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洪荒之力爆发 细数奥迪A8的自动驾驶辅助技术

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科技传媒网 盖世汽车网 2017-07-16 15:01

奥迪人工智能交通拥堵导航系统属于三级自动驾驶系统,在某些特定情况下,该系统将接管奥迪A8的驾驶操控,而驾驶员则无需持续监控车辆的驾驶与运行,省去二级自动

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据外媒报道,奥迪A8车型配置了高端的驾驶辅助技术,几乎囊括了高度自动化驾驶领域内的方方面面,其中有三项技术首次亮相于新款奥迪A8车型:1.奥迪人工智能交通拥堵导航系统(traffic jam pilot),这系统是目前市面上首款达到三级自动驾驶水平的拥堵导航功能;2.奥迪人工智能远程停车导航系统(Audi AI remote parking pilot);3.奥迪人工智能远程车库导航系统(Audi AI remote garage pilot)。奥迪正致力于自动驾驶辅助系统的研发,该系统的核心在于中央驾驶辅助系统控制单元(zFAS),zFAS在新款奥迪A8完成其处女秀。

奥迪人工智能交通拥堵导航系统

奥迪人工智能交通拥堵导航系统属于三级自动驾驶系统,在某些特定情况下,该系统将接管奥迪A8的驾驶操控,而驾驶员则无需持续监控车辆的驾驶与运行,省去二级自动驾驶时的麻烦。只有当车载系统发布提示后,驾驶员才需要按照要求,重新接管管车辆的操控。

驾驶员只需在中控台上按压“人工智能按钮(AI button)”,若车辆在双向高速车道上的行驶速度低于60公里/小时(约合37.3英里/小时)行驶时,该系统将接管车辆的驾驶操作,管控车辆的启动、加速、转向及制动,便于提前应对紧急突发情况,如:与前方车辆距离过近(有追尾的可能)。

高度自动化驾驶需要获得交通拥堵导航系统的信号,该信号是由中央驾驶辅助系统控制单元(zFAS)发布的。激活该项功能后,驾驶员就可以放松休息了,将双手从方向盘上移开(具体情况视各国法律而异),并将注意力转向车辆提供的其他功能上,如:通过中控显示屏(10.1英寸)上看场电视节目。在这种情况下,奥迪虚拟座舱将提供抽象再现(abstract representation)技术 ,用抽象符号来展示新款奥迪A8的驾驶动态及周边环境。

在驾驶途中,驾驶区域内的小摄像头将探查驾驶员的情况,确实其是否感到疲劳或入睡。若出现上述情况,系统将启用多级警示(multi-stage warning)功能。当车速超过60公里/小时(约合37.3英里/小时)或前方道路不再拥堵时,该系统将向驾驶员发出通知,要求驾驶员重新接管车辆的驾驶操控。若驾驶员忽视该提示信息与警示后,新款奥迪A8将缓缓减速,直至停车。

该系统的引入要求各个汽车市场明确相关的法律框架(statutory framework),各国也应明确规定该的系统应用、测试法规。此外,该功能的启用还需明确并遵守全球各国的相关审批规程及相应的时间表。奥迪将逐步为旗下量产车型配置该款交通拥堵导航系统。

奥迪人工智能远程停车导航系统、奥迪人工智能远程车库导航系统

随着奥迪人工智能远程停车导航系统、奥迪人工智能远程车库导航系统的推出,奥迪A8将自动执行并完成各类停车及驶入车库,无需人员操作。上述两项系统同样会接管方向盘、加速器、制动器、手自一体变速箱及其他动态全轮转向选配件,并执行相关车辆的操控。

该技术的创新之处在于,驾驶员可以在车外观看奥迪A8的整个停车过程。他们只需要打开智能手机中的myAudi应用,点击“奥迪人工智能”按键,就能启动相关操作。为便于监控,驾驶员需要一直按压该按钮,并通过智能手机上安装的汽车全景摄像机,查看实时视频。当停车操作完成后,该系统将自动将手自一体变速箱的档位调至P位置,随后会切断发动机并熄火。

当驾驶员准备驱车离开时,可通过智能手机启动奥迪A8,将车辆驶离停车位或车库。若驾驶员在车内,他/她还可以启动中控台上的AI按钮,启用停车导航功能。在整个过程中,需要始终按压该按钮。

奥迪A8在驶入车库时可实现精确转向。进入车库后,A8与墙壁或自行车等障碍物的距离非常近,若车库内部空间不足,将会中断驶入车库的操作。该功能得益于创新型激光扫描仪,而奥迪A8的其他竞争型车型尚未配备该设备。

传感器+雷达+摄像头等感测设备

新款奥迪A8配置了一整套新款传感器,包括:

在车辆前部、车侧、车辆后部配置了12个超声波传感器;

在车辆前部、车辆后部及外部后视镜配备了4个360度全景摄像头

在风挡的上边缘配置了1款前置摄像头

在车辆的各角配置了4个中程雷达

在车辆前部配置了1个远程雷达

在车辆前部配置了1个红外摄象机(infrared camera),用于夜视辅助功能

在车辆前部配置了激光扫描仪

zFAS与传感器融合(sensor fusion)

到目前为止,驾驶辅助系统均由单独的控制单元来管控,奥迪是首家将各类功能都集中到中央域架构(central domain architecture)内的车企。其功能产品组合、所需的传感器、电子硬件与软件架构均被集中到单一的中控系统内。奥迪从一开始就专注该项技术的研发,对安全理念特别上心。

