2022汽车半导体生态峰会演讲实录|中信科智联赵铮: 车联网与单车智能融合的应用

发布日期:2022-11-29·

以“智链未来 本立而道生”为主题的“2022张江汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”由《中国汽车报》社主办,张江高科、爱集微、浦东新区投资促进二中心承办,11月7日-8日在上海张江科学会堂隆重举行。

本届峰会邀请了以半导体为核心的全球智能网联汽车生态链企业高管、知名分析师与投资机构、中外行业大咖参加,瞄准新智能汽车与能源汽车技术前沿,就科创+产业+金融进行深度交流,为汽车半导体产业发展贡献智慧和力量。同时,通过趋势分享、前沿技术碰撞、投资逻辑解读以及全球汽车电子博览会,共同探讨全球巨变下的汽车半导体产业链发展,为业界充分展示汽车电子最新发展成果与趋势,打造国际化一流汽车半导体领域展示平台。

其中,在11月7日举办的“ADAS与自动驾驶专场”,中信科智联科技有限公司研发总监赵铮做了题为《车联网与单车智能融合的应用》的精彩演讲,以下内容为现场演讲实录:

赵铮:谢谢主持人,谢谢各位嘉宾,有这样的一个机会和大家介绍一下我们公司在车联网与单车智能融合方面的工作。我个人以前一直是在做ADAS的软件,意识到ADAS这一块有一些无法突破的瓶颈,我的团队从去年下半年开始做车联网与单车智能,这次在交流会上能够发布一些实车验证的视频,最后可以跟大家做一个分享,希望我们在今天的活动结束之后能够和大家做一个交流。

中信科智联科技有限公司 研发总监 赵铮

首先是我们公司,中信科智联源自中国信息通信科技集团,是由大唐电信集团和烽火集团合并而来,是我们C-V2X车联网技术的策源地。中信科智联原名大唐高鸿智联,是中国信科非上市公司体系里面的二级子公司,我们在去年完成了超过10亿人民币的A轮融资,独立出来为车联网大规模验证和大规模商用做准备,把车联网的技术从技术应用到商用推广起来,我们的拳头产品是自研的车规级通讯模组,并给予车载终端、路侧设备以及软件和整体的车路协同解决方案,积极参与了国内的智慧高速、智慧园区等等建设。

应该说我们公司是业界为数不多能够提供车联网技术一个全栈式从硬件、软件到解决方案再到服务的一个整体产品矩阵的公司。

今天分享主要分为四个部分,首先简单说一下C-V2X技术与产业发展,C-V2X是蜂窝车联网的简称,根据参与者的不同可以分为V2V、V2I、V2P、V2N,按照接口的类型可以分为Uu接口、PC5接口,广播直联,狭义的C-V2X是专指车联网的PC5接口。

从我们产业发展2013年车联网的概念进行了提出,2017年在国内进行了标准化的落地,2019年国内开始大规模建设智能网联示范区,2020年开启了LTE-V车联网的规模商用,2021年就有很多的车企和车型开始搭载了V2X技术。到了今年国家推动了更多双智城市的建设,更多的车企进行C-V2X量产,同时在标准化方面,路线图引入了C-V2X技术解决一些应用场景。同时C-V2X与单车融合成为了一个趋势。可以这么说C-V2X技术标准、产业和推进各个方面日趋成熟,车联网技术逐渐从验证走向商业部署,并将在未来实现大规模的商用。

在路侧方面我们公司参与了从南到北超过40个城市的车路协同建设,在车侧我们也与多家主机厂合作进行C-V2X的前装上车项目。我们都知道使用传统的单车感知来做ADAS系统是有一些无法弥补的问题,这里我列出了几个,比如说感知能力,单车智能。我们的毫米波雷达也好、摄像头和激光雷达是没有超视距的感知能力,并且受到天气和光照的影响比较大。它的感知范围传播的单车感知没有办法提供上帝视角,缺乏道路的全局信息。

对于算法来说,目前的单车智能还是基于目标识别的算法,这也是暂时很难解决的问题。算法的局限性,单车感知以单车为中心没有办法进行协作能力,没有办法进行路权分配协调,这是我们车联网需要解决和提供一个补充的。

