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大会留声 | 石绍刚:自动驾驶让物流更美好

发布时间:2021年07月26日09:57 中物联物流装备专业委员会

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自动驾驶技术将把卡车司机从非常繁重的作业中解放出来渐进式的自动驾驶开发赋能物流运营来一步提升行业的效率以及安全性,货运机器人网络的构建也将解决行业的痛点,为物流行业带来一些本质上的变革嬴彻科技副总裁、智能卡车研发与项目管理的负责人石绍刚在2021全球物流技术大会上讲到


2021全球物流技术大会由中国物流与采购联合会主办,中国物流与采购联合会物流装备专业委员会、中国物流与采购联合会国际合作部承办。大会邀请了多位专家学者和行业领袖,围绕5G、云计算、大数据、人工智能、区块链、运筹学、无人驾驶等前沿技术展开深入交流。



演|讲|嘉|宾
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石绍刚

资深重卡研发专家,先后在国内两大头部重卡企业东风商用车和福田任职,曾任东风新天龙重卡的项目负责人,福田中重卡研发中心主任及国六重卡项目负责人。

现在负责推进嬴彻科技与主机厂联合开发L3量产自动驾驶重卡项目,对重卡和自动驾驶具有深度洞察和丰富的研发经验。


以下石绍刚讲速记(略有删减):

到2010年,我们整个国内的物流规模,已经占据了全球第一的位置。这得益于国内快递物流企业的高速发展和我们物流人的贡献。近些年,国内重卡年销售量也一直维持在130万到140万辆这样的高位水平,占到全球重卡销量55%以上。去年疫情期间,大概整个重卡总量在170万台的水平,占去年全球重卡销量的2/3,从整个物流行业来讲,中国毫无疑问是全球第一的位置。

在这样一个大规模快速发展的条件下,现在整个物流行业也存在很多痛点。第一,整个司机和燃油的成本占据超过50%的比重,居高不下。第二,车队事故率较高,百万公里事故约3.7起,这里面包括了大的事故和小的事故。第三,卡车司机缺口还是很大,约300多万缺口。另外还有一些环保问题(碳排放量2亿吨/年)。

那我们如何去实施操作?有以下几个方面。

我们会维持一个渐进式的自动驾驶开发策略,把卡车司机从非常繁重的作业中解放出来。我们今年底会推出前装量产的L3级自动驾驶卡车,司机将从现有的单纯的驾驶员角色,转变为轻松简单的车辆安全员或车辆监管员角色。车辆大部分时间由机器系统在运行,只在特定情况下需要人进行必要接管时,才要司机操作介入,大大降低整个司机工作强度。未来我们也会推出更高阶的无人驾驶,最终通过无人驾驶带动整个物流行业的大变革。

这里也说明一下,嬴彻科技是一家聚焦干线物流自动驾驶技术和运营的公司。今天要分享的内容也会一直围绕干线物流的场景视角展开。

那如何通过自动驾驶给用户带来价值?

一方面我们认为可以降低物流客户的TCO(Total Cost of Ownership)全生命周期成本。根据我们的调研分析,通过L3的自动驾驶技术应用可以进一步降低司机的劳动强度,在中长途800/1000公里以上的条件下,可以让现在行业内的双驾变为单驾(一台车从现在配2个司机减少为配1个司机),中短距离400到600公里的距离,从大约1.5个司机减少为1个司机,为车队和物流用户带来大量的成本节省。

另外我们也在打造极度安全的自动驾驶产品,进一步降低自动驾驶车辆的事故率。同时,车队最困扰的司机管理问题,包括因司机之间车辆操作差异化带来的安全和油耗等问题,也可以通过自动驾驶去进一步的缓解。原来我们更多的是管人,那现在更多的是管车辆,管机器,这更有利于将来形成超级规模的车辆运营网络。此外,在环保上也会进一步降低车辆驾驶的油耗。

通过嬴彻“技术+运营”的模式,我们一方面我们在做全栈自研自动驾驶技术的开发,另一方面我们也已经在做物流重卡运营的业务。将来我们会将量产L3卡车投入到运营业务,去收集L3自动驾驶的真实运营数据,通过这样的数据积累再反哺整个L4的迭代开发,终极目标是要推出L4的产品。实际上在运营方面我们现在已经开始大规模进行L0到L1车辆的运营,为将来L3的运营提供客户基础,并摸索和验证商业应用价值。

刚才讲到了技术+运营。其中在自动驾驶技术方面,嬴彻科技具有哪些技术特点呢?今年3月我们在上海正式发布了嬴彻轩辕自动驾驶系统。它有几个特点。一是开发了针对重卡开发的自动驾驶算法。重卡跟乘用车的差异很大,整个重量满载高达49吨,空载时大概20吨,算法必须都要覆盖掉。另外从整个外形的长度宽度来看,重卡最长的将近20米,还有底盘的特性,线控系统的特性,重卡和乘用车区别都很大,如果想在干线物流把自动驾驶做好,就需要围绕场景需求和重卡特性做专项开发。二是我们具有高度安全的软件架构,支撑功能安全和信息安全。此外,我们有全自研的车规级高算力计算平台,以及面向高阶自动驾驶的线控底盘接口。其中,我们跟OEM和Tier1一起定义了99项新增的线控底盘功性能定义。对重卡自动驾驶有所了解的朋友会知道,现有的L2的线控系统,根本支持不了L3的技术开发,必须在软件和硬件上做重新的定义开发。

这里我也重点介绍一下我们重卡的三大核心算法。第一个是超长距感知算法ULRS (Ultra-Long Range Sensing) ,这是在夜晚做测试的视频,当有一个目标车从我们本车左侧加速超车的时候,随着目标车离本车越来越远直至在人类视线里消失,但感知系统里面始终能识别跟踪目标车的位置,就是右上角屏幕中的这个车辆小红点。关于超长距感知算法,一方面依赖于我们系统对周边环境每个像素都会计算其深度距离,另一方面也得益于嬴彻独有的一个车辆部件级解析算法。

