前不久，豐田攜手Woven Core基于豐田的Mobility Teammate Concept理念——努力實(shí)現(xiàn)人與汽車協(xié)調(diào)的自動(dòng)駕駛技術(shù)，以使安全、舒適、有趣的駕駛， 開發(fā)了一種新的L2自動(dòng)駕駛系統(tǒng)——Teammate Advanced Drive，簡(jiǎn)稱TAD。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航、自動(dòng)變道、自動(dòng)超車等功能。
該系統(tǒng)由專用傳感器、ECU、顯示器、執(zhí)行器、LSS+A以及其他高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的常見組件上的電源組成，如圖1所示。傳感器方面由5個(gè)雷達(dá)，1個(gè)激光雷達(dá)，8個(gè)攝像頭組成，ECU方面最值得一提的是ADSECU、ADXECU，如圖2所示，其中ADSECU是主控制器，而ADXECU為冗余控制器，當(dāng)ADSECU出現(xiàn)問題時(shí)，切換至ADXECU運(yùn)行，除了ECU有備份，在傳感器和電源都采用了冗余設(shè)計(jì)，因此該系統(tǒng)后續(xù)完全可以通過軟件升級(jí)達(dá)到L3以上。
圖1 TAD的組件配置
表1 TAD系統(tǒng)組件簡(jiǎn)介
圖 2TAD系統(tǒng)部分組件
系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
下面從五個(gè)方面來看看TAD系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
1，感知：該系統(tǒng)具有覆蓋整個(gè)周邊的360°的多模態(tài)傳感器。在傳統(tǒng)的LSS+A系統(tǒng)中，在前端的監(jiān)控方面，毫米波雷達(dá)和立體攝像機(jī)互為冗余。在新的系統(tǒng)中，增加了前置激光雷達(dá)和景深攝像頭。通過結(jié)合毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)三種不同傳感器的數(shù)據(jù)，形成一個(gè)高可靠性的識(shí)別系統(tǒng)，以支持未來系統(tǒng)的擴(kuò)展，圖3展示了各傳感器的識(shí)別區(qū)域，表2展示了新增傳感器的規(guī)格。
圖3 TAD系統(tǒng)中各傳感器的識(shí)別區(qū)域
表2 新增傳感器的參數(shù),
2，智能：在智能方面，該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的Soc實(shí)現(xiàn)板載深度學(xué)習(xí)功能，其中CPU的性能指標(biāo)達(dá)DMIPS為107424，SPECint2006為21，GPU性能指標(biāo)TOPS為35.9。另外對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)處理可以以毫秒為單位。
3，交互：車輛采用HMI (Human Machine Interface)人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)駕駛員與車輛之間的相互通信。一個(gè)高度自動(dòng)化的駕駛支持系統(tǒng)需要以一種易于理解的方式提供車輛觀察到的或正在嘗試做的事情，這有助于司機(jī)在各個(gè)方面都不要過度信任。同時(shí)，車輛系統(tǒng)應(yīng)了解駕駛員的意圖和駕駛員在駕駛?cè)蝿?wù)中的投入程度。對(duì)于前者，我們采用了一個(gè)寬約600mm、高約150mm(24英寸)的大平視顯示器(HUD)，以及一個(gè)12.3英寸的大顯示器，為駕駛員提供一個(gè)易于觀看的顯示器。在圖4的顯示示例中，顯示了周圍車輛、前方道路形態(tài)、自我車輛的目標(biāo)軌跡以及未來的行駛計(jì)劃。對(duì)于后者，我們采用了駕駛員監(jiān)控?cái)z像頭(圖5)。除了駕駛員的面部角度和眼睛的睜開/閉上，我們?cè)黾恿俗⒁暀z測(cè)，以確保對(duì)駕駛?cè)蝿?wù)的可靠監(jiān)控。
圖4 HUD顯示示例
圖5 駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)
4，可靠：為了安全運(yùn)行，該系統(tǒng)采用了高級(jí)別冗余。傳統(tǒng)的系統(tǒng)認(rèn)為司機(jī)可以在任何需要的時(shí)候立即做出反應(yīng)。此外，在SAE Level 2 Hands OFF系統(tǒng)中，如圖6所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在駕駛員分心情況下，人類駕駛員響應(yīng)駕駛操作過渡請(qǐng)求的時(shí)間不超過4秒。因此，我們開發(fā)了一種大規(guī)模的冗余結(jié)構(gòu)，涉及識(shí)別、控制計(jì)算、執(zhí)行器、通信和電源，以便在發(fā)生部件故障或系統(tǒng)限制時(shí)防止功能故障持續(xù)4秒。圖7顯示了冗余系統(tǒng)配置。實(shí)際TAD系統(tǒng)測(cè)試中，車輛以125km/h速度行駛，在距離目標(biāo)物140m左右處，TAD檢測(cè)到車道前方有一輛靜止車輛，開始以3.5m/s2的減速度進(jìn)行減速，在距離目標(biāo)物50m處，以6m/s2或更高的減速度減速，避免碰撞，數(shù)據(jù)如圖8所示。
圖6 試驗(yàn)測(cè)得駕駛員的反應(yīng)時(shí)間
圖7 系統(tǒng)中的冗余設(shè)計(jì)
圖8 緊急制動(dòng)數(shù)據(jù)
5，軟件升級(jí)：OTA (Over the Air)軟件更新可以增強(qiáng)性能和增加新功能。在過去，一輛車的軟件和硬件通常是不變的，除非換車。但是目前客戶總是要求更換最新的硬件或者軟件，以獲得更強(qiáng)的性能和更新穎的功能。軟件的發(fā)展要比硬件快得多。像便攜式設(shè)備一樣以無線方式重寫軟件可以讓客戶在不更新硬件的情況下接觸到最新的功能。此外，使用OTA方案使汽車制造商能夠收集數(shù)據(jù)，以了解客戶如何使用車輛和系統(tǒng)在市場(chǎng)上的行為。TAD系統(tǒng)中ADSECU、ADXECU、SISECU、Meter ECU以及HUD控制單元都可以實(shí)現(xiàn)OTA軟件更新。總結(jié)自動(dòng)駕駛剛開始是新勢(shì)力宣傳重點(diǎn)，而傳統(tǒng)車企前幾年一直沒有啥大的動(dòng)作。但是今年可以說是吹響了自動(dòng)駕駛落地的號(hào)角，不僅是傳統(tǒng)車企紛紛發(fā)布自家的自動(dòng)駕駛技術(shù)，還有一批頭部互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛加入造車行列。從今年的上海車展就可以深深體會(huì)到。說回豐田的這套系統(tǒng)，雖然當(dāng)前發(fā)布的僅僅是L2級(jí)別，但是從整體的系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)來看，充分的考慮的后續(xù)的L3+的擴(kuò)展，比看到的其他家的冗余都做的充分。
