作為自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)感知和控制層面上不可或缺的產(chǎn)品，同時(shí)也代表了博世在傳感器方面看家本領(lǐng)的產(chǎn)品，第五代雷達(dá)、第三代多功能攝像頭、第六代超聲波傳感器、第二代近距離攝像頭以及域控制器等新型傳感器產(chǎn)品前不久相繼亮相于2019年博世智能出行大會(huì)和第二屆中國國際進(jìn)口博覽會(huì)。

　　在感知和決策方面，博世基本涵蓋了全系列的產(chǎn)品。如視覺方面做檢測的單目和雙目的前置攝像頭；做近距離感知的環(huán)視、后視攝像頭；探測物體相對(duì)距離、相對(duì)速度以及相對(duì)角位置的毫米波雷達(dá)；探測近距離物體的超聲波傳感器；以及對(duì)各傳感器信號(hào)去做系統(tǒng)的融合、應(yīng)用的控制器。

　　這五大產(chǎn)品也就形成了博世在駕駛員輔助系統(tǒng)感知和決策方面的產(chǎn)品“組合拳。”

　　俗話說，“眼觀六路，耳聽八方”。汽車要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛首先得看得見，看得清楚，看得遠(yuǎn)，更要看得懂。2019年，博世為車輛提供L2級(jí)別的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)在商用領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。而博世的超聲波傳感器、雷達(dá)傳感器和AI攝像頭又是這些解決方案中必不可少的硬件。

　　博世的新一代傳感器到底有“牛”？10月23日，博世底盤控制系統(tǒng)中國區(qū)駕駛員輔助業(yè)務(wù)單元產(chǎn)品經(jīng)理雷鑫曾在2019博世智能出行大會(huì)現(xiàn)場“爆了不少料”。

　　讓我來一一總結(jié)。

第五代雷達(dá)：對(duì)距離、速度和角位置探測的分辨率和精度更高

　　博世的第五代雷達(dá)家族實(shí)際上還分為三個(gè)系列：基礎(chǔ)版、升級(jí)版和至尊版。

　　基礎(chǔ)版雷達(dá)最遠(yuǎn)探測距離可以達(dá)到100米，整個(gè)視場角（FOV）可以達(dá)到150度，最好的角度分辨率是3度。在基礎(chǔ)版當(dāng)中，還有基礎(chǔ)版的角雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)后方車輛兩側(cè)探測的功能，用于盲區(qū)探測、變道輔助、前方預(yù)警輔助、后方預(yù)警輔助等功能。

　　升級(jí)版雷達(dá)有三個(gè)產(chǎn)品，根據(jù)安裝位置的不同可分為升級(jí)版角雷達(dá)、升級(jí)版前雷達(dá)和升級(jí)版近距離雷達(dá)。

　　升級(jí)版角雷達(dá)最遠(yuǎn)探測距離可以到160米，它在基礎(chǔ)版的角雷達(dá)之上，還可以支持L2以上的功能如高速公路輔助（HWA）。升級(jí)版前雷達(dá)最遠(yuǎn)探測距離可以到210米，視場角是正負(fù)60度，最高角分辨率可以做到1度。它可以支持Euro-NCAP五星的要求，也可以支持高速公路輔助、交通擁堵輔助等功能。升級(jí)版近距離雷達(dá)最遠(yuǎn)探測距離可以到50米，視場角是正負(fù)75度，分辨率可以做到4度，可支持碰撞預(yù)警相關(guān)功能也可替代相關(guān)泊車功能。

　　至尊版雷達(dá)前視雷達(dá)最遠(yuǎn)探測距離可以到300米，視場角是正負(fù)60度，角分辨率可以做到1度，支持L3級(jí)以上功能。

　　雷鑫透露，博世的整個(gè)雷達(dá)系列產(chǎn)品在和車輛的通訊接口方面，可以支持CAN-FD、Flexray和以太網(wǎng)。其中，升級(jí)版近距離雷達(dá)和至尊版前雷達(dá)是專門面向于L4及L5自動(dòng)駕駛所設(shè)計(jì)的雷達(dá)產(chǎn)品。整個(gè)雷達(dá)產(chǎn)品如果布置在車上，可以覆蓋整個(gè)車輛360度無死角無盲區(qū)的范圍。

