完整的360度的汽車周圍環(huán)境全景圖像?！?/span>

↑大陸集團(tuán)高清三維激光掃描雷達(dá)

↑大陸集團(tuán)高清三維激光掃描雷達(dá)

采用最嚴(yán)格安全要求的中央計(jì)算機(jī)為自動(dòng)化駕駛保駕護(hù)航

輔助和自動(dòng)化駕駛控制器是由多個(gè)不同處理單元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和解析，并最終構(gòu)建出一個(gè)完整的環(huán)境模型?？刂茊卧陔娮拥妆P和安全系統(tǒng)互連中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過將用于單獨(dú)操作的系統(tǒng)互連，擴(kuò)大了控制單元的作用范圍。由于干預(yù)決策是以集中方式協(xié)調(diào)，因此對(duì)不同系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行干預(yù)可實(shí)現(xiàn)完美相互協(xié)調(diào)。隸屬于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)業(yè)務(wù)單元的輔助和自動(dòng)化駕駛控制器產(chǎn)品負(fù)責(zé)人Michael Zydek表示：“對(duì)于大陸集團(tuán)而言，輔助和自動(dòng)化駕駛控制器是實(shí)現(xiàn)必備功能性安全架構(gòu)的核心元件，也是控制自動(dòng)化駕駛所需的中央環(huán)境描述和駕駛功能的核心單元。”

目標(biāo)是推出面向輔助和自動(dòng)化駕駛的可擴(kuò)展產(chǎn)品系列，滿足即將于2019年實(shí)施的最嚴(yán)格安全功能等級(jí)要求（ASIL D）?？刂破鲗⑴鋫渑c以太網(wǎng)和低壓差分信號(hào)（LVDS）的各種連接，以管理所需的數(shù)據(jù)流。Zydek表示：“在開發(fā)過程中，我們是將輔助駕駛控制器和自動(dòng)化駕駛控制器區(qū)分開來的。輔助駕駛控制器是用于高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的可擴(kuò)展控制器模塊，針對(duì)每個(gè)設(shè)備級(jí)別，提供包括傳感器和控制器在內(nèi)的成本最優(yōu)完整產(chǎn)品包。而自動(dòng)化駕駛控制器是一臺(tái)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，能滿足高度自動(dòng)化駕駛的要求，專注于環(huán)境模型的特定數(shù)字結(jié)構(gòu)，是面向ASIL D的計(jì)算機(jī)，具備實(shí)時(shí)性能。”

大陸集團(tuán)目前在全球范圍內(nèi)（美國(guó)、日本、中國(guó)和歐洲）開發(fā)和生產(chǎn)用于自動(dòng)化駕駛的必備部件和系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化駕駛夢(mèng)想，研發(fā)工程師們正在著力研究以下六大要素要素：傳感器裝置、儀表的互聯(lián)性、人機(jī)對(duì)話、系統(tǒng)架構(gòu)、可靠性與自動(dòng)化駕駛的接受度。