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博世雷鑫：泊車，從單傳感器到數(shù)據(jù)融合

2019-04-19 13:42:04·  來源：佐思汽車研究  
　
2019第四屆ADAS與自動駕駛論壇于3月21-22日在上海召開，論壇由CCIA智能網(wǎng)聯(lián)專委會與佐思產(chǎn)研主辦，地平線、縱目科技、中科慧眼、中電昆辰、富蘭光學(xué)、創(chuàng)景科技等
2019第四屆ADAS與自動駕駛論壇于3月21-22日在上海召開，論壇由CCIA智能網(wǎng)聯(lián)專委會與佐思產(chǎn)研主辦，地平線、縱目科技、中科慧眼、中電昆辰、富蘭光學(xué)、創(chuàng)景科技等單位支持。
 
博世底盤控制系統(tǒng)中國區(qū)駕駛員輔助系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理雷鑫在論壇上發(fā)表了題為“泊車，從單傳感器到數(shù)據(jù)融合”的演講。以下是演講全文。
博世在自動駕駛領(lǐng)域早已廣泛布局，將整個自動駕駛領(lǐng)域分為三個世界：低速封閉區(qū)域的紫色世界、高速公路的藍色世界以及城市交通的綠色世界。下面探討紫色世界里高度自動泊車。
博世在自動泊車的道路上也是一步一步實現(xiàn)的，從用超聲波傳感器做后方倒車?yán)走_，倒車時的警告開始，隨后上升到用12個超聲波傳感器加1個泊車控制器，由泊車系統(tǒng)控制方向盤規(guī)劃泊車路徑，實現(xiàn)L1的半自動泊車。
 
再往后發(fā)展，同樣是采用12個超聲波傳感器加1個全自動泊車的控制器，泊車系統(tǒng)可以控制轉(zhuǎn)向規(guī)劃泊車路徑、控制油門剎車和換擋，實現(xiàn)了全自動泊車輔助。這個時候，需要駕駛員在車內(nèi)，并對泊車過程進行監(jiān)控。
 
進一步的，通過超聲波傳感器和近距離環(huán)視攝像頭做深度數(shù)據(jù)融合，可以實現(xiàn)人在車外的遙控泊車輔助，應(yīng)用場景更為豐富。
 
之后是家庭區(qū)域泊車。家庭區(qū)域泊車是固定的點對點泊車，第一次駕駛員對車輛進行“訓(xùn)練”，車輛進行自學(xué)習(xí)。在以后需要進行頻繁泊車的時候，車輛可以沿著自學(xué)習(xí)的路徑進行自動泊車。這個時候，我們需要更多的傳感器進行深度數(shù)據(jù)融合，除了超聲波傳感器和近距離環(huán)視攝像頭，我們還加入了毫米波雷達。以上部分是L2級的泊車。
 
再往上是L3的泊車，高度自動泊車，包括遙控泊車引導(dǎo)，家庭區(qū)域泊車引導(dǎo)以及自動代客泊車。從駕駛的應(yīng)用場景上和前面是比較類似的，但是整個泊車過程不需要駕駛員的監(jiān)控，在泊車策略方面更像人類操作，同時跟周圍環(huán)境也有更多的交互。除了近距離的超聲波和環(huán)視系統(tǒng)以外，也將引入更多的傳感器比如毫米波雷達，前視的單目或者雙目攝像頭進行深度數(shù)據(jù)融合。
整個泊車的演進之路，從泊車警告，到泊車輔助，再到完全自動泊車；從需要駕駛員監(jiān)控到不需要駕駛員監(jiān)控；從單傳感器到多傳感器融合。泊車的高度自動化過程，也帶來了持續(xù)不斷的客戶便利。
 
全自動泊車輔助的時候，只通過超聲波傳感器來實現(xiàn)，車輛的行駛距離大概是是10米左右，系統(tǒng)可以探測有效的停車位，實現(xiàn)平行泊車、垂直泊車、斜方位泊車。對于全自動泊車輔助，需要駕駛員在車內(nèi)對車輛進行監(jiān)控。
 
到遙控泊車輔助以后，駕駛員可以在車外，但是要靠近車輛，對車輛進行全面的監(jiān)控。
 
發(fā)展到家庭區(qū)域泊車輔助以后，所需要的傳感器數(shù)量增加了，而且整個車輛自主行使的距離變遠了，車輛可以自學(xué)習(xí)路徑，進行自動泊車，但是仍需要駕駛員對車輛進行監(jiān)控，不能離開車。
 