　　除了更強(qiáng)大的感知功能以外，第五代雷達(dá)還有以下五大特點(diǎn)：

　　第一，在雷達(dá)頻率的處理上采用了博世線性脈沖序列的調(diào)頻方式，使得雷達(dá)對(duì)于距離和速度的探測有更高的分辨率，響應(yīng)時(shí)間也更快。無論是前雷達(dá)還是角雷達(dá)，整個(gè)探測距離和視場角會(huì)變得更大。這樣帶來的好處是，通過前雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的一些功能如自適應(yīng)巡航（ACC）和自動(dòng)緊急剎車（AEB）以及通過角雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的功能如變道輔助（LCA）等都會(huì)有更好的性能；

　　第二，在安全方面，從第五代雷達(dá)開始整個(gè)硬件方面會(huì)有硬件安全模塊，軟件方面也會(huì)有一些軟件安全模塊進(jìn)行一個(gè)集成，提高整個(gè)雷達(dá)產(chǎn)品的安全性；

　　第三，從物理特性來看，第五代雷達(dá)無論從功耗、重量、體積等都盡可能的做到最優(yōu)。尤其是體積方面，第五代雷達(dá)的大小基本上是第四代雷達(dá)的一半，極大簡化了對(duì)車輛造型尤其是前保險(xiǎn)杠的要求；

　　第四，第五代雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)量會(huì)變得更為密集，尤其是在高程測量上，雷達(dá)會(huì)變得更加可靠。第五代雷達(dá)的點(diǎn)云密集度是第四代雷達(dá)的10倍左右，無論視場度還是對(duì)距離、速度、角位置的探測，都更上一層樓。視場角變得更寬，而對(duì)于速度、距離和位置的探測，分辨率會(huì)更高。

　　第五，在和車輛的接口方面會(huì)多樣化。目前整個(gè)車的總線接口，CAN-FD、Flexray、以太網(wǎng)等第五代雷達(dá)都是支持的。

　　“第五代雷達(dá)基本上能夠比較精確還原整個(gè)道路特征，其次對(duì)于移動(dòng)物體的檢測，尤其是對(duì)于卡車來看，第五代雷達(dá)可以用多數(shù)個(gè)點(diǎn)去還原這種特征，這也是第五代雷達(dá)一個(gè)顯著的提升點(diǎn)，”雷鑫說。

第三代智能攝像頭：真的是多功能

　　作為前視探測的另外一個(gè)重要產(chǎn)品，第三代多功能攝像頭，也叫智能攝像頭，確實(shí)是多功能的。

　　第一，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通標(biāo)志的識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)路標(biāo)輔助、交通燈輔助這些功能；第二，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市城間行人、自行車的自動(dòng)緊急制動(dòng)，滿足Euro-NCAP的要求；第三，它可以實(shí)現(xiàn)智能大燈的控制；第四，它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車道線的檢測，做到任意邊界的車道線的檢測，通過對(duì)車道線的檢測，實(shí)現(xiàn)對(duì)于車道保持輔助、偏離預(yù)警、緊急車道保持等功能；第五，它可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航。第六，也是比較重要的一點(diǎn)，是它的數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)可以深度融合，極大提升交通擁堵輔助、高速公路輔助等性能。

　　從技術(shù)特點(diǎn)和亮點(diǎn)來看，第三代智能攝像頭有定制化的光學(xué)系統(tǒng)，有一個(gè)大的視場角（可以做到正負(fù)50度），還有定制的算法來做整個(gè)LED的閃爍抑制。

　　通過LED燈閃爍抑制曝光算法所拍出來的圖片，會(huì)看到對(duì)于一個(gè)圈里有一個(gè)100的限速標(biāo)志，基本上可以做到完整的識(shí)別。否則可能在某些情況下會(huì)有一些數(shù)字的丟失

　　在光學(xué)系統(tǒng)上，第三代智能攝像頭采用了RCCG的顏色模式，這種模式使得視頻輸出流的色彩更接近于真實(shí)的色彩情況。同時(shí)它還會(huì)做一些光學(xué)畸變的驗(yàn)證，讓它和真實(shí)情況的偏差變得更小，并且把主要的視覺范圍集中到攝像頭的中間提高檢測能力。

　　另一方面，第三代智能攝像頭采用了前沿的光學(xué)算法，如嵌入式深度學(xué)習(xí)算法以及密集光流法。

　　在整個(gè)硬件芯片性能上，第三代智能攝像頭采用了博世的高性能片上系統(tǒng)。相對(duì)于傳統(tǒng)的算法可以大量減少運(yùn)算代碼數(shù)量、降低功耗但同時(shí)又能保證運(yùn)算和性能保持一致。

