8月26日-27日,由蓋世汽車主辦的“2021行業(yè)首屆智能汽車域控制器創(chuàng)新峰會”于上海汽車城瑞立酒店隆重召開。本次會議持續(xù)兩天,將圍繞智能汽車、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器、底盤及車身域控制器、智能駕駛計(jì)算平臺、電子電氣架構(gòu)、軟件定義汽車、車規(guī)芯片等行業(yè)焦點(diǎn)話題展開。會議期間,國汽智控(北京)科技有限公司副總裁 楊柯發(fā)表了《計(jì)算基礎(chǔ)平臺助力自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)落地》的主題演講。
以下為演講實(shí)錄:
大家好,我是來自國汽智控(北京)科技有限公司的楊柯,今天跟大家分享的是:計(jì)算基礎(chǔ)平臺如何助力自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)落地。
今天重點(diǎn)分享五個(gè)部分:1、行業(yè)背景介紹。2、國內(nèi)外現(xiàn)狀分析。3、計(jì)算基礎(chǔ)平臺和智能汽車OS。4、計(jì)算基礎(chǔ)平臺產(chǎn)品介紹。5、網(wǎng)聯(lián)云控產(chǎn)品介紹。
智能汽車是汽車發(fā)展過程中近些年的新形態(tài),從國家戰(zhàn)略方面,我們的汽車工業(yè)起步較晚,發(fā)展速度緩慢,傳統(tǒng)汽車三大件“發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱”等核心技術(shù)長期被海外的寡頭所壟斷。但是新能源汽車近年來蓬勃發(fā)展帶來了智能汽車顛覆傳統(tǒng)汽車的技術(shù),諸如以電池、電機(jī)、電控為代表性的三電核心技術(shù),給中國智能汽車帶來了彎道超車的機(jī)會。同時(shí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車安全敏感數(shù)據(jù)處理上也尤為重要,近期一些海外知名主機(jī)廠包括網(wǎng)信辦關(guān)于數(shù)據(jù)安全的維護(hù),也成為未來智能汽車的關(guān)鍵技術(shù)核心問題。智能汽車和云控類產(chǎn)品對交通出行會產(chǎn)生非常強(qiáng)大的影響,汽車將會成為包括環(huán)保、節(jié)能、高效、降低事故方面成為未來出行很好的載體。由此產(chǎn)業(yè)重構(gòu)會催化智能汽車成為萬億級市場規(guī)模的產(chǎn)品。
汽車行業(yè)的變革,也推動(dòng)了其生態(tài)的發(fā)展,包括汽車、交通設(shè)施、信息通信基礎(chǔ)設(shè)施等多個(gè)產(chǎn)業(yè)跨界融合,汽車將從機(jī)電一體化的產(chǎn)品演變?yōu)闄C(jī)電信息一體化的移動(dòng)終端產(chǎn)品。同時(shí),汽車在行駛過程中需要通信、地圖、數(shù)據(jù)平臺等本國屬性的支撐和安全管理,區(qū)域和社會屬性凸現(xiàn),因此智能汽車開發(fā)和使用具有本地化特征。
有了區(qū)域及社會屬性,就形成了具有國家特征的國家標(biāo)準(zhǔn),即中國國家標(biāo)準(zhǔn):包括中國基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、中國網(wǎng)聯(lián)運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)和中國新體系架構(gòu)汽車產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。國汽智控立志推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,持續(xù)助力智能網(wǎng)聯(lián)汽車中國方案落地。在智能基礎(chǔ)設(shè)施體系、信息安全管理體系及網(wǎng)聯(lián)運(yùn)營體系的推動(dòng)下,整車架構(gòu)產(chǎn)生了新的變化,一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)鏈由此產(chǎn)生,即Tier 1.5模式。