由于zFAS将打包处理海量的传感器信息,对于车辆周边环境整体建模的运算极快,并为所有的驾驶辅助系统提供信息。因此,zFAS是所有自动驾驶功能的中央界面(central interface)。

人工智能与机器学习技术

人工智能很快将实现自动驾驶车辆对高度复杂情况的应对,其操作水平甚至比真人的驾驶操控更好。人工智能设备主要通过机器学习技术实现能力提升。

因此,机械学习是人工智能的先决技术条件,其技术基础为数学及统计学。在大多数情况下,可通过运算发现相关的方式与规则,并在此基础上作出决策。不久前,科研人员还研究了人工神经网络(artificial neural networks)并取得了极大的进步。深度学习则不断提升计算机“大脑网络”的能力,对运算能力及各类数据的要求极高。

机器学习最重要的应用领域是目标识别与环境识别。在奥迪A4、A5、Q5及Q7车型中,奥迪配置了目标识别系统,旨在帮助实现监督式学习(supervised learning)。为此,还采用了专门的训练用机器。在完成车辆生产前,就已执行完该学习过程。奥迪A8也采用了监督式学习,被用于实现目标识别。奥迪A8还能探查到空车位,该功能是新款奥迪人工智能交通拥堵导航系统的主要性能要求。

激光扫描仪

激光可探查到各类目标物(含非金属物质),其进度高,光束角度较广,其探测能力比雷达优秀,探测距离可达250米(820.2英尺),所能探测到高度较大,即使在雨中或雾气依然能够持续读取目标物。

若前置摄像头因照明不足使其功能受限,激光扫描仪与雷达能在黑夜中相互配合,发挥探查作用。在视线条件较好时,还能生成车辆附近及周边(中程距离)的高清图像。由于其强大的图像数据库,系统可对各类不同的目标物进行分类,例如:汽车、卡车、骑行者及行人。奥迪的图像处理系统首次采用了深度学习方法,其采用神经网络助力自主学习及识别各类不同目标物,成为助推自动驾驶的另一大技术进步。

凭借高度互联的传感技术,新款A8可快速响应目标物。当其探查到堵车后,就会启用制动功能。奥迪的导航系统也得益于数据融合技术,使车辆能够在多种环境下,精确识别其所处的位置。

奥迪A8拥有41款驾驶辅助系统

新款奥迪A8已是第四代产品,其拥有41款驾驶辅助系统,奥迪集团将其辅助系统分为三个套件:Park, City 和Tour。

新近研发的十字路口驾驶辅助属于City辅助套件。当中程雷达能探查到车辆前方十字路口有重大交通状况时,该系统将会提醒驾驶员,在必要时甚至会启用制动功能。新款奥迪A8还会提醒驾驶员相关变道风险。当开启车门时,下车警示系统(exit warning system)还会提醒驾驶员,车辆后方是否有车辆或摩托车接近。

该套件的另一项功能是360度全景安全系统,可探查车辆周边的情况,确认是否有碰撞风险,并提供可用的预防措施——决定采用完全制动或是调整座椅亦或是收紧安全带。奥迪人工智能主动悬架系统则能在碰撞发生前提升被撞侧的车身,为车辆抵消部分撞击造成的外部作用力,提升安全性。

Tour辅助驾驶套件的中控系统为自适应驾驶辅助系统(adaptive driving assistant,ADA),在前款车型所采用的自适应巡航系统的基础上进行升级,整合了车道辅助功能及驾驶拥堵辅助功能。这意味着该系统将为驾驶员提供横向及纵向控制,车速范围在0-250公里/小时(155.3英里/小时)。

奥迪A8是唯一一款无需人员干预,自动应对车速限制、弯道、道路交汇点及环形道路并采取自动加速或制动措施的车型。该款车型还能够自动绘制导航系统提供的道路信息。

奥迪预防式整体安全系统(Audi pre sense front safety system)也是Tour套件的重要组成部分,能够防止与后者车辆发生碰撞或降低碰撞程度,其包含警示功能,并对车辆、行人及骑行者们采取制动操作。

Tour套件还包括转向辅助及碰撞规避辅助系统。前者能在车辆转向时,监视前方驶来的车辆,避免与其迎面相撞。此外,该系统还能探查到前方车辆,确认其是否驶入了奥迪A8的预定转向车道,这也是目前市面上竞争车型中,唯一一款能够实现单轮制动及转向辅助的车型,其规避障碍物的精度更高。奥迪A8还拥有基于摄像头的交通标示识别及应急辅助系统。

奥迪的停车辅助与夜视辅助系统夜视独立的功能选项出现。后者采用红外线摄像头探查距离较远的行人及大型野生动物,向驾驶员发出警示。

奥迪的激光扫描仪位于前保险杠内,该部件只有拳头大小,在数个垂直面(vertical plane)内发射光脉冲(light impluse)。通过镜面使其分布到80米(262.5英寸)的扇形区域内,其光束扇面呈现145度。近程红外线闪光的波长使得肉眼看不到这类光束,因此不会对人眼造成伤害。

当光束遇到车辆前方物体后,会反射回激光扫描仪,耗时不到1微秒。车辆通过光电二极管完成相关探测工作,然后生成详尽的车辆周边环境影像。远程雷达、前置摄像头及激光扫描仪共同组成了一组传感设备,其波长各不相同,正好取长补短,发挥功效。

本文链接:http://www.itmsc.cn/archives/view-184811-1.html
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(责任编辑:夏喧)

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