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自主巡航:大陆集团展示高速公路高度自动化驾驶的未来

  • 自主巡航不但能让驾驶员得到休息,还能在驾驶员无法控制车轮时保证其安全。
  • 如果驾驶员无法接替驾驶,自主巡航将以最小风险来停止车辆。

2017年9月15日,德国汉诺威。在高速公路上,高度自动化驾驶车辆不再只是不切实际的幻想。2012年,大陆集团已经在美国内华达州的公路开始测试这些系统。目前,这家科技公司已经在德国、美国、日本和中国建立全球开发车辆。自主巡航的功能是:使车辆能在高速公路接替驾驶员按照该国交通法规完成驾驶任务。车辆和驾驶员切换驾驶任务的节点是:在即将离开高速公路时,驾驶员重新接替驾驶任务。任务的切换由经过测试的车载专用人机界面启动。即使驾驶员由于健康等原因在提示接替时无法做出回应,车辆也能自动停止。这就是人们所说的最小风险策略,即车辆识别可以安全停车的位置,并自动驶向该位置。将于2020年投产的自主巡航具备这些功能。

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大陆集团底盘与安全事业部系统集成与技术开发部负责人Ralph Lauxmann说道:“就安全性而言,自主巡航有两大优势。首先,自动化既能规避常规驾驶过程中的人为失误确保驾乘的舒适性。其次,自主巡航拥有普通车辆所不具备的附加备用模式。如果驾驶员因故无法重新接替驾驶,自主巡航都会安全地停止车辆。”

如果驾驶员失误,“备用方案”启动

驾驶员可能不喜欢听到驾驶失误的说法。但是,道路事故的最大风险始终是驾驶行为。大约90%的交通事故源于驾驶行为。因此,在实现“零愿景——实现道路交通零伤亡、零事故”的道路上,自动化驾驶是关键一步。自主巡航可以在高速公路接替驾驶员完成驾驶任务。在此过程中,驾驶员可决定采用部分自动模式——驾驶员仍需对系统进行监控,或者采用在不久将来即可实现的高度自动化模式——驾驶员可把注意力转移到其他活动上。

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一旦自主巡航被激活,辅助及自动化驾驶控制单元 (ADCU) 的中央控制单元将对车辆环境传感器(如:摄像机、雷达和LiDAR)的数据进行分析。自主巡航的算法利用这些数据对车辆的周围环境进行360度建模。该模型结合高分辨率地图,包含所有移动和静止物体以及道路和车道。车辆在该模型中的位置可连续且精确地得到定位。据此,算法可以识别车辆按照交通法规安全行驶的区域,并驶向这些区域,完成驾驶任务。因此,自主巡航可以自动变道和超车。

具有“人工心理分析”特点的互动理念

在即将到达高速公路出口时,车辆会按照相应情况提示司机及时接替驾驶。为使车辆能够确定驾驶员是否在驾驶舱且准备好接替驾驶,大陆集团用车内摄像头和智能算法来分析和了解驾驶员的注意力情况。就如同“人工心理分析”,车辆借此推测驾驶员对当前路况的关注度,或者推测出驾驶员是否正专注于完全无关的其他事情。根据情况,切换过程也可用于其他信息策略。如果驾驶员仍然没有接替驾驶任务,随着车辆逐渐接近接替驾驶位置,逐步加强该输出信息。
除了通过光学和声学方式以外,自主巡航还可通过更加明显的座椅振动来提醒驾驶员接替驾驶。如果驾驶员仍无反应,自主巡航将启动最小风险策略。此时,车辆将自动化驾驶到故障车道并停车。如果没有故障车道或者故障车道堵塞,车辆要么停在车道上并打开汽车故障报警灯,要么低速行驶直至找到合适的停车点。

大陆集团自主巡航项目负责人Ibro Muharemovic解释说:“不幸的是,在驾驶中偶尔会出现驾驶员因为健康问题而无法做出及时反应的情况。当前还没有解决该问题的办法。只有通过自动化驾驶,我们才能在此类紧急情况下帮助驾驶员脱离险境。”

具有安全架构和安全管理程序的自动化

这一最低风险策略在驾驶员未做出反应或出现技术故障时都可发挥重要作用。借助该策略,汽车的潜在传感器故障可通过被称为安全管理程序的连续运行监测级设备识别出来。大陆集团子公司Elektrobit (EB) 曾经通过提供EB tresos安全管理解决方案,为自主巡航的建造提供协助。EB目前在为安全相关电子控制元件提供软件解决方案,这个元件是自主巡航开发的关键构件。Muharemovic说道:“对于自动化驾驶来说,车辆执行最低风险策略的能力至关重要,因为我们希望能确保车辆在任何情况下都能安全行驶。现在,我们已经处于自主巡航开发的关键阶段。
自主巡航拥有冗余设计。因此,即使个别传感器出现故障,车辆仍可执行驾驶任务。这是指:不仅各类型传感器各自拥有单独的网络体系,而且除ADCU之外,另外还有自动化路径——安全域控制器 (SDCU)。SDCU本身还包括一个自动化解决方案。因此,如果自动化达到控制极限,或者某种传感器由于技术原因而失效,最小风险策略立即会启动。同时,在车载制动系统和转向系统中还设置有备用模式。

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Fu Meng Xing / 符梦星 大陆集团 企业传播 (底盘与安全事业部) 地址: 上海市大连路538号 邮编:200082 电话: +86 21 6080 3057 传真: +86 21 6080 3268 电子邮件:

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