一文讀懂采埃孚（ZF）自動(dòng)駕駛技術(shù)線路圖

本文來(lái)自蓋世汽車每日速遞，本文作為轉(zhuǎn)載分享。

近年，自動(dòng)駕駛的發(fā)展似乎比預(yù)期的要快，根據(jù)IHS Markit預(yù)測(cè)，到2040年全球?qū)⒂谐^(guò)3300萬(wàn)輛自動(dòng)駕駛汽車銷售。潛在的市場(chǎng)空間及發(fā)展機(jī)遇，吸引了諸車企、零部件企業(yè)乃至IT等外來(lái)者的關(guān)注和加快涉入。

而全球最大的消費(fèi)技術(shù)產(chǎn)業(yè)盛會(huì)——美國(guó)國(guó)際消費(fèi)電子展CES，近年也儼然成為自動(dòng)駕駛技術(shù)的頂級(jí)秀場(chǎng)，吸引各大企業(yè)紛紛在此秀技亮寶，而采埃孚（ZF）便是其中之一。而與往年相較，此次展出更清晰的呈現(xiàn)了未來(lái)該企業(yè)在自動(dòng)化駕駛方面的技術(shù)發(fā)展路徑和方向。

針對(duì)自動(dòng)駕駛，采埃孚提出了“觀察、思考、行動(dòng)”理念，得益于其豐富的經(jīng)驗(yàn)，采埃孚能夠?qū)⑵洵h(huán)境傳感器，如攝像頭和雷達(dá) （“觀察”） 與車輛的中央電子控制單元 （“思考”）相結(jié)合。然后，傳動(dòng)裝置、底盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的智能機(jī)電裝置將作出的判斷付諸實(shí)施 （“行動(dòng)”），而這也是該司自動(dòng)駕駛路徑的技術(shù)基礎(chǔ)。而在此基礎(chǔ)上，采埃孚近兩年加大了共享出行和車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的投入。以下將以此次展出的重點(diǎn)產(chǎn)品和解決方案來(lái)做具體呈現(xiàn)！

觀察——傳感技術(shù)由“看”到“聽”360°感知環(huán)境

在作為全球最大的攝像頭供應(yīng)商之一，據(jù)了解，2018年采埃孚共出售500萬(wàn)個(gè)前置攝像頭。而隨著自動(dòng)駕駛由駕駛輔助階段逐步向L3/L4甚至更高級(jí)別發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)核心部件傳感器則提出了更高的要求，然目前市場(chǎng)上常用的傳感部件攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)各有優(yōu)劣勢(shì)，為此，采埃孚在單個(gè)產(chǎn)品方面不斷優(yōu)化升級(jí)，并加大了產(chǎn)品間的融合，有效助推自動(dòng)駕駛向更高階層發(fā)展。

如此次展會(huì)上推出的S-Cam4系列先進(jìn)攝像頭，該產(chǎn)品由采埃孚與Mobileye合作開發(fā)，并于2018年推出。依靠100度的視角和170萬(wàn)像素高動(dòng)態(tài)范圍圖像傳感器，s-cam4在監(jiān)測(cè)市中心的行人和騎自行車的人時(shí)表現(xiàn)將更加優(yōu)異。

此外，固態(tài)激光雷達(dá)（Solid-State LiDAR）一直被視為自動(dòng)駕駛和ADAS行業(yè)的皇冠明珠，憑借其低成本、高可靠性和高分辨率的特點(diǎn)，一直被業(yè)界寄予了厚望。早在2016年，采埃孚收購(gòu)了lbeo汽車系統(tǒng)有限公司40%的股份，而lbeo是激光雷達(dá)技術(shù)和環(huán)境識(shí)別軟件開發(fā)領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)軍供應(yīng)商，此次展會(huì)上，采埃孚與lbeo共同研發(fā)的固態(tài)激光雷達(dá)也進(jìn)行了重點(diǎn)展示。

