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博世雷鑫:泊车,从单传感器到数据融合

原标题:博世雷鑫:泊车,从单传感器到数据融合

博世底盘控制系统中国区驾驶员辅助系统产品经理雷鑫在论坛上发表了题为“泊车,从单传感器到数据融合”的演讲。以下是演讲全文。

博世在自动驾驶领域早已广泛布局,将整个自动驾驶领域分为三个世界:低速封闭区域的紫色世界、高速公路的蓝色世界以及城市交通的绿色世界。下面探讨紫色世界里高度自动泊车。

博世在自动泊车的道路上也是一步一步实现的,从用超声波传感器做后方倒车雷达,倒车时的警告开始,随后上升到用12个超声波传感器加1个泊车控制器,由泊车系统控制方向盘规划泊车路径,实现L1的半自动泊车。

再往后发展,同样是采用12个超声波传感器加1个全自动泊车的控制器,泊车系统可以控制转向规划泊车路径、控制油门刹车和换挡,实现了全自动泊车辅助。这个时候,需要驾驶员在车内,并对泊车过程进行监控。

进一步的,通过超声波传感器和近距离环视摄像头做深度数据融合,可以实现人在车外的遥控泊车辅助,应用场景更为丰富。

之后是家庭区域泊车。家庭区域泊车是固定的点对点泊车,第一次驾驶员对车辆进行“训练”,车辆进行自学习。在以后需要进行频繁泊车的时候,车辆可以沿着自学习的路径进行自动泊车。这个时候,我们需要更多的传感器进行深度数据融合,除了超声波传感器和近距离环视摄像头,我们还加入了毫米波雷达。以上部分是L2级的泊车。

再往上是L3的泊车,高度自动泊车,包括遥控泊车引导,家庭区域泊车引导以及自动代客泊车。从驾驶的应用场景上和前面是比较类似的,但是整个泊车过程不需要驾驶员的监控,在泊车策略方面更像人类操作,同时跟周围环境也有更多的交互。除了近距离的超声波和环视系统以外,也将引入更多的传感器比如毫米波雷达,前视的单目或者双目摄像头进行深度数据融合。

整个泊车的演进之路,从泊车警告,到泊车辅助,再到完全自动泊车;从需要驾驶员监控到不需要驾驶员监控;从单传感器到多传感器融合。泊车的高度自动化过程,也带来了持续不断的客户便利。

全自动泊车辅助的时候,只通过超声波传感器来实现,车辆的行驶距离大概是是10米左右,系统可以探测有效的停车位,实现平行泊车、垂直泊车、斜方位泊车。对于全自动泊车辅助,需要驾驶员在车内对车辆进行监控。

到遥控泊车辅助以后,驾驶员可以在车外,但是要靠近车辆,对车辆进行全面的监控。

发展到家庭区域泊车辅助以后,所需要的传感器数量增加了,而且整个车辆自主行使的距离变远了,车辆可以自学习路径,进行自动泊车,但是仍需要驾驶员对车辆进行监控,不能离开车。

进一步到高度自动泊车,如全自动泊车引导、遥控泊车引导、家庭区域泊车引导后,泊车有了质的变化,不需要驾驶员对车辆进行监控了,驾驶员可以离开车辆,但是有可能需要返回。

再到代客泊车,第一代是通过互联+基础设施实现的。车辆自动行驶的距离更长了,到100米以上。它是在限定区域内的自动驾驶方案,基础设施提供行车路径和目标车位。对驾驶员而言,车辆不需要监控,驾驶员可以离开车辆。

最后到L5自主泊车,我们称其为城市引导,是城市区域内的低速无人驾驶,车辆可以智能搜寻有效停车位,自动进行停车和取车的服务。车辆不需要被监控,驾驶员可以离开车辆。

2018年博世已经成功量产了达到L2级全自动泊车辅助,通过12个超声波传感器和1个泊车控制器,系统可以识别有效停车位,可以自动控制转向、刹车和换挡。

2020年博世会量产遥控泊车辅助,通过第六代超声波传感器和第二代摄像头做深度的数据融合,丰富泊车应用场景。

接下来博世会推出家庭区域泊车辅助。家庭区域泊车辅助是从一个定点A到定点B的泊车,第一步需要驾驶员培训车辆,告诉它怎么走,车辆进行自主学习。第二步车辆根据学习到的泊车路径,自动进行泊车。它的应用场景是那种需要频繁泊车的场景。

未来泊车会是什么样子呢?

是并行的两条路。

一条是通过车身智能传感器,实现从L2级的全自动泊车辅助、遥控泊车辅助、家庭区域泊车辅助到L3的高度自动泊车,如:全自动泊车引导,遥控泊车引导,以及家庭区域泊车引导。

另一条是通过互联以及云数据服务,实现云端社区泊车、主动停车场管理,以及第一代全自动代客泊车。

这两条路最终会交汇到城市泊车引导:车辆自动搜寻有效停车位,自动进行泊车,自动进行车辆的提取。而城市泊车引导,是城市自动驾驶不可缺少的一部分。

支持泊车自动化过程中最基本的产品便是能够进行近距离探测的传感器。

博世第六代超声波传感器,探测范围大大提升。最大探测距离可达5.5m, 最小探测距离可达0.15m,最近可探测到的物体的距离是0.03m。除此之外,功能安全也得到很大的提升。第六代超声波传感器的探头和ECU的功能安全等级都可以达到ASIL B,而且,通过传感器本身的硬件阻抗可自检传感器是否处于“失聪”状态。在超声波传感器探测原理上,通过采用线性频率信号编码和自适应阈值的技术,极大的提高了超声波探测的正确触发率,最大可能的降低了误触发和漏报。

另一个进行近距离探测的传感器是近距离摄像头。博世第二代近距离摄像头的像素可高达200万,水平视场角可到190°,功能安全可达ASIL B。在探测性能方面,可探测车道线,进行3D场景的重建。此外,博世第二代环视系统可以与超声波传感器进行深度数据融合,能够支持更高级的泊车功能。

将最好的超声波传感器和最好的近距离摄像头进行数据融合后,可以极大的提升探测性能和鲁棒性,能够进行更好更可靠的探测。具体体现在:

  • 可以更可靠和更准确的探测泊车区域
  • 可以更准确的进行物体的探测
  • 扩展泊车使用场景,支持车位线泊车,基本涵盖了现在泊车的所有场景
  • 可以进行自由空间的探测,支持更高级的一些泊车功能,例如家庭区域泊车

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