車東西（公眾號：chedongxi）
文 | Bear
11月26日，博世在江蘇連雲港舉辦了自動緊急制動系統技術交流分享會。會上，博世介紹了面向自動駕駛的傳感器、域控制器、博世的預測性緊急制動系統（PEBS）解決方案與測試方案。
博世底盤控制系統市場與戰略發展總監豐浩表示，博世在自動駕駛產業的定位，是一個既能夠向整車廠提供硬件能力，也能夠輸出整套自動駕駛系統的合作伙伴。
▲博世自動緊急制動系統技術交流分享會現場
圍繞自動駕駛硬件技術，博世已經擁有了主動安全、制動助力與制動盤、駕駛員輔助與被動安全四條產品線，目前正在研發第五代毫米波雷達、第三代多功能攝像頭、第六代超聲波傳感器、第二代近距離攝像頭及環視系統，並且很快將會推向市場。
而在預測性緊急制動系統方面，博世指出，這一系統是預測碰撞預警、自動緊急制動與緊急制動輔助三大功能的集合。通過在感知層、決策層、執行層發揮作用的毫米波雷達、多功能攝像頭、執行單元等軟硬件一體的設備，博世的預測性緊急制動系統可在自行車保護、行人保護、車對車保護等多類場景中適用。
▲PEBS測試現場
除了分享交流預測性緊急制動方面的技術內容，包括車東西在內的媒體還在博世的測試場地實地體驗的博世的系統功能，文章第三部分對這一系統的測試情況做出了全面的解讀。
一、博世新一代傳感器即將量產 2019年駕駛輔助業務銷售額達20億歐元
博世的自動駕駛解決方案由硬件技術、電子電氣架構、駕駛功能、軟件系統、泊車功能與系統功能六大部分構成。
在本次交流會上，博世重點介紹了該公司在硬件技術上的積累。
▲博世底盤控制系統四條產品線
目前，博世即將量產的傳感器包括了第五代毫米波雷達、第三代多功能攝像頭、第六代超聲波傳感器、第二代近距離攝像頭及環視系統。
這四款產品功能特點如下：
1、第五代毫米波雷達：採用了博世最新的調頻技術；前向雷達的視角範圍FoV為+/-60°，範圍有所擴大；採用了硬件安全模塊確保了通信安全；Plus版功耗為3.75W，Base版功耗為2.5W，最輕重量為75g，最小體積為80cm³；同時支持CAN-FD，以太網等多種接口。
2、第三代多功能攝像頭：滿足了Euro NCAP標準，能夠識別交通標誌、車道線、車輛、行人等實體，並幫助實現車道保持輔助、自動緊急制動、自適應巡航、智能大燈控制等L1級ADAS功能；同時，還應用了卷積神經網絡，將算法集成在了片上系統（SoC）上，對比傳統神經網絡大幅減少了指令運行數量，減小了功耗，並且保證了運算精度與性能一致。
3、第六代超聲波傳感器：將數字信號處理與信號編碼結合；對比前代探測速度更快，魯棒性更高；能夠更好地識別高低障礙物；具有更廣的探測範圍；當雨雪天氣對超聲波雷達造成探測阻礙時，系統能夠進行失聰檢測。
4、第二代近距離攝像頭：兩個版本分別具備100萬+、200萬+像素，水平視場角大於190°；滿足ASIL B功能安全要求；可進行車側的車道線探索，並輔助3D場景重建；與超聲波傳感器數據融合後可實現高級泊車功能。
博世將利用第五代毫米波雷達還原道路特徵，通過多功能攝像頭的語義分割來分辨各種物體，並採用近距離攝像頭和超聲波雷達來進行車身周圍短距離的探測，進而實現功能更加完備的L2級自動駕駛系統。
▲博世ADAS傳感器產品經理雷鑫
目前，博世憑藉上一代傳感器已經實現了可量產的L2級解決方案，基於新一代傳感器，博世將會推出功能更強的ADAS系統。在車東西記者向博世ADAS傳感器產品經理雷鑫提問目前博世L2級自動駕駛系統在國內的量產規模時，他表示，博世的L2級自動駕駛系統已經在國內的40+款車型上實現了量產，後續還會有更多的車型採用這一系統。
▲博世基於新一代傳感器的ADAS解決方案
但對於L3級自動駕駛系統，雷鑫認為目前L3級自動駕駛系統無論是在功能安全、相關標準以及政策法律上都不具備落地的條件，因此博世雖然在進行積極地研發，但目前還無法給出確切的落地時間。
