作為一名曾在主機(jī)廠研究自動(dòng)駕駛的工程師，經(jīng)常在朋友圈或新聞報(bào)道中看到各種關(guān)于自動(dòng)駕駛的危言聳聽——“主機(jī)廠早晚會(huì)被互聯(lián)網(wǎng)造車的企業(yè)顛覆”、“特斯拉才是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，主機(jī)廠都是戰(zhàn)五渣”。

直到全球首款達(dá)到Level 3級別的自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車——奧迪A8的發(fā)布，給了這些報(bào)道一記響亮的耳光。奧迪毫不吝嗇地公布了自己的傳感器配置方案及合作方，以此來推動(dòng)高級別自動(dòng)駕駛的快速落地，可算是誠意十足。

為什么奧迪A8能率先量產(chǎn)Level 3級別的自動(dòng)駕駛？下面我從技術(shù)和量產(chǎn)的角度做一下分析。

先來一段Audi A8的自動(dòng)駕駛官方視頻

看視頻，不僅要看熱鬧，還要看門道。由我來逐幀地解讀Audi A8的自動(dòng)駕駛功能。

Audi A8的傳感器配置

視頻首先映入眼簾的是Audi A8的傳感器配置。

以下是市面上幾款擁有自動(dòng)駕駛功能汽車的傳感器配置對比圖。

僅從配置上可以看出，Audi A8的自動(dòng)駕駛傳感器配置是所有量產(chǎn)車型中最為豐富的，不僅有完備的長短距離的毫米波雷達(dá)（圖中的Corner radar 和 Rear radar）和前置攝像頭（Front camera），以及復(fù)雜路況自動(dòng)駕駛不可或缺的激光雷達(dá)（位于車頭的Laser scanner），當(dāng)然還有自動(dòng)泊車神器——超聲波雷達(dá)和4路高清環(huán)視攝像頭。

傳感器感知范圍（Sensor area）

視頻中的紅色區(qū)域?yàn)?2個(gè)超聲波雷達(dá)（泊車?yán)走_(dá)）的感知區(qū)域；一大圈橙色區(qū)域?yàn)?路高清環(huán)視的感知區(qū)域；黃色錐形區(qū)域?yàn)榍跋驍z像頭的感知區(qū)域；綠色錐形區(qū)域?yàn)榧す饫走_(dá)的感知區(qū)域；紫色錐形區(qū)域?yàn)殚L測距雷達(dá)的感知區(qū)域。感知范圍越廣，自動(dòng)駕駛功能的可擴(kuò)展性和可靠性就會(huì)越高。

準(zhǔn)確來說，這張圖還缺少4個(gè)中測距雷達(dá)的感知區(qū)域?？赡苁莻鞲衅魈啵伾粔蛴昧税?。

多車道車道線檢測（Multi-lane highway）

Audi A8使用的是Mobileye提供的前向攝像頭以及處理芯片EyeQ3，在多車道線道路上識別車道線是它最基本的功能。

車道保持是目前相對成熟的技術(shù)，前有Tesla Model 系列，后有凱迪拉克CT6均能實(shí)現(xiàn)該功能。不過Tesla Model 和 CT6 的場景僅限定在高速公路，普通的城區(qū)開放道路要么禁止該功能開啟（CT6），要么在免責(zé)條款中聲明了不支持非高速路段的自動(dòng)駕駛（Tesla）。

對于從事自動(dòng)駕駛研究的人來說，高速公路自動(dòng)駕駛到開放道路自動(dòng)駕駛是一個(gè)巨大的跨越。因?yàn)閳鼍坝蓡我坏慕Y(jié)構(gòu)化道路轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的非結(jié)構(gòu)化道路。沒有統(tǒng)一的邊界條件，則意味著自動(dòng)駕駛需要面對更多的場景，需要工程師建立大量的場景庫，由此帶來的系統(tǒng)標(biāo)定和測試工作量將成指數(shù)級別增長。就開放道路自動(dòng)駕駛這一點(diǎn)這來說，Audi的自動(dòng)駕駛技術(shù)確實(shí)走在其他車企前面太多。

當(dāng)然，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的專利數(shù)量位列主機(jī)廠第一位，也從側(cè)面說明Audi在該領(lǐng)域的技術(shù)積累深厚。

護(hù)欄檢測（Guardrails）

護(hù)欄檢測是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域一個(gè)極易被忽略的點(diǎn)，而這正是長測距雷達(dá)和中測距雷達(dá)（以下統(tǒng)稱為毫米波雷達(dá)）的強(qiáng)項(xiàng)。

很多工程師認(rèn)為毫米波雷達(dá)僅用于對車輛的檢測，是攝像頭和激光的一個(gè)冗余設(shè)計(jì)。

錯(cuò)！他們沒有仔細(xì)研究毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)，就做了想當(dāng)然的判斷。

毫米波雷達(dá)不僅對車輛上的金屬檢測效果好，對護(hù)欄這種連續(xù)金屬物體的檢測效果也很好。

在圖示路段中，毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)會(huì)使十分均勻，且穩(wěn)定的點(diǎn)狀信息，這些點(diǎn)狀信息擬合出的曲線就是實(shí)際場景中的護(hù)欄。有了護(hù)欄信息，不僅可以作為車道線檢測的冗余，還可以用于做自動(dòng)駕駛的橫向定位。博世也一直在嘗試使用該方法，用以輔助汽車在高速公路上的橫向定位.