除了攝像頭和雷達(dá)、激光雷達(dá)產(chǎn)品外，采埃孚還將傳感產(chǎn)品由“看”延展到了“聽”，由車外延伸到了車內(nèi)。

在此次展會(huì)上，采埃孚展示出了聽覺(jué)傳感器Sound.AI，該產(chǎn)品主要通過(guò)分析汽笛信號(hào)來(lái)確定聲音來(lái)自哪個(gè)方向、車輛可能會(huì)出現(xiàn)哪一種危情等，屆時(shí)系統(tǒng)顯示屏?xí)o駕駛員提供重要信息，諸如指導(dǎo)“靠右停車”或“將車移動(dòng)至應(yīng)急車道”。（四級(jí)及以上全自主駕駛車輛可以獨(dú)立進(jìn)行以上操作。）

再來(lái)聊下采埃孚的三維車內(nèi)觀察系統(tǒng)（interior observation system），該產(chǎn)品能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)收集乘員身材、位置和坐姿等信息，以及判斷駕駛員是否雙手放在方向盤上，是否目視前方等，而這些數(shù)據(jù)有利于系統(tǒng)根據(jù)情況快速做出反應(yīng)，進(jìn)一步協(xié)助高級(jí)安全和自動(dòng)駕駛功能的實(shí)現(xiàn)。據(jù)悉，該系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于2021年末投產(chǎn)。

“我們的傳感器組合能夠在未來(lái)滿足汽車制造商的定制化要求。無(wú)論天氣或光照條件如何，我們的環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)都將以安全高度自主的自動(dòng)駕駛所需的精準(zhǔn)度及冗余度來(lái)運(yùn)行?！辈砂ｆ谙绕陂_發(fā)工程部門負(fù)責(zé)人兼采埃孚風(fēng)險(xiǎn)投資公司（Zukunft Ventures GmbH）總經(jīng)理Torsten Gollewski說(shuō)道。

思考：ProAI“四代”同堂

滿足自動(dòng)駕駛各階段需求

中央計(jì)算平臺(tái)是制約自動(dòng)駕駛落地的技術(shù)之一，而在此方面，采埃孚在2017年CES期間，正式宣布和英偉達(dá)（NVIDIA）展開合作將人工智能（AI）系統(tǒng)用于交通運(yùn)輸業(yè)，并發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品ProAI。ProAI使用可擴(kuò)展的NVIDIA DRIVE PX 2 AI運(yùn)算平臺(tái)來(lái)處理多個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)，并結(jié)合來(lái)自激光雷達(dá)、雷達(dá)和超聲波傳感器的數(shù)據(jù)傳輸和處理，巨大的運(yùn)算能力使系統(tǒng)可精準(zhǔn)地掌握環(huán)繞車身360度視野的情況，并據(jù)此計(jì)劃后續(xù)動(dòng)作。而歷經(jīng)兩年時(shí)間，目前ProAI家族產(chǎn)品已經(jīng)推出四款滿足自動(dòng)駕駛不同階段的相關(guān)產(chǎn)品。

第一代 ProAI是入門級(jí)型號(hào)，符合所有NCAP 2022標(biāo)準(zhǔn)；第二代 ProAI具有足夠的計(jì)算能力，可以滿足L2和L3級(jí)別自動(dòng)駕駛；第三代采埃孚ProAI提供了廣泛的模塊化功能，并在三塊性能主板上集成了不同的芯片，這將為L(zhǎng)4級(jí)自主駕駛提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理所需的計(jì)算能力。而最新一代ProAI RoboThink新增可拓展的計(jì)算能力和自帶的圖像處理器，擁有逾150 teraOPS的計(jì)算能力（相當(dāng)于每秒150萬(wàn)億次計(jì)算），且可模塊化組合最多4個(gè)單元，實(shí)現(xiàn)約600 teraOPS的總計(jì)算能力，能完美適配4級(jí)及以上的自動(dòng)駕駛應(yīng)用。

據(jù)采埃孚先期開發(fā)工程部門負(fù)責(zé)人兼采埃孚風(fēng)險(xiǎn)投資公司（Zukunft Ventures GmbH）總經(jīng)理Torsten Gollewski介紹，ProAI的迭代思路會(huì)圍繞兩個(gè)方面：更高的計(jì)算能力與擴(kuò)展性。“ProAI產(chǎn)品系列開放的軟件架構(gòu)所具備的靈活性、模塊化和可擴(kuò)展性，能滿足各項(xiàng)應(yīng)用的需求，且能運(yùn)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域和自動(dòng)駕駛的各個(gè)階段?！?/p>