目前，博世向整車廠輸出的主要是L2級自動駕駛系統的解決方案。在這一系統背後，博世共有4000名員工參與設計、研發、測試等過程，並且還將持續投入人力物力，到2022年，博世在自動駕駛系統上的前期投入將會達到40億歐元（約合人民幣309億元）。
與此同時，駕駛輔助系統（L1/L2級自動駕駛系統）已經在給博世創造可觀的收入。在2019年，這一領域業務的銷售額已經達到了20億歐元（約合人民幣155億元），博世預計，到2029年，自動駕駛市場將會成長到600億美元（約合人民幣4217億元）。
為積極入局這一市場，博世在江蘇連雲港、內蒙古呼倫貝爾兩地建起了汽車測試技術中心，並在南京成都等地成立了研發中心與生產工廠。
二、博世預測性緊急制動系統解決方案 分四階段實現AEB功能
除了介紹博世新一代傳感器，本次交流分享會的另一大重點就是博世自動緊急制動系統的分享。
博世底盤控制系統工程部門經理杜宇表示，博世的自動緊急制動系統在一個更大的範疇內——預測性緊急制動系統（PEBS）。
▲博世底盤控制系統工程部門經理杜宇
這一系統包括了預測性碰撞預警、自動緊急制動、緊急制動輔助三個功能，並且會分為四個階段來執行：
1、階段一：溫和提醒，制動系統衝壓，為接下來的制動做好準備。
2、階段二：短促制動提醒司機，部分高端車型會配備安全帶預警與懸架調節功能，同時會啟動部分制動（30%）。
3、階段三：部分制動（50%），同時危險警示燈亮起提醒周圍車輛，並關閉車窗天窗，避免制動時發生意外。
4、階段四：全力制動，安全帶收緊。
▲PEBS所包含的功能與四個階段
在接受車東西採訪時，杜宇表示，這四個階段主要是根據危險等級來劃分，其中包括了相對距離、相對速度、駕駛員的駕駛意圖、是否長時間脫手等諸多因素。如果情況過於危險，也會直接跳過前三個階段進入最後一階段。
博世在預測性緊急制動系統的解決方案中，提出了以毫米波雷達為主，視覺與其他傳感器為輔的多傳感器融合解決方案。
博世將會為量產車型配置一枚融合了博世自動駕駛算法的前向多功能攝像頭，一枚前向毫米波雷達與多顆角雷達，在車側，還將會部署近距離攝像頭與超聲波傳感器。
通過這些軟硬結合的傳感器，博世將能夠實現包括車對車、自行車保護、行人保護等多個場景的AEB功能，同時也能夠實現包括AEB功能在內的其他駕駛輔助功能。
但博世底盤控制系統市場與戰略發展總監豐浩表示，目前大部分ADAS解決方案及其包含的AEB功能都只能夠實現有限場景下的輔助駕駛，對於部分不常見的障礙物還不能起到很好的識別效果，在採取避讓措施方面可能也就不那麼靈敏。
他認為，這是L2級自動駕駛條件下的正常現象，駕駛員需要時刻注意路面情況並採取措施，ADAS只能夠起到輔助作用。如果能夠對路面上的任何情況都加以識別，並採取措施，那麼車輛的自動駕駛等級就能夠達到L5了，也就不需要人類進行介入。
但他指出，高等級自動駕駛（L3級以上）的實現並沒有那麼容易。
在技術路徑方面，目前很多初創公司都是在“做加法”，先解決無人駕駛的基本功能，再根據特殊情況對算法進行修正，並增加所需的硬件模塊。這樣的做法看似能夠在短時間內讓無人駕駛汽車上路，但面臨的問題其實還遠遠沒有解決，也就無法應用在乘用車的前裝量產上。
而博世則是在“做減法”，把所有可能的情況都考慮進來，在對一些過於複雜的部分進行優化，後續遇到的特殊情況相對來說也會少很多。但由於工程量巨大，因此博士目前還無法給出L3級自動駕駛系統量產落地的時間。
而在功能安全上，目前大部分初創公司對於自動駕駛系統的開發都與汽車工業傳統的“V Model”模式不符，在這樣的條件下，無法保證這些公司開發的自動駕駛系統絕對安全。
但他也表示，互聯網科技公司在自動駕駛軟件的開發上確實展現出了驚人的能力，這一點是需要博世加以學習融合的。
