“自動駕駛技術(shù)”是IT行業(yè)對汽車行業(yè)的一次主動跨界,所以你才會覺得“無人駕駛”的氣質(zhì)那么像IT,,因?yàn)闊o論從技術(shù)還是媒體宣傳,幾乎都是按照IT界的玩法來的,,特點(diǎn)就是新聞多、玩概念的也比較多,、風(fēng)口比較多,,可能成功,當(dāng)然,,也可能過兩年就黃了……
IT行業(yè)試圖將汽車行業(yè)統(tǒng)領(lǐng)在自己的大數(shù)據(jù),、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)……概念之下,,但是,,由于汽車事關(guān)人命,汽車產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)關(guān)系巨大,,所以,,互聯(lián)網(wǎng)的這種玩法,勢必也會遭到汽車安全領(lǐng)域現(xiàn)有規(guī)則的質(zhì)疑和抵觸,,至于結(jié)果如何,,我們還是拭目以待吧!
無人駕駛的基本原理非常簡單,,當(dāng)前技術(shù)水平下,,它的正式名稱等同于“先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)”(AdvancedDriverAssistantSystem),小名ADAS。
ADAS系統(tǒng)包含信息采集設(shè)備和ADAS控制器,,信息采集設(shè)備主要是各種攝像頭,、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)等一堆東西,,ADAS控制器就是一個控制器,,負(fù)責(zé)處理這些攝像頭、雷達(dá)信號,,并對車輛發(fā)送“轉(zhuǎn)彎”,、“加速”、“停車”之類的控制命令,。
說著簡單,,但是做起來還是有很大工作量的。
接下來,,我們直奔主題,,我們看看,搞一個無人駕駛汽車,,車企和ADAS供應(yīng)商分別需要做什么。
對于車企而言,,顯而易見,,需要開放車輛的控制接口,把之前由駕駛員進(jìn)行的各種操作,,比如踩踏板,、打方向盤、踩剎車,、打轉(zhuǎn)向燈等動作,,轉(zhuǎn)換成由ADAS控制器來發(fā)命令,去控制,。
一般而言,,車企需要和無人駕駛供應(yīng)商對接好CAN協(xié)議,并對人工操作的機(jī)械運(yùn)動部件進(jìn)行一些必要的修改,,比如給踏板增加一個伺服電機(jī),,讓它根據(jù)ADAS控制器的命令來控制踏板踩下一定的深度。
對于ADAS供應(yīng)商而言,,說實(shí)話,,需要做的工作比較多??傮w而言,,供應(yīng)商需要開發(fā)ADAS控制器的算法,對采集到的多種傳感器信號進(jìn)行正確的處理,并控制車輛作出合適的動作,。
接下來,,我們來重點(diǎn)討論一下,ADAS的HIL測試,,應(yīng)該怎么做,?
談到這個問題,車企的朋友們難免會憂桑,,因?yàn)檫@種技術(shù)集中度非常高的,、深度大、廣度小的產(chǎn)品系統(tǒng),,測試工作事實(shí)上主要是由供應(yīng)商來做的,,車企很少有能力做,而且即使做了,,自己也不是很有信心,,還是要依據(jù)供應(yīng)商說的來。
坊間流傳著一個段子,,說某個車企,,打聽到了博世ESP部門用的是ETAS的HIL做測試(其實(shí)這個根本不用打聽,猜都能猜得到,,同屬于一個集團(tuán)的嘛),,然后興沖沖地買了一套ETAS的HIL設(shè)備,準(zhǔn)備等ESP系統(tǒng)到貨之后,,做一下ESP系統(tǒng)的HIL測試,。結(jié)果博世ESP部門說,“我們都做好了,,你們做啥做,?不用做!”“你們想做你們就自己做,,但是我們不會提供任何支持,!”,然后這個車企就傻眼了,,買來的HIL就成為擺設(shè)了,。
可能博世ESP部門覺得車企做ESP系統(tǒng)的HIL意義不大,還浪費(fèi)時間~
對于ADAS系統(tǒng)而言,,大多數(shù)車企的處境相比ESP的例子,,好不到哪里去~
ADAS控制器的算法是其核心,這是一個需要經(jīng)過千錘百煉,、不斷優(yōu)化,、大量測試之后,才敢上車的控制器軟件。車企所做的ADAS測試,,覆蓋率太低,,也很難找到連供應(yīng)商都還沒有發(fā)現(xiàn)的bug。而且,,ADAS的這些算法源碼,,車企一般是拿不到的,所以由車企去優(yōu)化代碼也有一定的操作困難,。因此,,倒不如好好對接、配合供應(yīng)商,,借助于實(shí)力較強(qiáng)的供應(yīng)商的N多項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),、技術(shù)積累,確保ADAS系統(tǒng)成熟可靠,!
