TIER1研究之3:王者博世自动驾驶策略深度分析

佐思产研
2017/11/6 16:19:17


博世在自动驾驶业界的地位,如同腾讯阿里在中国互联网行业的地位。



博世集团一共有四大业务板块,汽车和智能交通业务板块占三分之二左右。2016年博世全球销售额为731亿欧元。博世中国公司销售额为915亿人民币,同比增长19%。


2016年博世汽车与智能交通技术业务全球销售额3240亿元,同比增长5.5%;在华销售额663亿元,同比增长23.5%。


博世汽车和智能交通板块的下属部门和子公司



过去十年,博世在中国实现了超过22%的年复合增长率。


在博世在全球有 56000 名研发人员,其中三分之一致力于软件研发。博世中国有 5000多名研发人员。在互联和自动驾驶相关项目上,近 30%都是从事软件技术开发。博世ADAS国产化的生产在苏州。


博世汽车与智能交通技术在中国共有超过36,000名员工,21个生产基地。超过4,600名技术人员分布于全国12个技术中心。


博世高度关注自动驾驶领域,每年投入研发资金4亿欧元。其自动驾驶研发主要基地在德国和美国加州Palo Alto,德国方面负责传感器、控制系统等开发,美国方面负责定位、感知和路径规划的开发。



博世在自动驾驶方面拥有全球最多的专利,超过了任何一家车厂或科技公司,涉及传感器、控制、软件等领域,共计约450项专利。


博世2016年在ADAS业务方面的销售额达到了10亿欧元,并有2500多工程技术人员在ADAS和自动驾驶方面进行研发工作。


一、技术路线


我们知道,自动驾驶技术路线分为保守型和激进型。科技公司偏激进,采取跨越式路线,直奔L4/L5;传统主机厂偏保守,采取渐进式路线,沿L1/L2/L3一步一个脚印的走。博世则采用了渐进式与跨越式两条路径并行的模式,即一边通过ADAS技术逐步向高级自动驾驶方面演进,而另一边则也在与戴姆勒集团直接进行L4/L5级别的自动驾驶技术的研发。


不过从博世的各种动向来看,博世的发展重点还是在渐进式路线上。


博世从ADAS走向全自动驾驶的时间表大致是:2018年实现代客泊车系统量产,2020年实现高速自动驾驶辅助系统量产,2022年左右量产城市无人驾驶出租车系统,在2025年之后实现全自动驾驶。


更具体的讲,L2级部分自动驾驶方面,2015年实现TJA(交通拥堵辅助),2017年实现集成式巡航辅助(Integrated Cruise Assist),2018年实现高速公路辅助(Highway Assist)。


2018年,L2级车型也会在中国市场上市,有两个主要的功能,一个叫做TJA交通拥堵辅助,在60公里时速之下跟随前车不变道;另一个叫集成式巡航辅助,在130公里时速之下跟随前车。



在L3/L4方面,博世的路线图是2017年推出交通拥堵巡航系统(Traffic jam pilot),2020年推出高速公路巡航系统( Highway pilot) ,2025年以后推出都市巡航系统(Auto/Urban pilot)。



泊车方面,2018年实现自动代客泊车AVP一代(Advancedvalet parking) ,2020年实现AVP二代,2025年以后实现AVP三代,也就是完全自主泊车(Parking pilot)。



下面是博世自动驾驶路线全景图:



二、传感器和高精度地图


博世和大陆在自动驾驶产业链都太过于强大,有全套的传感器和控制器,所以现在主流车企大都避开博世和大陆,在控制器方面,尽量找弱势一些的供应商(TTTech, Mobileye, Nvidia等)。譬如奥迪A8的ZFAS控制器就是主要和TTTech等合作的。不过在ZFAS方案中,照样应用了博世的传感器。


博世研发自动驾驶所需的几乎全部传感器,包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达和高精度地图。


