嬴彻科技日发布技术路线和白皮书,公开自动驾驶卡车量产秘诀

晓曦·2022年09月02日 10:47
终将走向无人驾驶。

当商用车自动驾驶行业普遍还在着力布署量产时,嬴彻科技已经实现了规模量产落地。 

9月1日,嬴彻科技举办“实践出真知”首届科技日,并向外界公布了一组数据。截至2021年底,嬴彻科技与中国卡车主机厂历经三年联合开发,已经实现了L3级自动驾驶卡车量产;2款量产车型累计下线超200台,截至2022年8月底,在30余条常态化运营线路上,搭载嬴彻轩辕自动驾驶系统的智能重卡,商业运营里程已快速突破600万公里。在无人化方面,嬴彻基于量产车型共享平台进行无人驾驶探索,于2021年底已完成国内最复杂24公里封闭测试高速的L4级重卡全无人路测。 

这是嬴彻在自动驾驶卡车量产道路上交出的首份答卷,从目前成绩来看,嬴彻科技已经成为业内领军者。 

科技日当天,嬴彻科技首次完整披露从量产走向无人驾驶的三阶段技术路线,并发布了《自动驾驶卡车量产白皮书》,全面分享三年实现量产背后的深度技术总结。 

这本白皮书记录了嬴彻在过去三年与产业伙伴的联合量产实践与探索,秉持开放共创的心态,完整分享了自动驾驶卡车的量产开发体系和核心技术,包括量产8项原则、7大核心系统的量产开发方法论与全栈核心技术、1套以“正向开发、兼顾敏捷”为原则的完整量产开发流程和衡量指标体系,和一个贯穿研发量产全周期,涵盖整车与核心系统,跨越嬴彻与量产伙伴的自动驾驶安全开发体系。科技日同期启动“嬴彻-清华AIR杯”自动驾驶技术挑战大赛。

这一幕不禁让人想起,2014年6月13日上午,特斯拉正式将帕洛阿尔托总部墙上的全部专利对全世界开放。也就是那一年前后,蔚小理等新势力车企相继涌现,电动车市场进入一个全新的阶段。开放迎来共赢。 

嬴彻科技创始人兼CEO马喆人表示,“自动驾驶行业进入新阶段,技术重点从算法软件探索迈进前装量产,正向设计、前装量产自动驾驶整车的技术、体系与经验成为行业的稀缺品。嬴彻科技自成立之初即秉持全栈自研、量产导向、产业融合的技术策略。我们通过举办科技日,与全行业分享量产实践,共建体系、突破技术,共同发展。” 

通往自动驾驶前装量产之路荆棘密布

自动驾驶商用车先于乘用车火了起来。 

从融资规模便可窥探一二,据公开数据显示,中美自动驾驶卡车公司历轮融资总额都达到数亿级,比如嬴彻科技已完成B+轮融资,累计融资约5亿美元。 

自动驾驶卡车为何如此火爆?首先,物流运输领域蕴藏着巨大的市场规模。在美国,超70%的货运是通过卡车承担的,卡车运输行业市场规模高达8000亿美元。中国2021年干线物流市场规模达4.6万亿元,体量全球第一,超过同城物流及乘用出租市场规模之和。 

而自动驾驶更容易解决物流运输的痛点——比如人工成本高昂司机难招、安全问题频发,且高速物流的应用场景单一、明确,也更便于系统反复学习、迅速成熟。 

因此,在卡车自动驾驶领域,云集了众多玩家,并不断有新入局 者。 

然而,进入一条路易,走通一条道难。 

嬴彻从成立第一天起目标就很明确,做一款前装量产、可以让客户真正使用的产品,这也是实现自动驾驶卡车产业化的必由之路。而自动驾驶技术真正的量产落地,是横跨车辆工程、半导体、系统软件、人工智能以及云计算等多个领域和技术栈的复杂系统工程。用马喆人的话来说,就是“每天都有困难,没有最困难,只有更困难”。 

这些障碍不一而足,都是从一个纯粹的技术发展到量产边界产生的。 马喆人概括了三大复杂度:需求定义的复杂度、系统开发的复杂度和流程的复杂度。

需求定义方面, 自动驾驶产品功能极端复杂,要在保障安全的前提下,定义一个高度智能化的动态系统,以完美适应不同天气、道路环境、驾驶行为和人车互动等维度状态的不断变化。系统开发方面,自动驾驶整车级系统极端复杂,需要把自动驾驶、人机交互、底盘、电子电器架构等一系列子系统融合为一个高度协同的有机整体,以满足功能定义的复杂要求。 流程方面, 自动驾驶与汽车产业的流程融合极端复杂,要面对整车正向开发的严谨性、软件开发的敏捷性、自动驾驶算法与需求的不确定性之间的冲突与融合。 

马喆人坦言,“如果单靠正向开发,一个公司把自动驾驶车辆做出来的时间和成本是不可想象的;如果纯粹走敏捷开发,产品可靠性要打一个问号。” 

带着紧箍咒跳舞,嬴彻用量产落地给出了回答。 

三大技术优势带来量产成功

马喆人将嬴彻科技的核心优势总结为三点:全新定义的全栈研发能力、前装量产的工程极致能力、自动驾驶安全的完整设计能力。

如果说过去的全栈是指自动驾驶系统里面的算法、软件、硬件,到了一个真正要量产的车,这只是七大子系统之一。 嬴彻在《自动驾驶卡车量产白皮书》中定义了七大量产核心系统,在每一系统上都积累了完整的核心技术和创新,并对卡车运营场景有深度的技术洞察。 

