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就在上週四,本田正式開售全球首台法律許可的L3 級自動駕駛量產車Legend (中文譯名里程)。消費者買到這輛車以後,可在日本本土的部分路段使用L3 級自動駕駛系統。
車輛行駛在高速路、城市快速路時,剛好遇上交通擁堵,系統會自動激活L3級自動駕駛系統,駕駛員在鬆開雙手雙腳的同時,雙眼也不用注視道路,可以觀看視頻或者使用手機,整個駕駛過程全部由車輛完成。
▲啟用L3 級自動駕駛系統時可以看視頻
在L3 級自動駕駛過程中,如果發生事故,責任由本田和保險公司共同承擔。
2017 年和2020 年,奧迪與奔馳先後發布了搭載L3 級自動駕駛系統的A8 與S 級轎車,前者更是成為“全球首款搭載L3 級自動駕駛系統的量產車”。
但由於技術成熟度不夠,A8 在發布後並未在任何國家銷售,其高管也表示這一代產品將不會量產L3 級自動駕駛系統。而奔馳S 級則需要等待法律許可才能開放這一功能,相當於是“期貨”。
這種背景下,就讓本田Legend 成為了全球首款上市銷售的L3 級量產車。
這種現狀顯然與外界對日系車企“保守”、“智能化技術較為落後”的傳統印像有了極大的反差。
那麼本田到底是如何在全球率先實現L3 級系統量產的?車輛搭載了哪些傳感器?如何進行的技術測試,背後又擁有怎樣一支研發團隊呢?
透過本田技術高管在日本媒體接受的採訪,以及本田公佈的專利,車東西找到了一份相對完整的答案。
一、擁堵路況可開啟L3 硬件堆料極為豐富
根據SAE International 的定義,當L3 級自動駕駛功能開啟時,駕駛員不用駕駛,當系統要求駕駛員介入,駕駛員才需要手動駕駛。
▲SAE 自動駕駛分級標準
本田的自動駕駛系統SENSING Elite 在交通擁堵情況下就具備這樣的功能。
當車輛駛上高速路或城市快速路,駕駛員可以開啟L2 級自動駕駛,車道保持、自適應巡航、主動切換車道功能開啟,此時駕駛員只需要注視道路即可,車輛能夠自行控制車速和方向。
當車輛處於“鬆手”駕駛模式,行駛在高速公路/ 城市快速路時,剛好又遇到交通擁堵,且車輛準確識別到前車與後車後,系統會自動激活L3 級自動駕駛功能TJP(Traffic Jam Pilot,交通擁堵輔助),並通過聲音與儀錶盤上的文字,提醒駕駛員。
此時,TJP 功能能夠完全控制車輛,駕駛員可以不用注視道路。出於安全考慮,駕駛員可以操作車內中控屏幕看視頻、規劃路線,可以發呆,但是不能翹二郎腿、看報、看手機、看書、睡覺、吃東西、用筆記本電腦。
▲特定路況可開啟L3 級自動駕駛
當擁堵緩解,前車提速後,系統會通過聲音與文字提醒駕駛員“接管”車輛。
這裡註意,此時的接管並不是人工駕駛,而是讓駕駛員注意力回歸,同時雙手放在方向盤上,但車輛其實是L2 級系統在工作,即保持在當前車輛智能巡航。
▲駛出擁堵路段後提醒駕駛員“接管”
經過一小段時間後,如果車輛探測到周圍環境允許,車輛又會自動切換到“L2 鬆手”模式,駕駛員可拿開雙手,但注意力需要保持在道路上。
可以看出,本田的這套L3 級自動駕駛系統相對保守,僅在30km/h 以下的堵車場景可用,但相比L2 級自動駕駛也有重大進步,因為此時駕駛責任完全不在駕駛員了。在L3 級自動駕駛啟用過程中,即便發生了剮蹭、追尾等事故,事故責任在製造商,這對製造商來說壓力很大。
因此在硬件配置方面,本田Legend Hybrid EX 的配置非常高。他擁有5 個激光雷達、5 個毫米波雷達、雙目前視攝像頭和12 個超聲波雷達,用於實時監測車外環境。
