未來,高度自動駕駛将被哪些企業所主導,目前尚看不出端倪。不過,對于L3級以下的自動駕駛,也就是ADAS(進階駕駛輔助系統)的主要市場,博世、大陸、電裝以及奧托立夫等企業占據了絕大部分的全球市場佔有率。
感覺層完善的體系化能力
全球ADAS市場集中度高的原因,就是其涉及了“感覺”、“決策”和“執行”三個層面,需要深厚的系統內建能力,這也是零部件供應商的強項,而高度自動駕駛恰好也依賴這三層架構。可以說,攝像頭、雷達等關鍵部件的市場競争首先為零部件企業提供了自動駕駛的機遇。

在感覺層,博世的技術已經包括了攝像頭、毫米波雷達以及雷射雷達等傳感器,有豐富的近、中、遠距離感覺産品組合。博世從1978年開始研發車用雷達傳感器,在雷達領域已經耕耘了40年。
現如今,毫米波雷達已經更新到了第五代,相比起第四代來說,探測距離提升到了200米,點雲密度提高了10倍,帶寬最大可達1.5G,而且擁有更廣的水準視角。是以,無論是在距離還是分辨率上都已經有了很大的改善。
雖然,排在前面的幾家Tier 1供應商牢牢掌控了毫米波雷達市場,但是雷射雷達基本都不是他們的傳統業務強項。不過,這些Tier 1供應商都在積極地強化雷射雷達的技術能力,主流的做法就是投資并購專業的雷達企業。在這方面,博世投資了TetraVue公司,後者的超高分辨率3D LiDAR資料和成像技術,将大大提高自動駕駛汽車識别能力;2018年,博世又投資了ABAX Sensing公司,ABAX正在研發全固态雷射雷達産品。
攝像頭方面,第三代的多功能/立體攝像頭被博世自诩為“革命性”的一代産品。博世将紋理識别、密集光流法和CNN卷積神經網絡算法都內建到了該攝像頭系統中。
新的攝像頭産品,不僅僅是将像素從120萬提升到了200萬這麼簡單,即便在沒有車道線的情況下也能對道路進行很好的識别。同時能夠識别道路上滾動的球等之前不能識别的障礙物,以及對道路、車道線、房屋、草木和天空都能進行明确區分。
對執行層的深度了解助力決策規劃
随着自動駕駛的到來,域控制器成為了下一代汽車電子架構的發展趨勢。在決策層,自動駕駛汽車需要通過一個性能強大的計算平台,接收來自各類傳感器的信号,規劃出車輛行駛最優路徑。
目前,包括大陸、采埃孚、麥格納、偉世通等在内的多家零部件供應商都推出了各自的域控制器解決方案。博世其實從2017年就成立了專門研發域控制器的團隊,DASy域控制器基礎版、DASy增強版分别面向L2級高速公路輔助(HWA)及L3級交通擁堵引導(TJP)功能。
另外,對于L3級高速公路引導(HWP)功能,為了增加系統的備援度,博世采用了雙域控制器的架構,進一步保障了系統的安全性。
對于自動駕駛汽車來說,由于需要完成大量的運算,域控制器一般都需要搭載一個運算能力足夠強的處理器。目前,在業内能夠為自動駕駛提供算力支援的企業不外乎英特爾、英偉達、恩智浦、英飛淩等。
在2017年,博世和英偉達建立了合作,基于英偉達的車用超級晶片Xavier打造下一代自動駕駛汽車計算機。博世和戴姆勒一直在合作開發L4/L5級自動駕駛,而英偉達其實也深度參與其中。
其實,零部件供應商來做自動駕駛計算平台的優勢在于他們深谙汽車運動控制之道。比如,從A點到B點的路徑中,可能涉及加速、轉彎、變道、超車、刹車等複雜的運動情形,而零部件供應商有豐富底盤控制技術經驗和産品矩陣,充分考慮了汽車動力學因素。
那麼,到自動駕駛時代,零部件供應商所積累的汽車運動控制的經驗就可以反哺“決策規劃”。畢竟,自動駕駛汽車能夠平順行駛、保證舒适和安全,很大程度上取決于底盤控制能力,能不能做好決策規劃也與對底盤的了解程度有莫大關系,是以決策和執行其實是相輔相成。