進一步到高度自動泊車，如全自動泊車引導(dǎo)、遙控泊車引導(dǎo)、家庭區(qū)域泊車引導(dǎo)后，泊車有了質(zhì)的變化，不需要駕駛員對車輛進行監(jiān)控了，駕駛員可以離開車輛，但是有可能需要返回。
 
再到代客泊車，第一代是通過互聯(lián)+基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)的。車輛自動行駛的距離更長了，到100米以上。它是在限定區(qū)域內(nèi)的自動駕駛方案，基礎(chǔ)設(shè)施提供行車路徑和目標(biāo)車位。對駕駛員而言，車輛不需要監(jiān)控，駕駛員可以離開車輛。
 
最后到L5自主泊車，我們稱其為城市引導(dǎo)，是城市區(qū)域內(nèi)的低速無人駕駛，車輛可以智能搜尋有效停車位，自動進行停車和取車的服務(wù)。車輛不需要被監(jiān)控，駕駛員可以離開車輛。
2018年博世已經(jīng)成功量產(chǎn)了達到L2級全自動泊車輔助，通過12個超聲波傳感器和1個泊車控制器，系統(tǒng)可以識別有效停車位，可以自動控制轉(zhuǎn)向、剎車和換擋。
 
2020年博世會量產(chǎn)遙控泊車輔助，通過第六代超聲波傳感器和第二代攝像頭做深度的數(shù)據(jù)融合，豐富泊車應(yīng)用場景。
接下來博世會推出家庭區(qū)域泊車輔助。家庭區(qū)域泊車輔助是從一個定點A到定點B的泊車，第一步需要駕駛員培訓(xùn)車輛，告訴它怎么走，車輛進行自主學(xué)習(xí)。第二步車輛根據(jù)學(xué)習(xí)到的泊車路徑，自動進行泊車。它的應(yīng)用場景是那種需要頻繁泊車的場景。
 
未來泊車會是什么樣子呢？
 
是并行的兩條路。
 
一條是通過車身智能傳感器，實現(xiàn)從L2級的全自動泊車輔助、遙控泊車輔助、家庭區(qū)域泊車輔助到L3的高度自動泊車，如：全自動泊車引導(dǎo)，遙控泊車引導(dǎo)，以及家庭區(qū)域泊車引導(dǎo)。
 
另一條是通過互聯(lián)以及云數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)云端社區(qū)泊車、主動停車場管理，以及第一代全自動代客泊車。
 
這兩條路最終會交匯到城市泊車引導(dǎo)：車輛自動搜尋有效停車位，自動進行泊車，自動進行車輛的提取。而城市泊車引導(dǎo)，是城市自動駕駛不可缺少的一部分。
支持泊車自動化過程中最基本的產(chǎn)品便是能夠進行近距離探測的傳感器。
 
博世第六代超聲波傳感器，探測范圍大大提升。最大探測距離可達5.5m, 最小探測距離可達0.15m，最近可探測到的物體的距離是0.03m。除此之外，功能安全也得到很大的提升。第六代超聲波傳感器的探頭和ECU的功能安全等級都可以達到ASIL B，而且，通過傳感器本身的硬件阻抗可自檢傳感器是否處于“失聰”狀態(tài)。在超聲波傳感器探測原理上，通過采用線性頻率信號編碼和自適應(yīng)閾值的技術(shù)，極大的提高了超聲波探測的正確觸發(fā)率，最大可能的降低了誤觸發(fā)和漏報。
另一個進行近距離探測的傳感器是近距離攝像頭。博世第二代近距離攝像頭的像素可高達200萬，水平視場角可到190°，功能安全可達ASIL B。在探測性能方面，可探測車道線，進行3D場景的重建。此外，博世第二代環(huán)視系統(tǒng)可以與超聲波傳感器進行深度數(shù)據(jù)融合，能夠支持更高級的泊車功能。
將最好的超聲波傳感器和最好的近距離攝像頭進行數(shù)據(jù)融合后，可以極大的提升探測性能和魯棒性，能夠進行更好更可靠的探測。具體體現(xiàn)在：
  •  可以更可靠和更準(zhǔn)確的探測泊車區(qū)域
  • 可以更準(zhǔn)確的進行物體的探測
  • 擴展泊車使用場景，支持車位線泊車，基本涵蓋了現(xiàn)在泊車的所有場景
  • 可以進行自由空間的探測，支持更高級的一些泊車功能，例如家庭區(qū)域泊車 
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