摄像头


2019年左右,博世会有下一代摄像头量产,叫第三代摄象头。除了像素从120万增加到200万,视角加大一倍,从正负25度增加到正负50度。另外博世还一些新技术:纹理识别道路状态,卷积神经网络技术等。


纹理识别技术:在车道线缺失的情况下通过纹理能够识别道路、路牙石以及边上的植物,这样可以更好地判断自由空间。


CNN卷积神经网络:可以识别像道路、路边的房子、车道线和天空,通过深度学习CNN跟纹理识别技术也是一种很好的冗余。


毫米波雷达



博世提供长距雷达和中距雷达。其中第五代中距毫米波雷达的探测距离目前是160米,接下来会提升到200米,角精度也会增加。第六代超声波雷达会在2018年年初上市,它是通过探测距离的增加,刷新时间缩短,以及对每个超声波都提供一个信号代码,所以使得探测精度更加高,能够实现在低速状况下的紧急制动。在15公里时速状态下实现对低矮物体的识别,目前的第五代是达不到的,而在下一代超声波雷达就可以实现精准的判断。


通过超声波雷达和环视摄像头融合可以实现高级别的功能,比如自动泊车就需要环视摄像头与超声波雷达的数据融合。


博世的激光雷达还在研制当中,预计2020年左右会投放市场。


高精度地图


博世认为,L4/L5级自动驾驶必须要有高精地图。2017年4月,博世正式宣布与国内三家领先的地图供应商百度、高德和四维图新展开合作,共同研发适用于国内路况的精准定位服务“博世道路特征”(Bosch Road Signature)。该服务通过将高精地图和博世毫米波雷达和摄像头进行结合,从而实现全天候的自动驾驶车辆精准定位。


同期,博世在欧洲与荷兰图商TomTom合作,基于博世的雷达传感器和Bosch Road Signature技术研发高精度地图系统。2020年起,该地图测绘系统将正式上线收集数据。



传感器融合


传感器融合方面,目前的L1和不变道L2自动驾驶是单个摄象头和雷达之间的融合,是目标层的融合;而可变道L2和L3级自动驾驶需要数据层的融合;到L4/L5阶段,还需要传感器数据和高精度地图数据的融合。这意味着需要有大量的运算,这时就需要有一个域控制器,所以博世正在开发一款域控制器。



三、合作与动向


博世在中国已经有200多个ADAS研发项目。到2017年6月为止,L1已经有10余款车型上市,接下来预计有30多个公司上百辆不同车型,也都会搭载博世技术。


L2/L3级自动驾驶系统,博世在中国也做了很多项目,还没有产生销售的阶段。L2将于2018年年初时正式量产,而L3级产品则会在2019年到2020年装配在量产车上,也可能会更晚,技术上还存在一些挑战。


L4方面,博世已经在国内开始了自动驾驶的路试,路试车由博世本土团队研发而成,配备5个博世中距离毫米波雷达、1个多功能摄像头、电子稳定程序ESP® 、电子助力转向系统EPS,以及百度智能汽车事业部的定位及增强现实人机界面技术。


博世部分合作伙伴及合作动向



博世自动驾驶大事记



四、Highway pilot


博世近期预发布“高速公路驾驶员HWP(highway pilot)”系统,这套系统具备了L3级自动驾驶功能,能让自动驾驶系统接管时速130km以内的高速路段自动驾驶。



如果在130公里时速之下在本车道停车的话实际上是相当危险的。高速的HWP(highway pilot)也分成不同等级,比如HWP的BASE就是停在本车道,HWP的PLUS是停在紧急车道,更高级的HWP premium是停到了一个安全的停车地带。


(本图来源:盖世汽车)


HWP演示车主要搭载了3种传感器,车辆前方一个长距的毫米波雷达,探测距离可达200多米,车上还配有6个激光雷达,同时前挡风玻璃位置配备了双目摄像头。百度、四维图新和高德地图为这套系统提供了高精地图的支持。


对于博世自动驾驶的研究探讨,其实才刚刚开了个头。限于时间和篇幅,今后再继续深入挖掘。


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