當(dāng)然,,這個做法不適用于部分決心在ADAS控制算法領(lǐng)域有所建樹的企業(yè),因?yàn)檫@樣的企業(yè)理想遠(yuǎn)大,,并且投入了大量的財力人力去自主開發(fā)ADAS算法,。不僅要超越競爭對手車企,而且還要超越競爭對手車企的供應(yīng)商,,從而徹底拉開差距,,讓對手再也沒有機(jī)會。但是這樣的企業(yè)好像不多,,大家可以留言,看看國內(nèi)有多少這樣的企業(yè),,自主開發(fā)ADAS算法并用到量產(chǎn)車上的,。
我們再看看,ADAS系統(tǒng)HIL測試領(lǐng)域的幾個模式,。
第一個模式,,高校科學(xué)研究,,或者企業(yè)樣板工程,,主要供實(shí)驗(yàn)室演示使用,或者寫論文做研究,,基本不具備實(shí)車應(yīng)用價值,,我們稱其為“王子”。
這種ADASHIL測試,,其最重要的特點(diǎn)是,,它不需要實(shí)車錄制的視頻文件,它的“場景”,是由一個叫“場景軟件”的東西生成的,。如果您不太理解場景軟件的用處,,那您想象一下考駕照時候用過的駕駛模擬軟件,你在屏幕上所能看到的,,就是“場景”,,這個軟件,就可以稱作一個“場景軟件”,。
場景軟件把生成的“場景”,,轉(zhuǎn)化成視頻,然后,,通過視頻注入板卡,,把視頻發(fā)送給ADAS控制器。ADAS控制器對其進(jìn)行處理之后,,會把對車輛的“轉(zhuǎn)彎”,、“加速”之類的命令通過CAN總線發(fā)給場景軟件PC,場景軟件控制汽車在場景中實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)彎”,、“加速”等動作,,就可以實(shí)現(xiàn)“基于場景軟件的ADAS無人駕駛”了。
這是一個幾乎不具備商用價值的ADAS測試方案,,因?yàn)樗男畔碓淳筒皇钦鎸?shí)的駕駛環(huán)境,,而是由“場景軟件”生成的。視頻圖像質(zhì)量非常理想化,,沒有雪花毛刺,,沒有霧靄蒙蒙、電閃雷鳴,,沒有行人突然闖紅燈,,也沒有寶馬車燈突然亮起,甚至整個賽道都沒有別的車輛……
這樣一個ADAS測試方案,,主要應(yīng)用領(lǐng)域還是高校理論研究,,這種理論研究的目的本來就不是為了商用,而是為了在某一技術(shù)點(diǎn)上,,取得研究突破,,發(fā)現(xiàn)新方法、新理論,,為產(chǎn)業(yè)界,、工程界提供理論支持。
當(dāng)然,,企業(yè)也有可能使用這種ADAS測試方案,,但目的主要是為了樣板工程建設(shè),、演示,對實(shí)際車輛開發(fā)沒有多大用處,。
第二個模式,,商業(yè)應(yīng)用的ADAS測試。其最大的特點(diǎn)是,,拋棄了“場景軟件”,,改用實(shí)車錄制的視頻圖像數(shù)據(jù)(以及雷達(dá)、超聲波傳感器信號等等),,相對辛苦一些,,我們稱其為“草民”。
此種模式下,,ADAS測試方法也有多種,,簡單地說,比如學(xué)習(xí),、訓(xùn)練,;復(fù)雜了說,比如人工標(biāo)記,。
所謂“學(xué)習(xí),、訓(xùn)練”,就是由人工開車,,車上裝一些攝像頭,,跑個幾百幾千公里,然后把錄像拿回實(shí)驗(yàn)室,,讓ADAS控制器去學(xué)習(xí),。ADAS控制器學(xué)習(xí)的終極目標(biāo),就是能跑出和人工駕駛同樣的軌跡,,其方法就是識別視頻里面的各類物理,,對ADAS控制器內(nèi)部的大量參數(shù)進(jìn)行不斷地迭代、優(yōu)化,,從而最終實(shí)現(xiàn)“仿生”駕駛,使ADAS控制器“計(jì)算”出來的軌跡,,和視頻中的真實(shí)軌跡相一致,。
