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卡车智能驾驶进入“后法规”时代

一季錵落 2021-03-31 13:59:57

商用车市场,正在从法规要求的主动安全(盲区预警、前向预警、紧急制动)逐步向辅助驾驶功能迭代方向持续演进。与此同时,相比乘用车,商用车的场景更为复杂,也推动汽车制造商推出更多的迭代功能。


以梅赛德斯·奔驰重卡为例,按照计划,从今年6月份开始,在24个欧盟国家和该公司选定的非欧盟市场的客户可以为卡车订购最新一代安全辅助驾驶系统。


三年前,在德国亮相的全新一代梅赛德斯-奔驰Actros重卡,被该公司视为未来市场的风向标,包括搭载最新一代主动驾驶辅助系统、第五代主动制动辅助系统,以及全球首款商用车电子外后视镜。


卡车智能驾驶进入“后法规”时代


其中,完整的主动驾驶辅助(ADA)系统达到L2级别,系统可以独立刹车、加速和转向,并能在所有速度范围内工作,包括带停走功能的ACC,以及基于驾驶员转向信号的自动变道功能。


梅赛德斯-奔驰表示,当所有这些技术都投入使用时,新的Actros卡车可将燃油消耗降低5%。此外,由于电子外后视镜的导入,空气动力学的改进和动力系统的升级,高速公路的燃油消耗可降低3%,城区公路的燃油消耗可降低5%。


去年底,戴姆勒卡车与北汽福田汽车共同宣布,双方将投资38亿元,在华生产、销售梅赛德斯-奔驰重型卡车,主要针对中国高端卡车市场,预计将于2022年量产。


再加上今年一汽解放计划率先量产J7 L3重卡,高工智能汽车研究院判断,未来2-3年时间国内商用车市场将进入L2/L3高端重卡的量产爬坡期。


一、解决安全“盲区”难题


对于商用车来说,首当其冲的复杂场景就是城区道路的十字路口转弯盲区安全风险。梅赛德斯·奔驰此前与Setra合作,提供第一代SideGuard辅助系统(盲区预警),主要用于保护行人和骑行人。


而按照欧盟的相关法规,从2022年起,欧盟将对新车型上市审批要求配备盲区预警辅助系统。而从2021年6月起,SideGuard辅助系统(S1R)将进行系统升级,主动侧向辅助系统(S1X)正式进入量产。


卡车智能驾驶进入“后法规”时代


该系统在上一代基础上,增加了自动制动功能,时速为20公里/小时;同时,系统能够从方向盘的转向角度识别制动干预的必要性,并在理想情况下防止任何碰撞。


感知方面,系统沿用近距离双毫米波(24GHz)雷达方案,覆盖区域包括卡车侧向的车身长度(18.75米)以及,侧前方2米长度区域以及侧后向最多一米的区域。覆盖右侧宽度为3.75米。


此外,戴姆勒卡车还为后装用户提供两种感知预警方案,分别是后侧单雷达以及基于4个环视摄像头的SurroundView系统,通过在7英寸的显示屏上向驾驶员显示车辆周围的情况,降低转弯时发生碰撞的风险。


同时,这套系统还可以实现在最高36公里/小时(最高可以提升至90公里/小时)的速度内,在车辆进行变道时对司机进行盲区障碍物的预警功能。


盲区系统的重要性,不言而喻。


每年欧洲卡车碰撞事故导致4000人死亡,还有许多人严重受伤。而道路死亡率的15%与卡车碰撞有关。卡车引起的死亡人数的1/4是弱势道路使用者。


此外,卡车与弱势道路使用者发生碰撞事故时,多在车速比较低时的盲区位置。英国情况的统计分析也表明,卡车驾驶室周围有三个主要危险区:卡车前部(起步时),转弯时引起的左侧、右侧碰撞事故。


从2009年开始,欧盟委员会根据相关安全法规,推出了一系列改善道路交通安全的措施,强制新车分阶段安装主动安全装置,其中包括紧急制动系统(AEBS)。


目前,类似的系统也已经开始在国内的营运车辆进行法规强制安装。不过,预警仅仅是第一步。欧盟规定,到2024年,所有新卡车都需要强制安装盲区转弯辅助刹车系统,辅助刹车系统首次被纳入法规要求。


对于此类系统的效果评估,此前一家保险公司曾做过事故研究分析,在卡车和骑自行车的人之间发生的所有严重事故中,有60%可以通过该系统避免。理想情况下,相关死亡人数可以减少三分之一左右,重伤人数可以减少40%以上。


而在德国,自2019年以来,为车辆配备侧向盲区辅助装置还可以得到政府的相关补助政策支持,最高可以得到1500欧元的补贴。


二、L2已经可以满足基本需求


在自动辅助驾驶方面,戴姆勒卡车从2018年开始已经导入第一代L2级Active Drive Assist(ADA)系统,同时支持纵向和横向操作,并且实现自动跟车,以及在一定条件下的加速和转向。