具体而言,我们单车智能是需要车联网,车联网可以给予超过300m以上的超视距传输距离,来解决感知能力和感知距离的问题,无视天气或者光线这样的影响。感知范围由于我们有路侧设备,使用路侧摄像头以及路侧的毫米波雷达和激光雷达来提供一个上帝视角,补完一个全局信息。在算法这一块,C-V2X通过消息的形式,而它的消息直接来自于路侧的识别以及其它的车辆,解决目标识别的长尾问题。比如说逆行车辆或者共同车辆可能通过计算机视觉的识别不一定能很快的识别出来,但是由于它本身播发是特种车辆逆行车辆的消息,能够更好更准确进行识别,以及算法的局限性,车联网可以通过提供车车交互的功能来实现路权的协商、分配、仲裁等等,单车的算法没有办法实现的功能。

另外,车联网也可以与单车智能进行融合,从产品的角度这些年无论是芯片厂商还是模组厂商都提出了车规级的模组,在国家的各个智能网联示范区已经进行了大规模的验证,它的成熟度和可靠度有目共睹。从系统的角度车联网发展出了完备的标准体系,整个产业对我们框架也有了产业共识,在示范区和先导区不断的验证整体的解决方案。

关键技术这一块,信息安全得到了车联网信息安全相关的认可,通过互联互通和大规模测试保证车联网产品在不同的示范区可以使用,不同的车企之间能够互联互通,这样的关键验证也意味着我们的关键技术得到了突破,这些都是单车智能可以与C-V2X进行融合的一些关键点。

另一方面,我们整个产业也在推动着单车智能与车联网的融合,2019年JT-T1242这个标准提及了车联网技术,2021年在C-V2X工作组里面超过40家企业参与的C-V2X与单车智能联合应用的白皮书已经立项。CNCAP2022-2028主动安全路线图草案也新增了V2X技术解决的诸多安全场景,这些都是我们业界推动C-V2X技术跟单车智能融合的一些方面。

基于以上的分析,我们中信科智联提出了自己的解决方案,多合一的融合型域控制器,它的主要部分分成这几个方面,首先有一个主控的异构式SOC,它和整车相联合,我们会有一个视觉处理芯片与我们的摄像头进行连接,提供计算机视觉识别的目标。还有V2X通信模组通过PC5接口实现V2X的感知,所有从V2X感知、视觉的感知、雷达的感知融汇在主控SOC里,做一个目标集的后融合,来实现V2X和单车智能的融合。

总体来说,C-V2X感知具体包括交通参与者、地图、红绿灯信息、道路标识,加上传统的ADAS的感知,在融合之后可以形成更可靠更丰富的道路交通环境,与交通参与者的信息获取,并且依次做更安全可靠的规划控制。

这是我们具体的域控制器实物,它支持C-V2X通信智联,支持C-V2X协议站,并面向自动驾驶开发了安全应用,也支持与视觉、雷达融合的算法,可以实现ADAS功能,也有丰富车载以太网的接口,我们希望中信科智联能够赋能车企和Tier 1快速低成本的实现C-V2X融合单车智能方案。

我们设计了很多的应用场景,由于时间关系我从中选一个点分析,网联式AEB,它的功能是通过V2V或者V2I检测到与同向、对向或者横穿目标有碰撞风险时,在车内进行报警,并进行制动,以避免碰撞。如果碰撞无法避免,则通知各ECU做好准备。它具体的技术方案是通过PC5广播车辆信息,结合十字路口的路端感知信号,同车辆的摄像头和雷达系统进行融合,共通碰撞风险以及进行检测。

我们从ODD的角度进行分析,无论是结构化道路包括执行道路,十字路口、匝道汇入包括一些非常规道路,传统AEB能解决的问题我们通过融合式的AEB也可以解决,有一些传统式的AEB不太好解决的,比如说弯道,我们也看到有一些车因为遮挡形成车祸事故,这些由车联网感知可以无视地形,无视遮挡,它也是可以起到一个很好的补充作用。其它的常规道路,比如说桥梁,我们说有一些桥梁本身的结构对雷达可能有比较大的影响,比如说隧道,在进入隧道口和出隧道的时候光线剧烈变化对摄像头也有比较大的影响,这些都是可以通过V2X感知来弥补的。