傳統(tǒng)Tier 1整包服務(wù)無法做到軟硬件分離,也不能給主機(jī)廠帶來很好的應(yīng)用開發(fā)和自主可控支持,從而催生了Tier 1.5新興供應(yīng)鏈模式。國汽智控以自動(dòng)駕駛計(jì)算基礎(chǔ)平臺構(gòu)筑Tier 1.5合作模式,向上賦能主機(jī)廠及Tier 1,向下兼容不同芯片、內(nèi)核系統(tǒng)等,集成和整合Tier 2的資源。
計(jì)算基礎(chǔ)平臺產(chǎn)品是智能汽車變革和新產(chǎn)業(yè)鏈的核心,意在解決“軟硬分離”、“應(yīng)用自主可控”的難題。核心基礎(chǔ)平臺分別由計(jì)算基礎(chǔ)平臺、計(jì)算與通訊基礎(chǔ)平臺(座艙平臺)、高精度地圖云控平臺、信息安全基礎(chǔ)平臺組成。其中車控基礎(chǔ)平臺包括自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)軟件和異構(gòu)分布硬件平臺。這也是國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心首席科學(xué)家李克強(qiáng)老師提出、行業(yè)高度共識的架構(gòu)。
接下來我們再來看一下國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。
國外特斯拉領(lǐng)跑智能汽車產(chǎn)業(yè)化,以計(jì)算基礎(chǔ)平臺為核心,融合硅谷IT與整車技術(shù),自研并領(lǐng)先芯片硬件、操作系統(tǒng)平臺軟件等,新的Autopilot自動(dòng)駕駛系統(tǒng)摒棄毫米波雷達(dá),走獨(dú)一無二的純視覺路線;國內(nèi)以新造車勢力蔚來、小鵬、理想為先鋒,在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域走自研路線且進(jìn)展較快,小鵬NGP、蔚來NOP已經(jīng)成功搭載于量產(chǎn)車型跟大家見面。另外,華為作為增量零部件供應(yīng)商為北汽極狐和賽力斯提供支持。國內(nèi)外自動(dòng)駕駛產(chǎn)品的推出,都展示了計(jì)算基礎(chǔ)平臺的底層作用。
Bosch是全球范圍內(nèi)綜合實(shí)力最強(qiáng)的一級供應(yīng)商。博世的產(chǎn)品策略也是逐步演進(jìn)的過程,在兼顧已有的產(chǎn)品線和供應(yīng)鏈體系基礎(chǔ)上,同時(shí)也在進(jìn)行新產(chǎn)品的創(chuàng)新。目前成立了超過萬人以上的自動(dòng)駕駛團(tuán)隊(duì),圍繞計(jì)算基礎(chǔ)平臺軟硬件進(jìn)行全球范圍的統(tǒng)一開發(fā)。交付模式也在不斷革新,包括對車輛域計(jì)算、域控制器和區(qū)域控制器的劃分,在軟件上也在持續(xù)發(fā)力,從原來軟硬一體交付模式向軟硬分離,甚至偏向于軟件方向發(fā)展。
通過以上對國內(nèi)外行業(yè)的分析,我們可以清晰看到中國自動(dòng)駕駛之路需要具有行業(yè)共識的計(jì)算基礎(chǔ)平臺產(chǎn)品來支撐,無論是異構(gòu)芯片還是操作系統(tǒng)。同時(shí),國內(nèi)面向計(jì)算基礎(chǔ)平臺軟硬件技術(shù)攻關(guān)更需要持續(xù)發(fā)力,以車路云協(xié)同技術(shù)及完整的智能汽車安全體系的支持,完成中國自主可控的自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)落地。
接下來分享計(jì)算基礎(chǔ)平臺和智能汽車OS。
目前整車E/E架構(gòu)正在進(jìn)行飛速變革,從分布式向集中式快速演進(jìn),最終會實(shí)現(xiàn)車云計(jì)算,無論是特斯拉、大眾,還是偉世通、高通,無論是傳統(tǒng)整車,還是新勢力整車,無不突出了計(jì)算基礎(chǔ)平臺將成為全球范圍汽車產(chǎn)業(yè)新一輪競爭的焦點(diǎn)。這其中可以清晰的看到“卡脖子”技術(shù)也出現(xiàn)了快速更迭和形態(tài)上的變化,更需要我們加快打造“中國標(biāo)準(zhǔn)”的智能汽車計(jì)算基礎(chǔ)平臺產(chǎn)品及其生態(tài),實(shí)現(xiàn)自主可控。