▲本田Legend Hybrid EX 傳感器配置
本田在其官網上說,激光雷達對道路上的汽車、摩托車與非金屬物體之間測距表現非常出色。毫米波雷達可以測量車輛與金屬物體之間的距離。同時,兩個視覺傳感器可以識別物體形狀,分辨行人、車道、路標等。超聲波雷達則可以在短距離內檢測障礙物。
這24 個車外傳感器可以掌握車輛周圍的情況。
在車內,車機屏幕的左側有一枚內置紅外裝置的攝像頭,用於駕駛員監測。可以精準識別駕駛員面部朝向,睜眼、閉眼狀態,頭是否移動等。
同時,本田Legend EX 也配備了高精定位功能,通過GNSS 全球衛星導航系統(例如GPS 等)與日本準天頂衛星系統,實現高精定位。
車內搭載了3D 高精地圖。高精地圖以厘米級的精度,記錄下道路的形狀、寬度、坡度、車道標記和道路標誌,同時,道路信息將會不斷更新。
▲日本部分高速支持該系統
那麼,本田是如何成為全球第一,實現L3 級自動駕駛量產上市的呢?其中最重要的原因就是技術發展,同時更加明確的法規讓L3 級自動駕駛車輛能夠合法上路。
二、獲得法律許可L3 級出事故本田負責
實際上早在去年4 月,日本國土交通省對《道路車輛法》做了部分修訂,L3 級自動駕駛系統被添加到符合安全標準的機動車輛設備清單中,讓L3 級自動駕駛系統有法可依。
《道路車輛法》對L3 級自動駕駛車輛作出在性能、數據蒐集、外觀方面的明確規定。
在車輛自動駕駛性能上,車輛不能對車上乘員、道路上其他參與者造成傷害;必須要在滿足條件的路段開啟L3 級自動駕駛;系統無法駕駛時,需要提前提醒駕駛員,駕駛員接管之前系統要保持安全駕駛,或者安全停車;車內需要有駕駛員監測系統;採取網絡安全措施,防止出現網絡安全問題。
在數據蒐集方面,自動駕駛系統需要記錄設備在6 個月以內或2500 次的運行狀況,包括開啟、關閉時間,提醒駕駛員接管的情況,以及駕駛員沒有接管的情況。
外觀方面,L3 級自動駕駛車型需要在車輛尾部貼上自動駕駛標籤,提醒周圍車輛注意。
去年11 月,本田的L3 級自動駕駛系統就獲得了日本國土交通省的認證,這為意味著本田L3 級自動駕駛可以面向市場量產發售。本田當時就宣布,將在今年3 月底之前開始銷售L3 級自動駕駛車輛。
▲本田Legend Hybrid EX 發布會
L3 級自動駕駛還有一個關鍵問題,如果使用中發生交通事故,責任不在駕駛員,而是製造商負責。
這一點,本田也有解決方案。在上週的發布會上,本田宣布自家的L3 級自動駕駛系統本身就很安全,並且已經為車輛購買了保險。一旦在L3 級自動駕駛過程中出現交通事故,本田和保險公司會負責。
三、開發7 年跑130 萬公里還有自動駕駛專利
本田旗下的大多數量產車都搭載了本田SENSING 自動駕駛系統,這套系統都只有L1、L2 級自動駕駛能力,此次發布的本田SENSING Elite 就是此前SENSING 的升級版,首次支持L3 級自動駕駛,而這一系統本田已經研發了至少7 年時間。
本田SENSING Elite 系統開發經理加納忠彥自2007 年就在研發本田SENSING 自動駕駛系統,並且從2015 年開始負責本田SENSING Elite 的系統設計,此後又負責開發,是最早參與研發的工程師之一。
▲本田SENSING Elite 系統開發經理加納忠彥
同時,在本田申請L3 級自動駕駛系統認證時,加納忠彥還代表本田與日本政府進行談判。
