當(dāng)你在美國鳳凰城附近駕車,很有可能會遇上無人駕駛車輛,你們將會在同一條道路上,共享一段旅程。
一年多前,Waymo宣布了自動駕駛汽車領(lǐng)域內(nèi)的一個重大舉措,與捷豹路虎(Jaguar Land Rover )公司合作,在其自動駕駛汽車車隊中增加新款純電動捷豹I-Pace跨界車,Waymo采用 I-Pace 電動 SUV 來進(jìn)行自動駕駛技術(shù)測試。如今,這些“自動行走的獵豹”,已上路“奔跑”測試。
這輛車的標(biāo)志十分低調(diào),其只有一個不易被察覺的灰色“Waymo Engineering”logo在后車門上。不過這并不影響大家一眼就認(rèn)出它,車頂上“滑雪盒”大小的裝置使自動駕駛汽車分外惹眼。
自動駕駛服務(wù)的目標(biāo)人群是對駕車沒有興趣,并且只在當(dāng)?shù)刭徫锖屯ㄇ诘娜?。在美國,居住在依賴汽車出行的社區(qū)的老年人,以及40歲以上患有視力障礙的人,高達(dá)300萬人。這項自動駕駛服務(wù),還旨在為這群人提供一種經(jīng)濟有效的交通解決方案。
高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)已成為許多現(xiàn)代車輛的標(biāo)配功能,ADAS能夠幫助駕駛員處理某些交通狀況。許多OEM和供應(yīng)商正在專注于L3自動化的開發(fā),目前,L3自動駕駛車輛已經(jīng)可以做到讓駕駛員“不動手”和“不睜眼”的情況下駕車,但駕駛員必須在特定條件下進(jìn)行干預(yù)。
Waymo不制造車,卻進(jìn)入了汽車行業(yè),并在自動駕駛L4階段開始競爭!
回顧:自動化的組成部分
我們把自動駕駛平臺拆解開來,其組成部分基本上由三個模塊組成:傳感器、計算和驅(qū)動。當(dāng)前,為了識別周圍的環(huán)境,所有的自動駕駛解決方案都結(jié)合了大量不同的傳感器。包括短程感應(yīng),如超聲波和短程雷達(dá),以及遠(yuǎn)程雷達(dá),LiDAR和360°攝像頭。
為了處理這些所有傳感器所帶來的數(shù)據(jù),我們面臨著極大的挑戰(zhàn)。比如,巨大的數(shù)據(jù)量和廣泛的采樣率。LiDAR每秒可以產(chǎn)生超過一百萬個數(shù)據(jù)點,而其他傳感器可能每秒只能傳輸數(shù)萬個樣本。
雖說自動化水平較低的自動駕駛車輛不需要依賴太多的傳感器,但想要實現(xiàn)越高水平的自動駕駛汽車就需要越多的傳感器,沒有一定數(shù)量的傳感器,汽車就無法準(zhǔn)確感知周圍的環(huán)境。
不同數(shù)據(jù)的融合
為了對收集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行概述,我們通常將其融合到一個稱為多傳感器融合的綜合數(shù)據(jù)流中。通過這個過程,將協(xié)調(diào)這些不同采樣率和體積的數(shù)據(jù),使其成為一個環(huán)境模型,以提供給系統(tǒng)中更高級別的軟件去使用。
圖1:Sigmafusion的傳感器融合??勺鳛楠毩⒔鉀Q方案或作為自動駕駛決策系統(tǒng)使用。
表1所列出的車外監(jiān)測傳感器中,77?GHz頻帶和 24?GHz頻帶毫米波雷達(dá)的最大特點是耐天候性好(不受雨、雪、霧等天候的影響)。為了使ACC與避撞安全系統(tǒng)在任何行駛環(huán)境下都能發(fā)揮出最佳的效果,這兩種系統(tǒng)上廣泛地采用了毫米波雷達(dá)。
法國研究所Leti開發(fā)了一種名為SigmaFusion的傳感器數(shù)據(jù)融合解決方案。
考慮到用于車輛的測距傳感器的輸出數(shù)據(jù)具有一定的不確定性,首先為了確保其輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,并在基于數(shù)據(jù)做出正確的決策,Leti對所使用的傳感器進(jìn)行了描述。
將源數(shù)據(jù)輸入到SigmaFusion軟件中進(jìn)行處理,為上面的應(yīng)用層提供一個占用柵格,并計算前方路徑識別所需要的占用柵格。已知維度的占用柵格將能夠評估車輛周圍的自由空間和障礙物,模型中的每個單元格包含其被障礙物占用或未被障礙物占用的概率。
Leti位于法國格勒諾布爾,目前雇員超過1900人,是法國替代能源和CEA(原子能委員會)的分支機構(gòu)。
選擇安全的處理平臺
當(dāng)然,為了滿足安全關(guān)鍵系統(tǒng)中的軟件需求,還需要一個具有汽車領(lǐng)域系譜的處理器平臺。
無論是在ADAS獨立系統(tǒng)中,還是作為自動駕駛的配套基礎(chǔ),英飛凌都是一個不錯的選擇。Aurix微控制器憑借其先進(jìn)的信號處理能力、鎖步核心和汽車接口,構(gòu)成了一個理想的處理平臺。因此,我們將Aurix作為展示樣品的平臺。該樣品是把一系列傳感器嵌入到車輛的塑料保險杠中,以顯示如何實現(xiàn)多傳感器融合,以及Sigmafusion軟件如何與Aurix結(jié)合。
目前,該技術(shù)已嵌入英飛凌科技的Aurix TC29x平臺。Leti還與其他未命名的供應(yīng)商合作,將傳感器融合包整合到他們的MCU中。
最后
這款新的傳感器融合軟件SigmaFusion,能夠幫助工程師更高效地處理來自雷達(dá)、LiDAR、攝像頭以及超聲波傳感器的海量數(shù)據(jù),同時還能減少整個系統(tǒng)所需要的電子控制單元數(shù)量。
法國CEA Leti研究院的研究工程師Julien Mottin說,“即使將它在更小的平臺上運行,在計算精度上也不會有缺陷?!?/p>
Leti還正在與一家供應(yīng)商合作,將SigmaFusion應(yīng)用于盲人手杖中。在該應(yīng)用案例中,傳感器融合套裝可以從傳感器獲取信息,為使用者提供障礙物聲音警示,并且它不僅能夠提供用戶路徑中腿部的障礙物警示,還能提供頭部障礙提醒。這款傳感器融合算法在這些應(yīng)用案例中,省去了成本高昂的硬件平臺,因而能夠幫助降低系統(tǒng)成本。
Mottin稱他們預(yù)計這款傳感器融合軟件的初期應(yīng)用會是在汽車領(lǐng)域。“區(qū)別在于我們已經(jīng)能夠?qū)④浖?yōu)化到足以適配汽車級平臺,尤其是那些ADAS應(yīng)用,”他說,“憑借這款傳感器融合軟件,便不再需要復(fù)雜的圖像處理單元或加速引擎?!?/p>
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原文標(biāo)題:一款傳感器融合軟件,簡化自動駕駛汽車設(shè)計
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