Audi AI擁堵巡航自動(dòng)駕駛（Traffic Jam Pilot）

TJP（Traffic Jam Pilot）是針對行車過程常見的堵車工況開發(fā)的自動(dòng)駕駛功能，駕駛員只需要按下中控臺中的”Audi AI“按鍵。

這種簡單但不粗暴的切換方式簡直就是新、老司機(jī)們的福音。相比于開啟一個(gè)ACC自適應(yīng)巡航都要對一大推按鍵進(jìn)行設(shè)置的體驗(yàn)，這種設(shè)置才能稱得上人性化。

擁堵路況中起主要作用的傳感器是前置攝像頭和激光雷達(dá)。各傳感器感知信息的融合使車輛保持在車道線內(nèi)，直到擁堵結(jié)束，在此期間駕駛員不用實(shí)時(shí)監(jiān)視道路狀況，交由系統(tǒng)完成。（是時(shí)候來一把王者榮耀了）

之前已提到前置攝像頭使用的是Mobileye提供的鏡頭和芯片EyeQ3。EyeQ3的處理對車道線和車輛尾部的識別的準(zhǔn)確度還是較高的，但“較高”不代表所有情況都能正確檢測。某些不在Mobileye訓(xùn)練庫中的車型（比如形狀奇特的改裝車，三輪車等），視覺傳感器也表示鴨梨巨大。

為了解決這個(gè)問題，Audi A8裝備了Valeo的四線激光雷達(dá)，這也是Audi A8達(dá)到Level 3的關(guān)鍵所在。就是下面這位：

激光雷達(dá)相比于毫米波雷達(dá)傳入自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的信息是由多條線段組成的一個(gè)面。有了面狀信息，系統(tǒng)就可精確地判斷自車及周圍障礙物的位置關(guān)系，進(jìn)而進(jìn)行精確的控制。

當(dāng)系統(tǒng)檢測到車速超過60km/h后，此時(shí)已脫離擁堵路段。Audi AI會(huì)有8~10秒的緩沖時(shí)間，提示駕駛員接管汽車。若10秒后駕駛員依舊未接管汽車，系統(tǒng)處于安全的考慮，會(huì)緩慢減速，直到停止，并打開雙閃燈。

控制器單元（Control units）

Audi A8直接在宣傳視頻中公開了自己的傳感器方案及控制器方案，這是很有魄力的。畢竟這些都是真金白銀換來的經(jīng)驗(yàn)?！耙粚⒐Τ扇f骨枯”用于自動(dòng)駕駛的研發(fā)領(lǐng)域一點(diǎn)不為過。為了在性能和成本上妥協(xié)，天知道zFAS之前有多少方案被否決掉了。

zFAS共有四塊高性能的處理器，圖中也寫清楚了各模塊的功能。

Mobileye的EyeQ3由于是封閉的芯片，其他模塊只需要接收它輸出的消息即可。

Nvidia的Tegra K1包含192顆GPU，用于做4路環(huán)視圖像處理，自動(dòng)泊車庫位線的檢測就靠它了。Altera的Cyclone 5 FPGA負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛的核心功能，包括障礙物、地圖的融合及各種傳感器的預(yù)處理工作。

Infineon的Aurix多核微控制器用于提供安全服務(wù)，以滿足諸如ISO 26262這樣的安全標(biāo)準(zhǔn)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)（Networked sensors）

信號傳輸頻率的穩(wěn)定性對實(shí)時(shí)系統(tǒng)的重要性不言而喻。奧地利的TTTech作為供應(yīng)商與Audi合作開發(fā)了這套與Autosar兼容的網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)，這套高實(shí)時(shí)性的以太網(wǎng)足以滿足不同傳感器的信息傳輸。

TTTech與奧迪合作之前，其主要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域是航天和航空，因此制作出滿足車規(guī)級的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對它來說，并不是難事。

小結(jié)

Audi A8上的傳感器和控制器是目前最為超前的自動(dòng)駕駛量產(chǎn)配置方案，硬件上的配置3年內(nèi)都不會(huì)落后。傳感器的冗余，使得更多Level 3級別的自動(dòng)駕駛功能成為可能。

我相信隨著Audi A8軟件的逐步更新，它將擁有更豐富的自動(dòng)駕駛功能。

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