而據(jù)采埃孚股份公司首席執(zhí)行官沃夫翰寧·施艾德（Wolf-Henning Scheider）介紹，ProAI將于2019年開始量產(chǎn)，2021年將會(huì)達(dá)到5位數(shù)字。這也是英偉達(dá)諸多合作伙伴中，首個(gè)將其DRIVE Autopilot推向量產(chǎn)的項(xiàng)目。

“采埃孚的靈活性和對(duì)系統(tǒng)的專業(yè)程度讓ProAI 平臺(tái)獲得急速發(fā)展，運(yùn)用英偉達(dá)的DRIVE Xavier處理器和DRIVE軟件，能助力實(shí)現(xiàn)L2級(jí)以上自動(dòng)駕駛，以至能達(dá)到L4級(jí)或L5級(jí)自動(dòng)駕駛的機(jī)器人出租車?！庇ミ_(dá)（NVIDIA）自主機(jī)器全球副總裁Rob Csongor表示。

行動(dòng)： 大量的機(jī)電執(zhí)行器

為自主駕駛安全提供最后一道屏障

對(duì)于自動(dòng)駕駛車輛而言，有了觀察、思考運(yùn)算，如果不能及時(shí)采取行動(dòng)，即使識(shí)別出危險(xiǎn)情況并想到如何避免也無(wú)濟(jì)于事。

而除了眼睛和大腦，采埃孚還提供了自主駕駛系統(tǒng)所需要的執(zhí)行器：如制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向和底盤系統(tǒng)等機(jī)電執(zhí)行器，可以在幾分之一秒內(nèi)就能針對(duì)當(dāng)前交通狀況作出反應(yīng)，并精確執(zhí)行控制單元計(jì)算出的解決方案，這也即是為自主駕駛安全守好最后一道屏障。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)：互聯(lián)化解決方案助力未來(lái)出行

ZF 的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（IoT Platform）在筆者的理解來(lái)看，分內(nèi)部和外部?jī)煞矫鏄?gòu)架。內(nèi)部如產(chǎn)品的生產(chǎn)、供應(yīng)鏈管理、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)等，通過(guò)這一開放型的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，采埃孚已經(jīng)開發(fā)出眾多創(chuàng)新解決方案，并將工業(yè)4.0帶入了車間。deTAGTIve資產(chǎn)追蹤就是一個(gè)很好的案例，這一方案通過(guò)藍(lán)牙標(biāo)簽使在工廠和運(yùn)輸碼頭的整個(gè)供應(yīng)鏈的物料和貨物管理更加便捷智能。

而外部可以到車隊(duì)的管理、車輛的數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程診斷，以及未來(lái)共享汽車的支付等。擁有OpenmaTIcs系統(tǒng)的采埃孚，可謂遠(yuǎn)程信息處理專家。除了傳統(tǒng)的車隊(duì)管理，這一互聯(lián)平臺(tái)也為電動(dòng)車的車主提供了豐富的功能選項(xiàng)。諸如，荷蘭巴士以及客車制造商VDL Bus & Coach依靠OpenmaTIcs全面監(jiān)測(cè)電動(dòng)車和柴油車的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)智能化的電驅(qū)動(dòng)車隊(duì)管理。OpenmaTIcs目前正在開發(fā)更多適合貨車車隊(duì)運(yùn)營(yíng)商的產(chǎn)品系列。

“無(wú)論是數(shù)據(jù)傳輸以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，還是生產(chǎn)流程的自動(dòng)化，互聯(lián)化系統(tǒng)一直以來(lái)都是采埃孚的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一?！辈砂ｆ诠煞莨臼紫瘮?shù)字官M(fèi)amatha Chamarthi表示?！拔覀兿Ｍ訌?qiáng)這一方面的優(yōu)勢(shì)，并在2025年前實(shí)現(xiàn)所有采埃孚產(chǎn)品的聯(lián)網(wǎng)?！倍跀?shù)量龐大的產(chǎn)品系列，采埃孚也可以發(fā)揮平臺(tái)的協(xié)同效應(yīng)來(lái)分析跨行業(yè)分析數(shù)據(jù)趨勢(shì)，并以更加靈活的方式來(lái)分享最佳實(shí)踐案例。