加納忠彥認為:“根據SAE 的定義,TJP 是L3 級自動駕駛的第一項功能,也是最基礎的功能之一。這是因為在擁堵的高速公路上,汽車的碰撞、剮蹭事故頻發。同時,擁堵狀態下速度較慢,自動駕駛也會更安全。”
▲本田Legend Hybrid EX 測試車
另外,本田TJP 功能開發負責人八代藤野在2017 年之前對自動駕駛進行基礎研究,2017 年之後參與Legend 車型的自動駕駛控制域研發,並主要負責TJP 功能開發。
八代藤野說道:“在開發過程中,我不僅在辦公室開發,也在公共道路進行了大量路測。驗證了TJP 功能,還有支持駕駛員鬆手的主動換道功能。在研發過程中遇到了不少困難,我們已經盡了最大努力。”
▲本田SENSING Elite 測試
他還說道,在研發過程中多個傳感器的配合就非常困難。本田SENSING Elite 自動駕駛系統具備激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波雷達等多種類型的傳感器,傳感器融合技術非常複雜。
他認為:“如果僅簡單混合來自每個傳感器的信息,其實並不准確,有可能包含大量的錯誤信息,進而影響到自動駕駛性能。本田採取時間軸對齊的方式監測數據,保證系統不被異常數據影響。本田要了解每個傳感器的優缺點,這樣才能正確利用它們。”
▲本田自動駕駛工程師正在測試SENSING Elite
本田SENSING Elite 項目負責人荒木光浩認為,在測試過程中,需要針對同一場景進行反複測試,包括用攝像頭、毫米波雷達、激光雷達分別進行測試以及組合測試,以得到更準確的數據。
加納忠彥說道:“即便做了大量的測試,也不能完全驗證系統的安全性,本田採用FTA 故障樹分析方法,分析各種不安全的因素,然後優化系統。經過反复的測試,本田L3 級自動駕駛的路測里程已經達到130 萬公里。”
另據本田首席工程師杉本洋一介紹,本田在L3 級自動駕駛的研發過程中已經進行了大約1000 萬次模擬。
除大量路測之外,從本田去年10 月獲得的一項專利中也能看到這套自動駕駛系統的細節信息。
▲本田自動駕駛傳感器
在傳感器分佈中,本田一共採用了7 個激光雷達(20-1 至20-7)、6 個毫米波雷達(30-1 至30-6)、一套雙目攝像頭(40)的傳感器組合。
▲本田自動駕駛邏輯
此外,本田還在專利中描述了自動駕駛車輛的控制邏輯以及AEB/AES 系統的啟用情況討論。
四、L3、L4 一起開髮美日都有佈局
本田在發布會上說道,L1、L2 級輔助駕駛功能的操作主體都是駕駛員,從L3 級自動駕駛開始,駕駛動作的主體轉化為車輛,因此這是自動駕駛技術的分水嶺。
面對L3 以及更高等級的L4 級自動駕駛,本田採取的策略是一起開發。
這是因為,L3 級自動駕駛的傳感器硬件與L4 級自動駕駛可以通用,同時,必備的高精地圖、高精定位也能夠通用。
▲正在L3 級自動駕駛的本田Legend Hybrid EX
加納忠彥認為,L3 級和L4 級自動駕駛在技術上有很大不同,L4 主要在研發共享汽車技術,目前消費者能否接受還存疑。而L3 級自動駕駛技術面向駕駛員開發,面向個人使用。
因此,從自動駕駛的發展歷程上來看,L3 級自動駕駛有著重要的承上啟下的地位;從實用角度來看,L3 級自動駕駛目前更加實用,因此本田採取了一起開發的策略。
除了在日本部署之外,本田在全球主要自動駕駛測試大國美國和中國也有自動駕駛佈局。
2018 年,本田宣布向通用汽車旗下自動駕駛公司Cruise 投資,投資分12 年時間,總金額將達到20 億美元(約合130.6 億元人民幣),此外有7.5 億美元(約合49 億元人民幣)的股權投資,本田的投資總額將達到27.5 億美元(約合179.5 億元人民幣)。