而執行控制層,也是自動駕駛落地的最後階段,這部分也恰恰被Tier 1供應商壟斷。一方面,他們有體系化的産品且和主機廠深度綁定;另一方面,由于涉及汽車安全,是以基本不會開放。
在執行層,博世有三大系統,即動力系統、制動系統以及轉向系統。同時也有滿足未來自動駕駛對執行器備援要求的系統解決方案,“iBooster+ESP”(iBooster,智能助力器;ESP,車身電子穩定系統),這兩者互相校驗,提供了很好的制動備援。
“衛星+道路特征”的厘米級定位解決方案
自動駕駛不僅僅是需要通過傳感器來感覺環境,也離不開一些更智能的服務。
高精定位,對于自動駕駛來說就是一個重要的命題,隻有時刻讓汽車知曉接近厘米級的自身準确位置,才能保證安全行駛。
博世打造了一套集硬體、軟體和服務為一體的高精度定位解決方案,也是一套由基于衛星的絕對定位和基于博世道路特征的相對定位所組成的備援定位方案,在天氣惡劣或遮擋等不利條件下,這兩種定位方案依也是互相校驗的。
基于衛星的絕對定位:博世開發出了衛星定位智能傳感器(VMPS),內建了高精度慣導IMU及信号糾偏服務,能保證多種工況下定位穩定,精度可達20厘米以内。
基于博世道路特征的相對定位:在2017年,博世和百度、高德以及四維圖新三家圖商合作推出了“博世道路特征(BRS)”,它的工作原理其實是,通過車載傳感器(攝像頭、雷達)采集生成道路特征資料,并實時上傳到雲端背景與高精度地圖進行比對,以此來确定汽車在目前車道中的位置,進而實作厘米級定位。
其實,針對高精度定位解決方案,目前業内出現了兩種技術路徑。像高德、四維圖新這樣的專業圖商,他們本身有擁有覆寫區域更廣、更精準的高精度地圖,再輔以低成本的傳感器配置(比如四維圖新采用了16線的雷射雷達),就實作了汽車高精度定位。而博世和Mobileye這類供應商則正好相反,他們是基于高分辨率的傳感器配置(例如Mobileye的道路體驗管理系統REM方案中是純視覺,而博世則還有雷達,應對複雜環境更可靠),配合相對低精度的地圖。不過,後一種方案,需要強大的人工智能(AI)算法。
然而,博世也對高精度地圖展開了一系列的布局,比如收購了全球數字地圖和定位服務提供商HERE的5%股份,投資地圖初創公司DeepMap,以及與荷蘭圖商TomTom合作研發高精度地圖測繪系統。畢竟,高精度地圖是實作高度自動駕駛所必備的條件之一。
ADAS技術演進及L4/L5同步開發
對于自動駕駛技術的路徑,目前業内基本上有兩種劃分:一類是傳統主機廠所主導的從ADAS過渡到高度自動駕駛的路線,另一類是以Waymo為代表的高新科技公司直接參與L4/L5的自動駕駛技術研發。
博世則是對這兩種技術路線同步開發,一方面其作為供應商要為車企提供從ADAS到自動駕駛的完善技術,另一方面是與戴姆勒聯合開發L4及以上的無人駕駛出租服務。
博世的自動駕駛技術主要分為三大場景:低速自動泊車場景、高速路自動駕駛,以及城市内的無人駕駛計程車/小巴。
2018年,博世推出了最新的全自動泊車輔助(APA)和全自動代客泊車(AVP)。L2級的交通擁堵輔助/內建式巡航控制(TJA/ICA)功能也已量産,包括吉利博瑞GE(一萬補貼)、長安CS55、榮威MARVEL X以及威馬EX5等車型都已搭載。
博世要量産的下一代自動駕駛功能是高速公路輔助(HWA),與特斯拉的Autopilot有類似之處,也屬于L2.5級,量産時間大約在2020年。而L3的高速自動駕駛則要在2020年以後才能推出。