马喆人进一步介绍了嬴彻的几项硬核技术。比如,算法进化方面,嬴彻采用了多模多视角Transformer的前融合感知框架、紧耦合的规划与控制一体化架构、以及多时间尺度的节油体系三项突破技术;硬件迭代方面,全自研的第二代车规级计算平台成本更低,性能继续领先;数据闭环方面,采用了创新性的增强影子模式。 

马喆人也特意强调了工程的极致能力,这是走向量产的必备要素。“要打造一个符合车规、且有价格竞争力的产品,并且要有足够的安全性,对工程能力有极高要求。”

以规划控制为例,嬴彻最终的目标是希望提供给客户一个安全、舒适,又能保证时效,又能保证经济和耐久性的产品。然而追求车辆控制的精确,必然会对执行机构进行频繁动作,伤害了耐久性,意味着零部件更换的频率有升高的可能,导致增加成本。对此,嬴彻做了比较大的创新,提出规控一体化的概念,深度整合了规划和控制之间的控制接口和控制效果,从系统总体角度做优化,在苛刻的运营要求中找到了最优解。 

围绕自动驾驶重卡的安全性,嬴彻从流程到技术实现,从整车到核心系统,都进行了非常体系化的安全开发实践 ,提出明确的功能安全设计目标和Fail-Operational(系统产生故障时仍能使用)要求,并将之具体化为流程安全、核心系统安全和整车安全三个维度的子目标,以及将安全目标分解成各个子系统和零部件的安全需求。 

用户反馈来看,嬴彻的智能重卡运营至今保持安全0事故,千公里碰撞预警次数比人工驾驶低40%。在平均距离800-1000公里的单次运输任务上,自动驾驶系统里程占比均超过90%,最高可达99%。嬴彻轩辕系统的自动驾驶功能覆盖高速道路全域,将司机从纯手动驾驶转变为安全管理员,疲劳程度大幅降低,全程实现了双驾变单驾。单驾司机平均月出勤率100%,时效满足客户要求,并实现平均节油2%-5%。 

独乐乐不如众乐乐

为何发布这样一本详尽的技术资料白皮书?工科思维的人勤于总结、归纳,马喆人梳理过往时,“一开始只是朴素的量产技术总结提炼。但事情一旦做起来以后,从它的跨度和深度上来讲都收不住手。我们发现这(编撰白皮书)非常有价值,量产是我们、乃至整个行业都在推进的事,在这样一个新的阶段,行业需要一套行之有效的方法论和体系,也可以消除量产相关经验知识碎片化对从业者的困扰。” 

这成为嬴彻科技编写《自动驾驶卡车量产白皮书》的初衷。一次集体创作和深刻总结,推动行业建立共同话语体系,并在此基础上持续共享共创。 

嬴彻科技日当天,白皮书编撰小组组长李颖超博士做了导读。 

总体章节来看,白皮书分为四部分。第一部分,从用户需求和技术挑战的角度提出正向设计和前装量产,这也是嬴彻推动自动驾驶卡车产业化的一个坚定路线。第二和第三部分总结量产的方向论、技术体系和安全体系。在第四部分里,嬴彻科技提出了一个非常有想象力的全新无人技术路线,自我演进,走向无人驾驶。 

其中,在第二部分,嬴彻对整个量产方法论体系和实践的系统性进行了阐述。针对自动驾驶卡车的功能定义,李颖超用了两个数字来概括——4+1。4是指自动驾驶系统在定义“天地人车”这四个方面之间的关系是什么,比如在什么天气、什么道路,车应该表现出什么样的行为,以及在行车过程中人与车如何交互;并且还要考虑安全,总体说这是一个动态的、高度复杂的定义。在这部分的几个章节里,从正向设计的功能定义、功能安全、网络安全以及具体指标上进行论述。 

在系统开发方面,李颖超分享了两个简单的数字7+7。第一个7是指在自动驾驶卡车的第一层子系统,包含自动驾驶系统、支撑自动驾驶系统的云基础设施和数据闭环、座舱域的人机交互、线控底盘、电子电气架构和网络安全。第二个7是指在自动驾驶系统,又有7个二级子系统,包含感知、高精定位、规划控制和节油这4个算法应用,以及以操作系统和中间件为核心的系统软件部分、以自动驾驶域控制器和车规级硬件套装来组成的硬件这一层。 

进入到流程和工具,针对其复杂度,李颖超回忆道,在开发过程中,我们深刻感受到要通过正向开发保障整车的严谨性,还要通过敏捷迭代的方式去应对自动驾驶数据驱动的产品特性,这必须是一个在冲突中不断迭代和融合的过程。

谈及面向未来竞争,嬴彻在技术方面的持续竞争力,除了反复提及的新一代全栈能力(即覆盖7 大系统的全套自研核心技术)、融合软件产业与汽车产业的流程创新,马喆人还强调了数据闭环与数据资产、以及未来走向无人的全新技术路线。 

据嬴彻介绍,其实现了行业首个自动驾驶卡车数据闭环体系,应用增强影子模式,通过对比实际卡车和虚拟卡车之间的行为或性能差异高效触发数据记录。相比传统影子模式,提供面向L4级技术迭代所需的长时间行为(如油耗相关行为等)的采集和评估能力,实现实时A/B Test高效算法迭代,降低数据采集成本同时提升数据精准度。 

通过数据 闭环,嬴彻已经积累了 170 万个场景片段( Moment )。 数据能力的提升是通过数据驱动,最终走向L4无人驾驶的前提条件。同时,数据也开始指导嬴彻做产品选择。 “ 这样也对,那样也对,但是哪一个模式可以让一群用户感受最好? 这里没有对错,相当于从设计一个合格产品走向设计一个好的产品。 这对于嬴彻科技而言是一个极其有意义的新阶段! ” 马喆人表示, “迈过量产门槛之后,接下来最重要的就是上量,让更多用户爱用,让技术持续迭代。”

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