共享出行系統(tǒng)解決方案：打造全新城市出行方式

麥肯錫預(yù)測(cè)，至2030年，出行服務(wù)提供商部署的自動(dòng)駕駛車輛將占PKMT（乘客總里程）的11%，私人擁有的自動(dòng)駕駛車輛將占2%。至2040年，出行服務(wù)提供商對(duì)PKMT的占比將占高達(dá)55%，私人擁有的自動(dòng)駕駛車輛僅占11%。而在自動(dòng)駕駛發(fā)展初期，法律法規(guī)及技術(shù)均未完善情況下，特定區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)駕駛公共交通工具或載貨工具被諸多企業(yè)認(rèn)為是較為理想的商業(yè)化模式。而采埃孚亦將此作為重要切入點(diǎn)。

采埃孚股份公司首席執(zhí)行官沃夫翰寧·施艾德（Wolf-Henning Scheider）表示：“隨著城市中心的客貨運(yùn)需求與日俱增，自動(dòng)化、電氣化和網(wǎng)絡(luò)化成為關(guān)鍵的推動(dòng)因素。憑借我們強(qiáng)大的系統(tǒng)能力，采埃孚正在實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)造下一代移動(dòng)解決方案。像網(wǎng)約車這樣的城市交通方案是自主駕駛發(fā)展的最大動(dòng)力之一。”

2018年6月，采埃孚宣布與亞琛初創(chuàng)公司e.Go Mobile成立的合資公司e.Go Moove GmbH將在亞琛生產(chǎn)e.Go Mover，年度產(chǎn)量初步計(jì)劃以萬(wàn)輛為單位，2019底前先生產(chǎn)400輛（其中200輛具備L4級(jí)自動(dòng)駕駛能力），預(yù)計(jì)在2025年前，全球需求量將達(dá)到100萬(wàn)輛。

而在今年的CES期間，兩者又與移動(dòng)解決方案運(yùn)營(yíng)商和集成商Transdev宣布建立合作關(guān)系，通過(guò)利用Transdev運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)集成的自動(dòng)駕駛車e.Go Mover，開發(fā)全新的共享自主移動(dòng)解決方案。而采埃孚將繼續(xù)為e.GO Mover自主駕駛純電動(dòng)商用車提供電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和剎車系統(tǒng)、采埃孚使用人工智能的ProAI中央計(jì)算機(jī)，以及能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛功能的傳感器。據(jù)了解，此次合作將優(yōu)先著眼于法國(guó)和德國(guó)市場(chǎng)，力求在2020年之前推出功能齊全的解決方案。

此外，在本次CES期間，采埃孚還展示了一款沒(méi)有方向盤和踏板的機(jī)器人出租車（robo-taxi），以展示其技術(shù)將如何助力打造新的城市出行方式。用戶可以通過(guò)智能手機(jī)或平板電腦來(lái)預(yù)約出租車，出租車也將通過(guò)自主駕駛至乘客上車地點(diǎn)，繼而將他們送抵目的地。

從基礎(chǔ)核心部件到擁有強(qiáng)大計(jì)算能力的中央控制器開發(fā)，智能機(jī)電裝置執(zhí)行，再到物聯(lián)平臺(tái)、共享出行，采埃孚的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)組成了自動(dòng)駕駛的核心框架圖?？v觀整個(gè)發(fā)展路徑，均是在“順勢(shì)而為，應(yīng)勢(shì)而謀”，換句話也即是在合適的時(shí)間推出合適的產(chǎn)品。雖然這次CES期間該公司并沒(méi)有宣讀未來(lái)幾年的規(guī)劃數(shù)據(jù)，不過(guò)可以看到諸多的產(chǎn)品不是概念，而是在商業(yè)化進(jìn)程中，正如沃夫翰寧·施艾德所言，自動(dòng)駕駛這個(gè)領(lǐng)域很殘酷，采埃孚的優(yōu)勢(shì)就是“速度”……