从2021年6月起,最新一代ADA 2将进行全面升级,在系统变道时采用电液辅助的新型伺服双转向系统。如果系统意识到司机注意力不集中或者可能健康问题,系统将启动自动紧急停车。


卡车智能驾驶进入“后法规”时代


首先,系统通过视觉和声音信号要求驾驶员把手放在方向盘上。如果驾驶员在60秒时间内没有任何回应,系统将通过制动、转向、加速或者其他一系列自动操作,在安全范围内实现制动,同时开启危险警告和电子驻车系统。


此外,这套系统还将同时启用最新一代Active Brake Assist 5,基于摄像头+雷达感知方案,与上一代相比,不仅可以对行人做出部分反应,还可以在车速高达50公里/小时的情况下实现自动全停制动。


同时,整套AEB系统采取分级制动机制,首先向驾驶员发出视觉或听觉警告。如果驾驶员没有做出充分的反应,系统就会启动第二步的部分制动动作,减速速度最高可达每秒3米以及50%的最大制动性能。


最关键的是,在系统限制条件内,这套系统可以在紧急情况下实现自动紧急完全制动,同时,电子驻车制动进行介入。不过,根据法律规定,驾驶员仍然对车辆负有完全和最终的责任。


按照博世公司此前发布的一份报告显示,为重型卡车配备驾驶辅助系统(ADAS),如横向执行器系统,可以显著降低重型卡车事故的成本。这套系统意味着可以提供自动转向输入功能,如变道辅助(LCA)和车道保持支持(LKS)。


数据显示,提供上述系统的车辆,每英里可减少事故成本0.04美元,每辆重型卡车每年可减少3700美元的事故处理费用。此外,碰撞造成的伤害可减少23%,死亡人数可减少19%。LCA和LKS系统还可以将事故财产损失减少多达35%。


2014年博世在中国成立商用车事业部,2018年博世正式在苏州成立商用车ADAS团队。目前,主要分为两大业务方向:其一是针对L1/L2级的辅助驾驶,另一条路径则是L4以上的自动驾驶的解决方案。


同时,博世的第二代商用车前向摄像头就是2019年奔驰商用车上实现量产搭载,同时,传感器的使用寿命设计要达到3万个小时以上。同时,电液助力转向系统也实现量产。


此外,博世应用于商用车的第三代摄像头将在2023年完成量产,一同量产的还有第五代角雷达,支持目标输出、自适应巡航(ACC)。


同时,商用车电子电气架构也正在从分布式向跨域集中式、整车集中式演变。而博世在中国首个ADAS商用车项目(车道保持)也将在2021年投入量产。


三、L4有机会率先落地高速公路场景


目前,除了自动辅助驾驶,戴姆勒卡车去年还与Waymo达成合作协议,基于后者的自动驾驶软件和部分感知系统,同时戴姆勒还投资了激光雷达公司Luminar。


“我们认为,在卡车运输业(相比于出租车)应用无人驾驶技术的可能性更大,商业机会更大,需要解决的问题也更容易。”戴姆勒卡车公司自动驾驶技术主管表示。


一直以来,科技巨头和汽车公司一直将长途卡车运输视为一种更有利可图的途径,从而快速实现自动驾驶商业化。Waymo首席执行官约翰•科拉菲克去年表示,在重复行驶的路线上投入自动驾驶卡车可能比城市地区的Robotaxi更可行。


而要实现自动驾驶卡车的商业化落地,感知冗余以及对路面更精准的感知变的更加重要,激光雷达是当下最好的选择之一。


作为全球最大的卡车制造商之一,戴姆勒卡车过去几年一直在加大自动驾驶的技术研发。比如,收购自动驾驶软件供应商Torc Robotics。


此外,为了保障商用车L4目标的实现,戴姆勒卡车公司还成立了自动驾驶技术集团(ATG),意图打造一个全球性自动驾驶平台,在全球范围内整合技术、业务和市场。


“自动驾驶卡车预计将大幅提高物流的效率和安全性,初期重点将放在高速公路的长途路线上。”戴姆勒卡车相关负责人表示,“受限场景的应用使该技术能够在更短的时间内实现批量商业应用。”


同时,此次与Waymo合作披露的细节,戴姆勒将在自动驾驶底盘开发和系统集成、安全冗余方面作为重点自主研发方向。冗余转向、制动和控制系统的发展对这个领域的发展非常重要,这也将是L4落地的关键。


而目前卡车自动驾驶的商业模式也已经非常清晰。比如,自动驾驶技术领头羊Waymo,就明确表示,将寻求与汽车制造商和一级供应商合作。


此前,Waymo一直在思考如何与传统行业进行融合,开发一种新的商业模式,而不是成为一个“颠覆者”或者说重资产业务模式。


未来,Waymo将与汽车制造商和一级供应商合作,为卡车配备自动驾驶系统,并向市场公开销售。此外,Waymo将与车队合作,提供软件服务,并提供地图和远程协作等支持。


戴姆勒卡车,就是Waymo的第一个商用车战略级合作客户。

来源:高工智能汽车

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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