同時,從2016 年底開始,Waymo 和本田一直就自動駕駛合作進行談判。2018 年兩家公司的談判接近尾聲,不過在2018 年10 月兩家公司的談判陷入僵局,合作失敗。
五、L3 自動駕駛成“世界難題”?奔馳奧迪都搞不定
如今,L2 級自動駕駛已經逐漸成為20 萬以內家用車的標配,顯然L2 級自動駕駛的解決方案正在日漸成熟,不少廠商正在大力發展更高等級的自動駕駛技術,其中就包括奧迪和奔馳兩家豪華品牌廠商。
2017 年夏天,第四代奧迪A8 正式發布,官方表示這台車的硬件支持L3 級自動駕駛,後續會陸續向車主開放L3 級自動駕駛系統。這代奧迪A8 也是全球首款支持L3 級自動駕駛的量產車。
▲第四代奧迪A8
不過,因為投入研發成本高,並且遲遲無法得到監管部門批准,直到現在,不管是中國、美國還是歐洲地區,該功能都未開放。同時,此前車東西獨家報導,奧迪在2019 年底悄悄取消了L3 級自動駕駛項目。
多位了解該項目的業內人士則向車東西表示,取消的核心原因則是L3 級自動駕駛的“接管”悖論問題無法解決。即L3 級系統不能工作時,人類如何接管車輛這一問題不好確定,但L2 和L4 級自動駕駛技術則不存在這一問題。
在奧迪取消L3 級自動駕駛項目之後,奔馳在去年發布的新款S 級車型中也搭載了L3 級自動駕駛系統。
奔馳當時在發布會上說道,因為目前只有德國等少數國家出台了允許使用L3 級自動駕駛技術的法律框架,因此如果今年下半年具體的法律細則確定之後,德國用戶將率先用上Drive Pilot L3 級自動駕駛系統(部分高速路段)。
▲新款奔馳S 級
中國、美國和其他歐盟國家,則需要等待當地法規明確後才能逐步開放。
可以說,奧迪A8 和奔馳S 級上的L3 級自動駕駛基本一致,都是可以買到硬件,但暫時不能使用這項功能。
在國內,也有不少整車企業發布了L3 級自動駕駛系統,其中部分車輛僅配備了博世的L2 級自動駕駛硬件,還有部分配備了更強大的L3 級自動駕駛硬件,但目前還沒有正式上市。
L3 級自動駕駛似乎成了一個“世界性難題”。
車東西認為,主要有兩個原因讓L3 級自動駕駛的地位非常尷尬。
其一是駕駛責任劃分的問題。在L3 級自動駕駛場景下,駕駛員不對車輛的駕駛行為負責,責任在製造商,因此車企面對L3 級自動駕駛非常保守。即便是首批支持L3 級自動駕駛的車型,適用場景也僅局限於高速公路、城市快速路的堵車路段。這些路段的路況普遍比較簡單,並且車速不快,發生事故的危害相對較小。
其二是接管時間的問題。系統發出接管指令後,駕駛員不能立即切換成駕駛狀態,因此需要係統作出預判,給駕駛員反應的時間。這個時間如果太短,駕駛員可能反應不過來。如果太長,系統又可能會失效——接管時間成了困擾L3 級系統落地的一個關鍵難題。
這也是每一家發展L3 級自動駕駛的廠商必鬚麵對的。
結語:傳統車企實力不容小覷
在特斯拉快速崛起的今天,造車新勢力無論在消費市場還是資本市場,都取得了巨大的進步。而這些車型,在自動駕駛能力、智能座艙交互等方面做得更加優秀。
不過,無論是去年發布的奔馳S 級還是上周剛剛發布的本田Legend Hybrid EX,傳統車企的能力不容小覷。
本田Legend Hybrid EX 的SENSING Elite 自動駕駛系統是量產車中的最高等級,這就說明傳統車企的研發能力不容小覷,在汽車工業再次快速進步的今天,這些傳統車企正在快速進步,趕上智能汽車浪潮。