前两天,广汽新能源发布了一个视频,展示了埃安 LX 搭载 ADiGO3.0 自动驾驶系统之后,脱手情况下的能力。
其中的很多场景都成为了话题焦点,比如埃安 LX 高速公路 0-120 全速域脱手行驶、大曲率弯道自适应通过、雨雾恶劣天气下正常开启 L3 功能、昏暗隧道环境照样自动通行...等等。
在广汽新能源展示量产成果的同时,我们也对其背后实现的技术原理非常好奇。带着一些困惑,甚至是质疑,我们找到了广汽新能源负责自动驾驶研发的工程师,从不同的角度沟通确认了一些技术细节,包括:
为什么埃安LX没有设定特斯拉 NOA 那样的方向盘变道?
台湾 Model 3 撞大货车,广汽新能源的 L3 会不会撞?
到底什么情况下可以脱手,什么情况下不能?
适应极限环境的天花板在哪,是不是多大雨、多昏暗都能开?
我们得到了一些回应,也得出了一些推论,下面开始。
广汽新能源的进击,L3 落地量产
先简单回顾一下广汽新能源这次发布的 L3。
视频时长 2 分多钟,展示的场景不少,但广汽新能源的 L3 具有明确的场景及功能定义——高精地图全路段全速域自动驾驶,说得详细点,应该是在高精地图覆盖的中国全高速及城市快速路,能够实现0-120km/h全速域脱手、脱脚自动驾驶。
根据工信部公布的 20192314-T-339《汽车驾驶自动化分级标准》报批稿,我国将于 2021 年 1 月 1 日起对自动驾驶进行正式的规范化,其中对 L3 的定义是「有条件自动驾驶——驾驶自动化系统在其设计运行条件内持续地执行全部动态驾驶任务。对于 3 级驾驶自动化,动态驾驶任务接管用户以适当的方式执行动态驾驶任务接管。」
就工信部标准来看,广汽新能源这套 L3 是完全符合要求的。
另外,和奥迪硬件搭载却没有开放的 L3、长安速度更低且未明确量产时间的 L3 不一样,广汽新能源已经明确表示,将于 7 月份实现埃安 LX L3 自动驾驶的正式交付。于是埃安LX就成为了我们第一款能买到的,支持完整高速 L3 场景且有政策法规支撑的汽车。
先行者一定会经受更多考验,广汽新能源是否已经做好了准备?针对视频里面几个细分应用场景,我们和工程师讨论了一番。
二、实事求是,结合实用场景聊实用技术
1、为什么没有 NOA?
「不能脱手的 NOA 不是 L3 的核心,脱手本身才是 L3 的核心」,广汽新能源的工程师这样跟我们说。
从上文工信部对 L3 的规定来看,「场景下脱手」的确是 L3 相对 L2 最核心的区别。而广汽新能源的埃安 LX 与奥迪 A8、长安 UNI-T 和特斯拉 Model 3 的最主要区别,在于拥有全球首个可交付应用的中国高精地图。
在整理资料的过程中,我们也发现广汽新能源的宣传中一直在强调,高精地图是 L3 自动驾驶系统的核心构成。
那什么是高精地图?
我们先来说说普通导航地图和 ADAS 地图的定义。普通的电子导航地图只需要显示道路信息(比如线路走向和大概的宽度)和特征点(比如地点)信息,精度要求大概在 5-10 米。
顾名思义,ADAS 地图是在 L2 辅助驾驶开始流行之后出现的事物,最主要的升级点在于两个:第一个是增加了小部分坡度和道路曲率等信息,第二个是将地图精度提高,比如四维图新的 ADAS 地图精度可以做到 1 米。
高精地图则是 ADAS 地图的全面进化版,首先坡度和曲率信息远比 ADAS 地图精细,其次道路走向、限高限重限款、道路指示牌/标识/交通灯/隧道/高架信息一应俱全,而且定位精度远要更高——公开资料显示「精度达到了 0.1 米级别」,这个信息也被工程师所确认。
除了高精度地图,目前技术上实现 L3 的条件,还包括定位模块融合 GNSS、RTK 实时差分定位、摄像头信息、IMU 惯性导航定位及车身状态传感器信息,实时输出给域控制器,进行车辆的路径规划与执行决策。
但以上技术手段在脱离高精地图,仅采用普通导航地图和 ADAS 地图的情况下,即使宣传上达到了 L2.999,也只能向下取整成 L2。L3 脱手自动驾驶的核心,依然是精度极高、信息极全的高精地图。
2、脱手理论上无限时
既然高精度地图的落地,从根本上确保了「脱手」的实用性,那广汽新能源对于「脱手」的场景限定在什么程度?当出现定义为「不能脱手」的场景时,广汽新能源L3又会怎样提醒驾驶员接管方向盘?