在推動(dòng)生態(tài)建設(shè)過程中,軟件定義汽車和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)將成為主旋律。為便于理解,我們把汽車分為兩層,制造機(jī)械部分在底層;上層由智能軟件和硬件構(gòu)成新型增量零部件總成?;A(chǔ)軟件平臺是實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車的底層平臺。這將成為汽車產(chǎn)業(yè)升級和智能汽車變革的標(biāo)志,必將帶動(dòng)中國自主產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新及融合,從而推動(dòng)中國行業(yè)生態(tài)應(yīng)用建設(shè),打造新型“智能汽車生態(tài)體系”。未來汽車將是一個(gè)新興的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端,它需要新一代“核”和“芯”,即計(jì)算基礎(chǔ)平臺。
為保障整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈安全,形成技術(shù)突破,需要建立“智能汽車基礎(chǔ)平臺”,以支撐中國智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,構(gòu)建行業(yè)新生態(tài)。“智能汽車生態(tài)體系”將為中國車用基礎(chǔ)軟件、車用芯片、基礎(chǔ)生態(tài)應(yīng)用等“卡脖子”技術(shù)提供產(chǎn)業(yè)化平臺。
從國家戰(zhàn)略到產(chǎn)業(yè)化落地,需要建立國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前,基于車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺參考架構(gòu)1.0白皮書、產(chǎn)業(yè)報(bào)告、技術(shù)路線圖、國標(biāo)以及基礎(chǔ)軟件工作組的啟動(dòng),意在深化行業(yè)共識,匯聚行業(yè)資源,建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
下面介紹國汽智控的核心產(chǎn)品“智能汽車基礎(chǔ)腦iVBB”。
“智能汽車基礎(chǔ)腦”(iVBB, intelligent Vehicle Base Brain)含智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)(ICVOS)、智能汽車域控制器(ICVHW)以及車路云協(xié)同基礎(chǔ)軟件(ICVEC),具有應(yīng)用快速開發(fā)、平臺化、網(wǎng)聯(lián)式、可擴(kuò)展、車規(guī)級等特點(diǎn)。其中,ICVOS是我們的核心產(chǎn)品,這是一套面向自動(dòng)駕駛的智能汽車操作系統(tǒng)。ICVHW是ICVOS運(yùn)行時(shí)所搭載的計(jì)算平臺硬件,兼容L0~L4,具備平臺化、算法可插擴(kuò)、自由移植,通過不同配置滿足不同自動(dòng)駕駛需求。同時(shí)我司也在積極推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作,無論是車用團(tuán)標(biāo)還是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面,國汽智控致力于引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。
以上是我們的產(chǎn)品架構(gòu),藍(lán)色線框區(qū)域是ICVOS,紅色線框區(qū)域是ICVOS+ICVHW,也是國汽智控提供的數(shù)字底座方案部分,黃色線框區(qū)域是完整的計(jì)算平臺。ICVOS提供整車及部件感知、規(guī)劃、控制等功能框架,并向上支撐智能網(wǎng)聯(lián)駕駛生態(tài)的軟件集合,真正實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)軟件定義整車的能力。
ICVOS自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng),包括系統(tǒng)軟件與功能軟件兩層。在功能軟件側(cè)是通過數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)流框架進(jìn)行服務(wù),通過規(guī)則引擎及對應(yīng)的算法接入,包括對傳統(tǒng)的環(huán)境模型、規(guī)劃模型、控制模型進(jìn)一步抽象,以智能汽車基礎(chǔ)平臺為產(chǎn)品定位賦能給主機(jī)廠及Tier 1,支持智能駕駛功能和特定場景應(yīng)用的自定義和可擴(kuò)展開發(fā),結(jié)合系統(tǒng)軟件層的整體開發(fā),實(shí)現(xiàn)LKA、HWA、AVP等功能應(yīng)用。