　　除了第三代智能攝像頭之外，博世還有一些專門面向L4、L5級(jí)自動(dòng)駕駛的攝像頭產(chǎn)品。這些攝像頭產(chǎn)品只會(huì)輸出一些原始的視頻數(shù)據(jù)，交給后面的域控制器進(jìn)行一些計(jì)算，去做進(jìn)一步的處理。面向L4、L5的產(chǎn)品有單目也有雙目。單目當(dāng)中，有遠(yuǎn)距離單目、近距離單目，還有專門針對(duì)于交通燈的單目攝像頭。

　　這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是：第一，功耗特別低。單目產(chǎn)品只有1.9瓦的功耗，而雙目產(chǎn)品只有3.8瓦的功耗；第二，在攝像頭sensor head中采用了上面提到過的LED燈的閃爍抑制的曝光方法，使得對(duì)LED燈的檢測變得更強(qiáng)；第三，視場角普遍做得較大一些，能夠滿足對(duì)于近距離、中距離、遠(yuǎn)距離和LED燈的探測。

　　第六代超聲波傳感器：重點(diǎn)在失聰檢測，探測更快，魯棒性更高

　　第六代超聲波傳感器是近距離低速探測兩大產(chǎn)品之一，共有三個(gè)類型：6.0、6.1和6.5。在物體探測方面最近可以做到3厘米，對(duì)于整個(gè)有效范圍的探測可以做到15厘米到5.5米。整個(gè)功能安全等級(jí)，無論是傳感器本身還是控制器，都可以做到ASIL B功能要求。

　　第六代超聲波傳感器非常重要的一個(gè)特點(diǎn)是失聰檢測。

　　超聲波傳感器一般安裝在車輛的前后保險(xiǎn)杠上。在一些嚴(yán)酷工況下，比如被雨雪或泥巴覆蓋的時(shí)候，硬件本身沒有壞，但檢測會(huì)出問題。失聰檢測通過阻抗檢測的原理會(huì)有一些信號(hào)給出去，提醒車輛做一些降級(jí)。

　　另一方面，第六代超聲波傳感器有一個(gè)自適應(yīng)閾值的特點(diǎn)，它的整個(gè)觸發(fā)的閾值，不再是一個(gè)調(diào)試后的固定閾值，而是隨時(shí)按照周圍的濕度、溫度、環(huán)境噪聲的變化而變化，這樣會(huì)使超聲波在保證敏感的前提下，又能夠做到高準(zhǔn)確的探測。

　　在數(shù)字信號(hào)處理方面，第六代超聲波傳感器通過把數(shù)字信號(hào)和信號(hào)編碼加在了一起，通過一個(gè)線性頻率，使每個(gè)超聲波發(fā)出的頻率都不太一樣，相當(dāng)于每個(gè)超聲波都有一個(gè)自己的身份認(rèn)證碼，這樣極大提高了超聲波的抗干擾能力，使得傳感器可以做到多收多發(fā)，不僅抗干擾能力提升了，整個(gè)系統(tǒng)的刷新時(shí)間也會(huì)變得更快。

　　“所以第六代的超聲波會(huì)有更快的探測、更高的魯棒性。在第六代里面，我們USS6.5這個(gè)探頭也是針對(duì)L4、L5設(shè)計(jì)的傳感器，”雷鑫說。

第二代近距離攝像頭：讓泊車輔助更靠譜

　　第二代近距離攝像頭則是博世在近距離低速探測產(chǎn)品中的另外一個(gè)重要產(chǎn)品，分為兩種：一種自帶ECU，一種不帶ECU。

　　第一種不需要額外控制器，ECU就含在攝像頭里面。其中還分基礎(chǔ)版和升級(jí)版。基礎(chǔ)版只提供VGA成像，做一個(gè)NTSC的輸出，并提供130度的寬視場角。升級(jí)版可以有軌跡覆蓋線、物體覆蓋線，還有分區(qū)、全景檢測，對(duì)于拖車的檢測。

　　另外一種就是所謂的“衛(wèi)星”攝像頭：只輸出視頻圖像，不自帶ECU。其中也分三個(gè)版本：分別搭載基礎(chǔ)版、增強(qiáng)版或升級(jí)版的控制器。

　　控制器的一大特點(diǎn)是，一方面可以去接攝像頭，另一方面可以接超聲波傳感器，做深度數(shù)據(jù)融合，滿足未來泊車時(shí)候的需求。不同版本的控制器對(duì)于最大可接的超聲波傳感器的數(shù)量和攝像頭的數(shù)量不一樣。如基礎(chǔ)版可接12個(gè)超聲波傳感器和2個(gè)攝像頭，加強(qiáng)版是12個(gè)超聲波傳感器和4個(gè)攝像頭，升級(jí)版是24個(gè)超聲波傳感器和6個(gè)攝像頭，且可以做到3D環(huán)視的效果。

