ADAS和自動(dòng)駕駛車輛可能永遠(yuǎn)不會(huì)有一個(gè)、單一的有效方法來實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)。這里我們將介紹每個(gè)汽車制造商如何以自己的方式來實(shí)現(xiàn)這種方法。這將導(dǎo)致每個(gè)制造商都會(huì)用自己獨(dú)特的方式將傳感器集成到未來的汽車上。

在AutoSens 2020布魯塞爾虛擬大會(huì)上，專家小組討論了正確的傳感器組合，以及如何確保設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)不會(huì)損害安全的方法。

Yole的Boulay說到：“為了主動(dòng)解決安全問題，越來越多的傳感器被部署在車輛各處，今天我們的汽車上有多少傳感器?我們需要多少傳感器才能進(jìn)一步提高自動(dòng)駕駛的水平?“如果我們考慮到ADAS的傳感器——超聲波、雷達(dá)、傳感攝像頭、觀察攝像頭和激光雷達(dá)——估計(jì)一輛車將有10到20個(gè)，這取決于車的類型。”當(dāng)然，高端汽車比低端汽車會(huì)嵌入更多的傳感器。

傳感器將是解鎖高自動(dòng)化水平的關(guān)鍵，預(yù)計(jì)傳感器的數(shù)量和類型將會(huì)逐步增加。Boulay：“我們預(yù)計(jì)35到40個(gè)傳感器將被用于這些自動(dòng)化技術(shù)上，傳感器將更加具體，我們將看到傳感器用于短、中、遠(yuǎn)程應(yīng)用。但是一個(gè)傳感器不能覆蓋所有的應(yīng)用。每個(gè)應(yīng)用或用例在傳感器方面都有其規(guī)格和要求。”

傳感器激增只是冰山一角。它產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)才是難點(diǎn)，而系統(tǒng)又會(huì)嚴(yán)重受到處理能力的限制。據(jù)Boulay介紹，未來，擁有足夠的計(jì)算能力來處理這些傳感器產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)將是一個(gè)關(guān)鍵特征。 “使用Intel-Mobileye芯片的典型ADAS系統(tǒng)在0.25 TOPS (高端筆記本電腦性能的10倍)和新EyeQ4芯片2.5 TOPS之間實(shí)現(xiàn)了飛躍，而機(jī)器人汽車已經(jīng)超過了250 TOPS。”最終，“車輛的E/E [electric/electronic]架構(gòu)將需要從分布式架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?a href="http://www.nncyjs.com/zhuanti/0K4GG0" style="color:#4595e6;" target="_blank">域控制器的集中式架構(gòu)，以便能夠管理來自傳感器的原始數(shù)據(jù)的融合。”

所以傳感器越多越好嗎? Boulay：“有些人可能會(huì)這么想，但出于成本或集成方面的原因，汽車上的傳感器數(shù)量不會(huì)無限增加，”他預(yù)計(jì)用于自動(dòng)化的傳感器數(shù)量將在某個(gè)時(shí)候趨于平穩(wěn)。“這主要區(qū)別在于軟件水平和公司有效處理大量數(shù)據(jù)的能力。一些OEM，比如特斯拉，仍然沒有使用激光雷達(dá)，他們把希望寄托在了傳感器和人工智能計(jì)算的結(jié)合。”

客觀地說，“一些OEM在傳感器較少的情況下會(huì)比其他制造商做得更好，其中的差異將體現(xiàn)在軟件和計(jì)算水平上。”

優(yōu)化組合

一輛汽車這一刻可能還在晴朗的環(huán)境下行駛，下一刻又會(huì)在陣雨中穿行。所以傳感器需要持續(xù)測(cè)量和監(jiān)控變量。通過部署冗余傳感器來補(bǔ)償可能出現(xiàn)的故障是提高可用性的一個(gè)有效方法。Valeo：“估算環(huán)境的方式要有很多，”“當(dāng)你處在完全黑暗的環(huán)境中，或者遇到惡劣的天氣條件時(shí)，你需要多種模式和功能協(xié)同工作。”

傳感器可以在人類視覺處于劣勢(shì)的情況下提供幫助，傳感器的多樣性使汽車在所有天氣和光照條件下都能可靠運(yùn)行。Boulay：“攝像頭在白天將得到有效發(fā)揮，”而在晚上、霧中或雨中，“其他傳感器不會(huì)像攝像頭那樣‘瞎’，即使在降級(jí)模式下，車輛仍能移動(dòng)。”

確保正確的位置

就像人類的感官一樣，傳感器必須有策略地定位，從而不斷的反饋汽車周圍環(huán)境的信息。但是，傳感器的放置位置存在技術(shù)限制。例如，頭燈中的冷凝水會(huì)妨礙Lidar的工作。在下雪或寒冷的天氣，霜凍會(huì)導(dǎo)致傳感器故障。紅外線感應(yīng)器不能透過玻璃看，也不能放在擋風(fēng)玻璃后面。同樣，在超聲波傳感器上涂漆也會(huì)改變它的聲學(xué)特性。