另一方面,特别天气包括雨雪雾还有夜间的工况,V2X感知依然完全不受这些影响,可以对单车智能进行一个比较好的补充。

最后我们把它落实到法规上,我们看NCAP规划的场景,从前车的静止、前车的运动、前车减速等等,传统的AEB有一些场景是不太好实现的,比如说我们前车减速,高加速度的加速,传统的AEB是比较难进行的,但是通过网联式AEB可以更早来感知来进行一个实现。还有无保护左转以及CCCSCP,这个是2023年NCAP新增加的场景,它是一个车辆横穿,一会儿我们可以看一下做测试实际的视频。

主车是向前行进,目标车是横穿,这种方式在目前单车智能实现有一定的难度,但是可以通过AEB结合车联网进行一个实现。

落实到C-NCAP上,传统的CCRS和CCRM这两种场景是比较好实现的,那么我们也设计了一些非法规场景,这个我想重点介绍一下,一个前前车刹停的场景,前前车由于一些原因在道路上紧急刹停,前车可能感觉到这样的一个场景,于是做了一个切出处理。当前前车完全暴露在本车视野的时候,已经离前前车非常近了,这个时候它的刹停是比较困难的。还有就是红绿灯减速停车,目前是通过计算机视觉来识别路口的红绿灯,来实现自动的停车和自动的起步,但是在一些复杂的路口,不要说摄像头,连我开车我都不知道要看哪一个灯,所以大规模的铺开还是有待于解决的。

通过V2X技术,路口这样的一些信号灯可以把自己的相位信息、红灯、绿灯生长时间以信息的方式广播出来,那么它就不需要通过摄像头来识别提高一个准确率和可靠性。

下面是我们的实车验证,我们为了验证基于V2X的AEB,构建了这样的一个整体的验证的方法。我们在封闭道路里首先是使用搭载中信科智联V2X与ADAS融合域控制器的改装车辆,里面有我们刚才提到的域控制器。与传统的大平台不同,在中央一个凹槽里面,内部集成了中信科智联的车联网通信,我们需要这样的一个大平台具有车联网通信能力,不是仅仅上面搭一个假车就可以了。

第三个部分是我们搭建在GVT平台上泡沫车辆模型,但是需要注意的是,因为我们需要这样的车辆模型具备车联网通信功能,所以我们在里面固定了一个多合一天线来实现通信,这就涉及到一个问题,假车80公里以下撞它散了就罢了,但是我们的天线还是挺难的,基本上撞了以后很有可能会坏。当时我们在做这样的测试的时候也是摆了一排电线在底下,做好了撞烂一个天线就换上去的打算,其实我们测试结果还是挺好的,只是轻微的碰坏了一条天线。

下面这就是第一条视频,CCSCP,我们车辆横穿的场景,我们的主车或者自车V2T在这个场景下以30公里每小时的速度直行通过前方的十字路口,目标车以30公里每小时的速度来横穿。我们在路口摆放了一辆商务车,作为对单车感知视觉遮挡的作用,在真实情况是一个待左转的车辆,我们完全通过车联网来实现这种情况车辆的刹停,整个过程中驾驶员是完全没有介入的。下一个场景我们提高了车速,在40公里每小时的速度下下,其它的都是一样的,我们目标车以40公里每小时横穿,通过V2V感知技术,也是做到了完全碰撞的避免。

这个视频是刚才提到了前前车自动停车,前车高速切出的一个场景,这个不是目前的法律法规场景。我们的自车在以40公里每小时的速度前行,前面的遮挡车辆也是以40公里每小时行进,它们之间包括1秒的视距,在遮挡车辆的前方有一辆静止的目标车,在前车快行驶到目标车的时候发现了异常,在一个固定距离做一个切出使静止车辆完全暴露在自车的视野中。

其它的场景是设置一样的,只不过自车这个时候设计是55公里每小时的速度,并且和前车也是保持1秒的视距,我们在这个阶段也是拿市面上比较有限的单车智能的车辆进行对比测试,具体的一些结果会实时的发布,至少在这个阶段可以验证我们C-V2X感知对单车智能是一个非常重要的补充。

(注:以上速记内容未经本人确认)