最後，在政策法規方面，與L3級自動駕駛相匹配的相關政策法規都還在緊鑼密鼓地制定之中，在政策法規落地之前，相關的功能不太可能搶先落地。
三、實測博世預測性碰撞制動系統 預防四大場景碰撞問題
在目前的ADAS系統中，預測性防碰撞制動系統（PEBS）主要面對的場景主要包括車對車防碰撞、自行車保護與行人保護等類別。
因此，博世的PEBS系統測試環節主要包括了靜態氣球車測試、動態氣球車測試、行人以及自行車動態測試四大場景。
在介紹測試之前，有必要先對測試的對象進行介紹。
目前，PEBS的測試對象主要是氣球車、模擬行人與模擬自行車三項，博時所採用的模擬道具均符合Euro NCAP與C-NCAP標準。
在氣球車內，藏有正對後方的三角錐對後車毫米波雷達釋放的電磁波進行反射，模擬正常汽車反射的電磁波，氣球車後方的上下均有等寬的鋁條來模擬車寬。同時，氣球車的前部設置了吸波紙，避免電磁波直接穿過氣球車受到其他信號的干擾。
▲PEBS測試用氣球車
而模擬行人與自行車也在道具內部設置了增大電磁波反射的材料，假人衣料與自行車外部也有增強反射的材料。
▲PEBS測試用自行車與假人
在靜態車對車測試環節，車東西乘坐的測試車以大約40km/h的時速，筆直從後方朝氣球車駛去，測試員全程踩住油門。在車輛裡氣球車大約15-20米左右的時候，測試車內部發出報警聲，並在距離氣球車1-2米左右的位置緊急剎停。
▲靜態氣球車測試
▲靜態氣球車測試
在動態車對車測試環節，氣球車被放置在大約20米長的導軌末端，由另一輛車拖動導軌向前行駛，測試車同樣在距離氣球車10米左右的位置時，開始採取制動措施，最終成功制動。
▲動態氣球車測試
▲動態氣球車測試
這兩大測試環節，對車的追尾測試場景模擬十分逼真，對人的防碰撞模擬測試在場地另一端進行。
模擬的行人與自行車均設置在自動導軌上，測試車行駛的位置與速度的信號會實時嚮導軌傳輸。當車輛以一定速度行駛到某一位置時，導軌上的行人或自行車就會“走”到車輛的正前方，以模擬道路上行人或自行車橫跨馬路的場景。
▲行人保護測試
由於是人進行駕駛，因此測試車的速度偶爾會發生一些誤差，導致車輛與行人或自行車的位置“錯開”。
▲自行車保護測試
在此時，測試車先採取了自動制動，但當發現與行人無碰撞風險時，自動制動就會取消，不會一直剎停。
需要指出的是，博世這套PEBS系統最低啟動的速度閥值4km/h。在低於這一速度時，輪速傳感器，車身姿態傳感器所得出的數據都會發生較大誤差，因此無法為PEBS系統提供數據依據。
結語：博世發力自動駕駛安全
當下，自動駕駛已經被視為汽車產業通向未來的重要技術，科技公司、整車廠、各大Tier 1都在積極佈局自動駕駛技術體系。博世作為汽車產業最具代表性的供應鏈企業，自然也不會錯過這樣的機遇，目前，博世汽車技術體系的重心都在朝著自動化、電動化與互聯化等方向轉移。
事實上，博世也確實是Tier1企業中，自動駕駛研究走的最快的企業之一，不僅與戴姆勒聯手佈局Robotaxi、自動代客泊車等高等級自動駕駛研究，L2級自動駕駛系統也已經廣泛應用在了國內外量產車型上。據瞭解，到2019年底，博世的L2級自動駕駛解決方案已經被國內的40餘款量產車型採用，是目前國內最大的ADAS解決方案提供商。
但在探索自動駕駛這樣的創新邊界的同時，博世也始終保持著傳統Tier 1對於汽車產品安全的重視，PEBS、ESP等汽車制動方面的智能化創新也是博世發展高等級自動駕駛的同時絕對不會忽略的基礎部分。
在即將推向市場的新一代傳感器上，博世還將進一步強化這些傳感器在預測性碰撞制動系統方面的表現，博世認為，自動駕駛的未來也應該構建在安全的汽車產品基礎上。
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