所謂人工標(biāo)記,是一個更加細(xì)致的測試階段,,主要做法就是,,對視頻進(jìn)行人工標(biāo)記,由工程師先代替ADAS控制器,,查看視頻,,并對需要處理的對策進(jìn)行期望值標(biāo)記,。說白了,就是,,一個合格的駕駛員,,人工開車的時候,看到這樣的視野場景,,應(yīng)該怎么反應(yīng),,是加速還是減速,是轉(zhuǎn)向還是剎車還是鳴笛,,標(biāo)記下來,。把人應(yīng)該有的正確操作,標(biāo)記在視頻的時間軸上,,當(dāng)然,,這些“操作”,在無人駕駛模式下往往以“信號變量”的形式出現(xiàn),。然后,,我們就通過視頻回放設(shè)備,把視頻輸入給ADAS控制器,,然后在同一個時間坐標(biāo)系下,,核對ADAS控制器的反應(yīng)是不是正常的(普遍使用自動化測試的方式),,各個信號變量的值,,對不對,從而為算法的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù),。
幾乎全部的ADAS供應(yīng)商,,都是采用這種“視頻回放”的ADAS的測試方案,畢竟,,軟件算法是要上車商用的,,雖不需要高深理論,但是要求工程上成熟可靠,,搞一些場景軟件來測試,,可不行。
在這個領(lǐng)域,,全球最優(yōu)秀的選手叫英偉達(dá)(NVIDIA),,沒錯,就是你電腦上顯卡的供應(yīng)商,,而且創(chuàng)始人還是個華人,。英偉達(dá)這個公司幾乎包攬了全世界圖形圖像處理領(lǐng)域所有的最先進(jìn)技術(shù),在無人駕駛領(lǐng)域更是當(dāng)之無愧的王者,,百度,、華為,、特斯拉什么的,在這個領(lǐng)域全是它的小弟,。
攝像頭和ADAS控制器之間,,傳輸視頻所使用的協(xié)議類型一般為LVDS(lowvoltagediffersignal),比如GMSL,、FPDLink,、APIX等協(xié)議。在攝像頭端,,通過serializer模塊,,把YUV、RBG等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成APIX協(xié)議數(shù)據(jù),,到了ADAS控制器端,,通過deserializer模塊,把APIX協(xié)議數(shù)據(jù)還原,,給ADAS控制器進(jìn)行處理,。
我們在做ADAS控制器的測試的時候,就可以通過這樣的模塊(視頻回放板卡),,把視頻文件轉(zhuǎn)化成LVDS協(xié)議信號,,發(fā)給ADAS控制器,用于訓(xùn)練ADAS控制器,,或者用于對ADAS的控制信號進(jìn)行比對(對于車企而言,,雖然做ADAS無人駕駛測試,比不上ADAS供應(yīng)商,,但是,,也是值得去嘗試的,有利于車企建立這方面的能力),。
當(dāng)然,,這種LVDS協(xié)議信號仿真模塊,其意義不僅僅是針對ADAS測試,,它對車載多媒體模塊,、儀表、中控等各種需要傳輸圖像,、視頻的模塊,,都非常有用,它既可以仿真信號源,,也可以仿真信號接收處理模塊,可以協(xié)助工程師在缺少對端模塊的情況下,,通過仿真來完成對自身模塊的測試,。
按照我們對HIL本質(zhì)的理解,,HIL是一個虛實(shí)結(jié)合的系統(tǒng),在缺少“周圍件”的情況下,,通過板卡或設(shè)備模擬出“周圍件”,,形成一個有機(jī)的交互體,都應(yīng)該稱作HIL,。我們通常概念中針對發(fā)動機(jī)控制器ECU,、VCU、BMS的HIL,,只是HIL針對多管腳單片機(jī)控制器的一類應(yīng)用而已,。