沃爾沃的Matha表示，傳感器的功耗也是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。“每個(gè)傳感器消耗1到10瓦。如果你為ADAS功能添加所有傳感器，功耗會(huì)達(dá)到100或200瓦，產(chǎn)生最多4克二氧化碳。但我們必須減少電力消耗。傳感器的功能可能不會(huì)一直處于活躍狀態(tài)。”

熱管理是另一個(gè)需要考慮的限制因素。在擋風(fēng)玻璃后面，溫度可以達(dá)到90攝氏度，這可能會(huì)導(dǎo)致傳感器無法使用。“如果你把它們放在另一個(gè)領(lǐng)域，比如前照燈，這就要配備冷卻系統(tǒng)，但它很復(fù)雜，也很昂貴。”

模擬和駕駛測(cè)試可以幫助確定傳感器的最佳位。

Yole的Boulay表示，最重要的是，“傳感器的位置與OEM的使用情況密切相關(guān)。”從我們目前看到的在高速公路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)的車輛上，激光雷達(dá)處于中心位置，幾乎與ADAS相機(jī)和遠(yuǎn)程雷達(dá)對(duì)齊。對(duì)于其他用途，比如停車或城市駕駛，這些激光雷達(dá)裝置的位置會(huì)有所不同，預(yù)計(jì)會(huì)在車輛的側(cè)面或角落。”

隱藏即是美

沃爾沃汽車目前集成了20種傳感器，其中很多是完全隱藏的。例如，在沃爾沃XC90上，前向停車攝像頭安裝在格柵里，側(cè)向攝像頭安裝在每個(gè)門鏡里，后向攝像頭安裝在車牌上方。Matha：“我們可以集成傳感器，讓它們看起來很漂亮，”

但是我們有必要隱藏傳感器嗎?它們不能成為一個(gè)特性嗎?

對(duì)Astheimer來說，如果汽車是智能產(chǎn)品，“傳感器足夠小，可以完全集成在一起，現(xiàn)在幾乎察覺不到。然而，隨著我們接近完全自動(dòng)駕駛，一些傳感器“將需要非常突出。”“一個(gè)360度的激光雷達(dá)需要有充分的能見度，它在位置上不會(huì)妥協(xié)。

更重要的是，設(shè)計(jì)師和工程師需要一起協(xié)同工作，使傳感器符合車輛的身份。Deliver-E是華威制造集團(tuán)(WMG)、華威大學(xué)和阿斯海默聯(lián)合開發(fā)的一款電動(dòng)交付車原型，它在車輛的側(cè)面集成了攝像頭，并將激光雷達(dá)放在汽車后部顯著位置。

當(dāng)被問及集中傳感器放在外部艙內(nèi)的重要性時(shí)，Boulay提到了Magneti Marelli的智能角落，它可以容納傳感器，如激光雷達(dá)、雷達(dá)、相機(jī)和超聲波，以及基于led的照明功能，如自適應(yīng)光束和數(shù)字光處理。“對(duì)于oem廠商來說，在制造過程中整合這些前排乘客乘坐偵測(cè)系統(tǒng)可能更容易，但如果發(fā)生事故，為保險(xiǎn)或消費(fèi)者更換的成本將非常高。”“所以必須在整合、可修復(fù)性和成本之間找到平衡。”

認(rèn)知過載

人機(jī)界面(HMI)不僅是駕駛員與汽車之間的橋梁，也是駕駛員與外界聯(lián)系的橋梁。這樣做的風(fēng)險(xiǎn)是，駕駛員會(huì)被所有的功能分散注意力，從而錯(cuò)過重要的駕駛信息。

Astheimer從事過Volta Trucks公司的零電動(dòng)送貨卡車的設(shè)計(jì)，他意識(shí)到提高駕駛員警惕性的重要性。“在倫敦，盡管重型交通工具只占總交通流量的不到4%，但在道路使用者的死亡案例中，即行人和騎自行車的人，超過50%是由它們?cè)斐傻摹！边@主要有兩個(gè)原因:缺乏直接可見性和認(rèn)知過載。

Astheimer：“認(rèn)知過載是一個(gè)巨大的問題，” “我們需要確保ECU和CAN系統(tǒng)能夠讀取正確的信號(hào)，并以盡可能清晰和最簡(jiǎn)化的方式顯示信息，無論是觸覺、音頻還是視覺。”

銷售聯(lián)網(wǎng)汽車的關(guān)鍵是什么？“making safety cool”？

Matha：“我們的生意與安全有關(guān)，我們的客戶想要安全，而我們只能通過傳感器來實(shí)現(xiàn)。”

還有另一個(gè)方面需要考慮。用戶需要了解自己汽車的智能水平，以保持對(duì)道路和周圍環(huán)境的警覺性。Astheimer:“通過讓產(chǎn)品讓智能汽車變得更安全，隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的增加，留給司機(jī)做的事情將會(huì)越來越簡(jiǎn)單。但隨著車輛做得越來越多，司機(jī)也不再專心。”

Astheimer：“至關(guān)重要的是，傳感器的反饋幫助駕駛員保持對(duì)所發(fā)生的事情具有清晰的意識(shí)，而不是僅僅讓他與世隔絕。”