我们上文已经提过了,广汽新能源对于埃安 LX L3 的场景定义是「在高精地图覆盖的中国高速及城市快速路,能够实现 0-120km/h全速域脱手、脱脚自动驾驶」。而我们在讨论中关注的焦点,也在于场景的设定和场景之间的切换。
「目前我们的 L3 技术上可以做到(未遇险前提下)无限脱手了,但为了安全考虑肯定还是需要做场景限定,比如一到匝道就会提示驾驶员接管驾驶。因为国内交通比较复杂,特别是匝道别车现象普遍,出于安全方面的考量,我们还是会在进出匝道时,提示驾驶员接管驾驶。我们的高精地图定位可以精确到 10cm,可以精准的识别到是否进入匝道」,工程师这样解释场景之间的切换。
「驾驶员按照自己的意愿进出匝道,在进入高速之后是可以随时打开 L3 的,比如像广州的华南快速、新光快速这些城市快速路也可以,目前我们采用的高精地图已经覆盖了全国 100% 的高速公路和城市快速路。」
L3 需要驾驶员主导场景变换,意味着厂商必须提供有效的警示方案。广汽研究院的郭继舜博士此前也提到,个别场景下,L3 需要驾驶员和智能汽车交换车辆的控制权。因此,需要强大的监测系统来及时提醒驾驶员接管控制权。
广汽新能源给出的解决方案叫做 HOD 和 DMS。
抛开晦涩的字母缩写,我们直接谈疗效。HOD 意思是手离方向盘检测,工程师表示,「开启 L3 的时候驾驶员是不需要把手放在方向盘上的, HOD 的作用是需要驾驶员接管时开启计时,驾驶员需要在 15 秒内立即接管方向盘」。
有检测就一定会有准确率高低之分,支持 L3 的埃安 LX 为了保证 HOD 可以准确工作,全部换装了感应更加精准的电容感应方向盘。
因为 L3 涵盖了 L2 的功能,即使由于当前法规不能脱手,广汽新能源 L3 自动驾驶,依然能够带来超越 L2 级自动驾驶的安全保障和驾驶体验,具有很强的使用价值。比如遇见车道残损,L2 无法识别车道线,高精地图可以实现车道级定位,进行补充地图信息,确保正常自动驾驶;遇见高速复杂弯道时,也可以提前预判三维立体信息,做出提前规划路线,避免紧急刹车。
3、大弯道速度自适应
广汽新能源的展示视频里,开启了 L3 的埃安 LX 在经过高速公路的弯道时依然体现了实用性。「能过弯」是视频内容的基本事实,但也是目前 L2 辅助驾驶难以企及的难点。
我们测试过许多 ADAS 辅助过弯的能力,即使是城市道路低速过弯,也有不少 ADAS 系统折戟沉沙。也正是如此,我们才对广汽新能源 ADiGO3.0 的 L3 高速公路脱手过弯能力非常好奇,甚至有一丝质疑。
「关键还是高精地图」。
上文说过,高精地图里面包含了海量的道路曲率、坡度、航向、侧倾等信息,广汽新能源的说法是「利用地图数据可以对前方 1km 的道路进行补充」,工程师则进一步确认道「可以根据前面弯道的曲率进行自动降速」。
4、极限气候也能用
除了自主过弯,行驶过程中经常遇到的恶劣天气,以及昏暗无信号的隧道,也都是 L2 级辅助驾驶难以应对的场景。
我们体验过 L2 和 L4 级别的隧道穿行,比如 1 月份开着 NOA 一路从江西回到广州,以及 2018 年试乘文远知行的无人驾驶试验车。特斯拉视觉至上的策略大家都很熟悉,文远知行作为自动驾驶技术公司,走的则是激光雷达+硬件算力+软件算法的路子
那广汽新能源 L3 应对极端天气的逻辑是什么?