ICVOS已實(shí)現(xiàn)跨芯片適配不同異構(gòu)硬件平臺,其中包括地平線征程系列、華為MDC、黑芝麻等國內(nèi)主要自主可控芯片硬件平臺,也包括基于TI芯片等自研硬件平臺。同時(shí)也支持以下傳感器(見列表)實(shí)現(xiàn)快速接入。執(zhí)行器與車輛強(qiáng)綁定,目前支持紅旗、廣汽以及長城部分車輛平臺。
數(shù)據(jù)流框架采用東西向數(shù)據(jù)處理流式框架,處理原始感知數(shù)據(jù)到車控指令的全流程,提供北向接口,開放必要數(shù)據(jù)。兼容AUTOSAR AP、ROS2,自研中間件適配算法框架。
ICVOS的基礎(chǔ)服務(wù)具備可靠冗余、信息安全、網(wǎng)聯(lián)云控、數(shù)據(jù)回傳相關(guān)能力。這里充分考慮信息安全和功能安全,通過數(shù)據(jù)加密與版權(quán)防護(hù),以及功能安全的要求來實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計(jì)。
ICVOS經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募軜?gòu)設(shè)計(jì),并一直在有計(jì)劃的持續(xù)進(jìn)行版本推進(jìn)。預(yù)計(jì)到2023年,相關(guān)量產(chǎn)訂單能達(dá)到10萬臺套左右。
最后談?wù)劸W(wǎng)聯(lián)云控產(chǎn)品。
前面提到單車智能中計(jì)算平臺是作為中央控制的一個(gè)單元,來實(shí)現(xiàn)軟硬一體產(chǎn)品推進(jìn)。在云端,利用中國基礎(chǔ)交通能力來進(jìn)行邊緣云計(jì)算,由車端智能汽車OS,在邊緣側(cè)引入邊緣計(jì)算以后的MEC和云,做成基礎(chǔ)軟件即分布式軟件,在云上實(shí)現(xiàn)模型訓(xùn)練,以達(dá)到邊、端和云協(xié)同。其中,我們把云控基礎(chǔ)軟件和云控基礎(chǔ)框架提煉出來形成云控的基礎(chǔ)平臺。
第一層是云車路協(xié)同中間件,實(shí)現(xiàn)車內(nèi)、車車、車云交互;第二層是生態(tài)基礎(chǔ)防護(hù);第三層是云車路協(xié)同功能軟件。同時(shí)還有一套基于數(shù)據(jù)、AI和嵌入式輕量云服務(wù)管理架構(gòu)的工具庫,,構(gòu)成了云控部分的閉環(huán)協(xié)同。
云控應(yīng)用、基礎(chǔ)軟件和分布式基礎(chǔ)框架可實(shí)現(xiàn)透明、物理解耦,這其中運(yùn)用到大量數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行孿生對象的傳遞,我們一個(gè)美好愿景,比如通過協(xié)同感知分布式規(guī)劃和決策來實(shí)現(xiàn)超數(shù)據(jù)感知-規(guī)劃-控制、綠波通行等場景。數(shù)據(jù)同步孿生,車、邊、云實(shí)現(xiàn)可互操作性的數(shù)字孿生容器,包括靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)毫秒級實(shí)時(shí)上傳。
最后一個(gè)非常美好的愿景,由于有了車內(nèi)操作系統(tǒng)(統(tǒng)一操作系統(tǒng)),首先可以實(shí)現(xiàn)車車之間的交互,車和邊緣云交互也成為可能,包括國家未來在監(jiān)管層面上也是通過操作系統(tǒng)。同時(shí)這個(gè)操作系統(tǒng)跟云之間基于模型數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)訓(xùn)練也成為了可能,所以未來這臺車就利用云計(jì)算,以高可靠、高安全的方式來做對應(yīng)的應(yīng)用。
最后總結(jié)起來就是以計(jì)算基礎(chǔ)平臺為單車載體,以車路云協(xié)同的邊緣計(jì)算算力支撐,以云計(jì)算為主的深度模型訓(xùn)練,會成為未來智能汽車發(fā)展的美好愿景。
以上就是我的分享,感謝聆聽,謝謝大家。
來源:蓋世汽車
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