　　近距離攝像頭從硬件來講，分辨率可以做到200萬像素左右，采用寬角度水平視場角。在功能安全方面，整個(gè)環(huán)視近距離探測的攝像頭都可以做到ASIL B。探測性能方面，可以做到車道線探測，通過3D場景重建之后，實(shí)現(xiàn)3D的效果。在數(shù)據(jù)融合方面，可以與超聲波數(shù)據(jù)去做深度融合來支持一些更為高級(jí)的泊車功能。

　　雷鑫表示，泊車功能正在由單純的只通過超聲波來實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)泊車慢慢過渡到用最好的超聲波傳感器、最好的環(huán)視攝像頭去做一個(gè)深度融合，提高對(duì)整個(gè)性能和魯棒性的要求。

　　“這種探測會(huì)使我們有更好、更可靠的泊車區(qū)域檢測，拓寬我們在自動(dòng)泊車的應(yīng)用場景，可以支持車位線泊車，可以有更準(zhǔn)確的物體探測，哪怕是在低光照的情況下。最終可以實(shí)現(xiàn)自由空間的探測，支持未來家庭區(qū)域泊車，甚至智能型的代客泊車的一些需求，”他說。

域控制器DASy：集中式整車架構(gòu)核心組件，提供更高算力、存儲(chǔ)力和帶寬

　　自動(dòng)駕駛在往更高級(jí)別功能擴(kuò)展的時(shí)候，集中式控制是一個(gè)趨勢，也是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的方法。集中式控制對(duì)控制器在算力、存儲(chǔ)力、帶寬等方面都提出了更高的要求。博世的DASy域控制器正是針對(duì)這一需求應(yīng)運(yùn)而生的。

　　在駕駛輔助及自動(dòng)駕駛過程中，DASy會(huì)收集并融合多種技術(shù)數(shù)據(jù)（例如雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波傳感器和高度復(fù)雜的功能算法）。利用這些數(shù)據(jù)，DASy可以生成車輛周圍360度的高精度環(huán)境模型。集成的駕駛功能會(huì)基于周圍環(huán)境來確定合適的駕駛策略。

　　目前博世有兩種DASy域控制器產(chǎn)品：一個(gè)是1.0基礎(chǔ)版，它可以實(shí)現(xiàn)高速公路輔助，來支持對(duì)5個(gè)雷達(dá)和1個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)融合。另外一個(gè)是未來的DASy2.0版本，可以處理視頻信號(hào)，也可以增加一些對(duì)于人工智能和CNN的硬件加速器在里面，支持L3級(jí)以上的一些需求。

　　未來發(fā)展空間：探測性能、功耗、尺寸

　　雷鑫在與小編交流的時(shí)候透露，第五代雷達(dá)主要是在歐洲生產(chǎn)，但未來肯定要慢慢實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)，不過關(guān)鍵零部件還會(huì)放在歐洲生產(chǎn)。

　　對(duì)于各類感知傳感器未來的發(fā)展趨勢，雷鑫表示，主要是在探測性能、功耗和尺寸三大方面還有很多可以優(yōu)化的空間。看得準(zhǔn)、功耗低（尤其是考慮在電動(dòng)車上的使用）、尺寸小，誰能做的更好，就看各家的本事了。

　　“第五代雷達(dá)可以做到這么薄這么寬，意味著里面的一些電子方面要做集成，電磁兼容等。但做小并不容易。很小的電磁能看到300米，還是技術(shù)本身，原理是電磁波。后面裝一個(gè)很大的電磁波自然能探測到很遠(yuǎn)，但也要考慮能量怎么處理，高效能量不去浪費(fèi)，”他說。

　　正如雷鑫所說，自動(dòng)駕駛是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中的系統(tǒng)。它基本上包括感知、決策、定位、執(zhí)行。除此之外，在整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)、安全、網(wǎng)絡(luò)安全，包括法規(guī)的一些驗(yàn)證，時(shí)間的驗(yàn)證發(fā)布方面，還有更多的工作。未來，自動(dòng)駕駛對(duì)感知會(huì)有更高的要求，它不僅希望感知的產(chǎn)品是可靠的，同時(shí)它要求高性能必須冗余。

　　博世的下一代感知傳感器器產(chǎn)品看得更遠(yuǎn)，看得更清楚，看得更懂，這能讓更高級(jí)別自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)事半功倍。

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