第二个是自适应鲁棒控制算法ARC (Adaptive Robust Control),主要是跟牵引车的特性相关,跟乘用车或者载货车完全的刚性整体结构不同,牵引车在车辆动力学方面具有铰接式结构特点,需要用车头拖着车挂来行驶的;在过弯和匝道的时候,如何让车辆保持在车道线内,对自动驾驶来说也是比较复杂的问题,老司机很可能都做不到,所以这个是我们另外一个独特的算法。

第三个是智能行驶决策节油算法FEAD (Fuel Efficient Autonomous Driving)。主要有几方面特点。一方面在车辆行驶状态下我们会让发动机始终工作在最节油的燃油经济区内,这是人类司机几乎无法做到的,哪怕是有经验的老司机。另一方面是我们有一些纵向的PCC控制算法,当车辆结合高精地图遇到前方的坡道时,我们会提前去加速,冲坡,到坡顶我们会提前收油门;另外也有一个横向的PCC算法,根据前面车流量的情况,自己主动进行变道调整车辆行驶的车速,进一步保证我们尽可能少地使用油门和刹车。

接下来看到的是嬴彻轩辕自动驾驶系统的车规级计算平台ADU。高达245 TOPS的算力可以支持L3/L4,也可以兼容更多芯片。同时拥有1.53 TOPS/W的高能效。另外整个ADU都是按照车规级进行开发,采用车规级量产芯片,里面的结构实际上是A/B板的设计,实现车规级的高度冗余。另外ADU能同时处理22路感知输入,具备每秒20亿像素级的处理能力。

刚才讲了自动驾驶技术,接下来介绍一下在量产方面我们做了哪些工作。

首先是我们与两家OEM合作,一个是东风商用车一个是中国重汽,在2019年6月份就和这两家签订联合开发的协议,到了今年这两家的样车都已经开展公开道路和封闭道路的测试,同时也搭载我们轩辕计算平台ADU。另外包括克诺尔、采埃孚、威伯科和博世都是我们合作伙伴。我们联合开发去定义整个自动驾驶卡车的线控底盘。

在开发层面上,我们会坚持几个原则。一个就是联合正向开发和功能安全,我们与Tier1、OEM协同确定相应的功能安全要求,严格按照这样的流程,去执行整个开发过程。另外我们还有1+5的集成方案,围绕整个轩辕自动驾驶的系统软硬件,正向的去做相应的整车的这些匹配和开发,包括线控底盘、车规级硬件套装、面向卡车自动驾驶的HMI人机交互、信息安全、车辆集成式设计等。同时,我们也有一套完整的测试验证标准、测试工具和流程。这里面涉及的标准不光是嬴彻自己的,也是OEM的测试标准。因为未来车要在OEM量产,OEM要做整个SOP的判断,能不能通过量产需要OEM说了算,所以这也是我们双方共同的量产标准。

整车集成方面我们也有几个亮点。一个就是我们全冗余的线控底盘,包括转向、制动、电源系统的全冗余。转向冗余应该是国内首创的CEPS,我们现在已经调通并在做相应测试。制动冗余方面,我们跟东风、克诺尔合作开发了针对中国市场的首款具有冗余功能的满足L3的EBS+BCA制动系统;我们跟重汽合作的则是采用EBS+EPB的方案。同时我们还具备一个电源冗余,通过一个冗余蓄电池,当主电源失效时,我们会在1毫秒内完成主电源和冗余电源之间的切换。

此外,我们选择的都是车规级部件,包括传感器、定位系统、整个车载计算平台等。很多的零部件我们可能都要走访或者说测试数十家的零部件供应商,才决定说用哪个产品。

另外我们有L3人机交互的系统,有“听觉、视觉、触觉”的三重冗余提醒。假设需要提醒司机接管,我们有预紧安全带,振动座椅,氛围警示灯的闪烁,来分级提醒司机。同时我们有握力方向盘,DMS(驾驶员监管系统),来了解司机是否在一个合适的监管车辆的状态。

这是我们的一些开发试工具和手段,包括我们的SIL(软件在环测试)、HIL(硬件在环测试)、DIL(驾驶员在环测试)等。这里重点说一下DIL,这是我们真实的测试台架照片,在全国也是我们第一个来做这个事情,DIL的内部配置的是东风最新一代的驾驶室,目的是要去测司机在L3下的驾驶疲劳度是什么样的水平,有哪些特征和指标会与疲劳度相关联;另外我们也会测人和机器系统之间,相互的信任和交互的关系是怎样的。同时我们也有一个LST(封闭道路测试)和ORT(开放道路测试)。这是我们测试的情况。

我们也希望通过一系列的严苛测试满足未来量产的需求,不光是有L3的产品规划,未来在2024-2025年会有L4的产品规划;不光有柴油能源的动力,未来也有新能源的选择,包括纯电或氢燃料车型。

那再补充一下嬴彻运营相关的信息,我们现在与数百家物流客户已合作超过千台车辆在实际物流市场运营,给嬴彻带来数亿元的收入。今年3月份在上海举办的嬴彻科技伙伴大会上,我们也启动了物流合伙人新运营模式。

那最后我们总结下来,自动驾驶包括L3的重卡自动驾驶这条路,实际上是很艰苦并充满挑战的,希望嬴彻可以跟我们合作伙伴一起,最终我们将L3产品实现量产,让我们可以一起去承载物流的美好,谢谢大家!


(根据全球物流技术大会速记整理)


责任编辑:中物联物流装备专业委员会