经过与工程师确认,埃安 LX 的 L3 可以在雨雾天气中正常使用,「即使是中到大雨,也是可以开启的」。但到了暴雨天气,摄像头噪点过多,系统就会及时提醒,并要求驾驶员接管。
话说回来,暴雨还敢开快车的人,应该也没几个。
「我们的 L3 逻辑首先还是围绕高精地图。传感器方面的话,摄像头看到车道线,这是车道定位,另外还包括 GPS 定位、RTK 差分定位一系列数据给到高精地图里面,高精地图再把数据给到控制器里面。」
除了天气,隧道中极其恶劣的光照环境、信号条件,都让它成为了自动驾驶的雷区。但根据埃安 LX L3 自动驾驶测试视频,昏暗的隧道埃安也可以顺利通过,我们也问了下广汽新能源应对隧道通行的解决策略。
「隧道的话,基于摄像头和 IMU 惯性导航的方案其实都能轻松通行。」
这里插一句 IMU 的解释,IMU 指的是 Inertial Measurement Unit 惯性测量单元,基于多个坐标轴(通常是 9 个)的物体运动推算出总体的运动趋势、角度、速度等数据,是一种高效的离线定位方式。
通过视频我们无法得知埃安 LX 的 L3 可通过的隧道的长度极限,但长隧道一直是行业的难题。因为在长隧道中不是没有地图,而是没有定位, GPS 信号和差分信号都是完全没有的。这种无奈,也许只有 5G V2X 能解决了。
恰巧,在广汽新能源在本月即将上市的「下一代智能SUV」埃安 V 是中国首个集成 5G+C-V2X 车载智能通讯系统的车型。
5、开解特斯拉致命 BUG?
星期一我们报道了台湾 Model 3 AP 状态下直撞侧翻白色大货车的新闻,当时专访某位自动驾驶领域大牛的时候,他表示「没有激光雷达的话,所有车都会直撞过去」。
「无论是前融合还是后融合,还是特斯拉的毫米波雷达,沃尔沃的也好,在探测到前面有静止物体时,其实都会忽略不计;其次如果摄像头捕捉到了前方有异型车,但形状不在数据库里面,系统也会忽略不计。」
「至于为什么毫米波雷达会忽略不计,那是因为毫米波雷达无法分辨前方的‘静止物体’到底是在地上,还是像路牌、广告牌一样悬在半空。它的精确度就是无法做到,所以想解决只能用激光雷达。」
这里再补充一下广汽研究院郭继舜博士对毫米波雷达缺点的描述:「因为电磁波对于金属敏感度过高,对于非金属目标敏感度不足,信号的噪声比较高,且由于波长远大于光波,衍射现象造成了分辨率不高,需要较多的滤波和后处理过程。」
没有激光雷达无法识别,但高精地图可以有效补充,可以提前预警。基于高精地图的埃安LX可以做到提前预知前方 1km 的路况,所以能实现更长距离的提前预警,让驾驶员预先感知到前方存在危险,并提前接管驾驶权,避免台湾那次到最后一刻才提醒的事故。
前面说过高精度地图可以做到「了解前方 1km 的道路情况」,以及「可以提供指示牌/标识/交通灯/隧道/高架等信息」。广汽新能源正是依靠“高精地图+高精雷达+Mobileye EyeQ4 摄像头”的全球唯一“三重感知”技术,实现了安全、量产的 L3 自动驾驶。
早前专访某资深自动驾驶工程师的时候,他曾经表示,基于高清地图(譬如 Mobileye 的 REM 道路体验管理数据),甚至雷达特征地图(博世目前在推进),是可以通过比对提醒驾驶员的。
结语:L3 落地了,然后呢?
看完视频之后,我们觉得广汽新能源的L3与其说是「国内首家L3自动驾驶」,更准确的说法是「全球首个具有明确的场景及功能定义并实现量产的 L3 自动驾驶」。
正是因为高精地图的搭载,让 Mobileye EyeQ4 芯片和毫米波雷达可以突破 L2 的限制,帮助车辆脱手自动行驶。反过来说其实也一样,有了感知芯片和传感器打基础,高精度地图才能发挥作用,实现 L3 功能。
经过多方确认,我们得知整个广汽体系内,一共有 300 多名工程师负责自动驾驶研发,这个规模其实挺大的。
从言谈中我们能感知到,对于他们而言,重要的其实不是L2+、L3这种等级区分,而是某个细分领域的功能可以安全落地。
根据广汽新能源的说法,搭载 ADiGO 3.0,具备 L3 自动驾驶功能的埃安 LX 将于今年 7 月份正式交付,即将上市的埃安 V 未来也将具备 L3 自动驾驶功能。广汽新能源的承诺能否成为现实?雨雾天气和昏暗隧道是否不再成为自动驾驶的绊脚石?
我们非常期待能实际体验广汽新能源 L3 的实力,但在产品之上,L3 的意义其实是业界的突破。有人会觉得 L3 反人类,有人觉得 L3 是无人驾驶未来的号角。
而我们坚信,这一天迟早会到来。
(完)
来源:第一电动网
作者:电动星球News蟹老板
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