商用車智能駕駛視覺感知
根據(jù)交通運(yùn)輸部制定的《營(yíng)運(yùn)貨車安全技術(shù)條件 第1部分:載貨汽車》(JT/T 1178.1—2018)和《營(yíng)運(yùn)貨車安全技術(shù)條件 第2部分:牽引車輛與掛車》(JT/T 1178.2—2019)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中指出,總質(zhì)量大于18000kg且最高車速大于90km/h的載貨汽車,應(yīng)具備車道偏離報(bào)警功能和車輛前向碰撞預(yù)警功能。同時(shí),牽引車輛應(yīng)具備車道偏離預(yù)警系統(tǒng)和車輛前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)。
現(xiàn)階段,部分頭部商用車企業(yè)為了進(jìn)軍國(guó)際化商業(yè)市場(chǎng),已經(jīng)開始陸續(xù)裝配L2級(jí)自動(dòng)駕駛輔助車型。其中,AEBS(自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng))、ACC(自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng))、LKA(車道保持輔助)等自動(dòng)駕駛功能將逐步進(jìn)入商用車配置序列。由于AEB、LKA等涉及到執(zhí)行層面,就必須接入到底盤的制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng),因此大部分的市場(chǎng)份額仍集中在國(guó)外Tier1 的手中,國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商目前僅有小部分市場(chǎng)份額。
同時(shí),由于國(guó)外Tier1的產(chǎn)品價(jià)格較高,這并不是所有商用車車企都愿意承擔(dān)的,因此也給了國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的契機(jī),同時(shí)也帶來更多新的商業(yè)模式創(chuàng)新。
下圖為商用車常見智能輔助駕駛系統(tǒng),以及商用車主機(jī)廠裝配情況:
商用車主要是大客車、大貨車等大型車輛,由于車體較大,在行車過程中,特別是城市工況,很容易出現(xiàn)視野盲區(qū),給道路上的其它群體造成生命或財(cái)產(chǎn)損失。很多客車或貨車司機(jī),經(jīng)常因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間疲勞駕駛車輛導(dǎo)致交通事故頻發(fā)。隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步,智能駕駛輔助系統(tǒng)在商用車上的應(yīng)用,可以有效降低事故率。因此目前有些智能輔助駕駛功能已經(jīng)成為商用車標(biāo)配系統(tǒng)。
由于總體銷量相對(duì)少,商用車車型更新速度遠(yuǎn)低于乘用車,因此ADAS功能也相對(duì)單一,ADAS應(yīng)用進(jìn)展滯后于乘用車。譬如中國(guó)乘用車市場(chǎng)L2級(jí)車型銷量占比已經(jīng)超過15%,但是L2級(jí)卡車才剛量產(chǎn)。一汽解放認(rèn)為,未來三年(2021-2023年)將是L2級(jí)卡車的推廣期。
在2020年9月戴姆勒首發(fā)了搭載第五代主動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)的卡車,通過雷達(dá)和攝像頭系統(tǒng)的協(xié)作,系統(tǒng)能夠在特定條件下識(shí)別前車、靜止障礙物以及路面上的各種行人及自行車狀態(tài),結(jié)合危險(xiǎn)情況對(duì)駕駛員做出分級(jí)提示,若駕駛員未做出充分反應(yīng),系統(tǒng)將自動(dòng)減速,避免車輛與前方行人或者車輛發(fā)生碰撞,或降低碰撞帶來的傷害,并在車輛停穩(wěn)后啟動(dòng)電子駐車系統(tǒng)。在特定行駛條件下,該系統(tǒng)可為駕駛員提供車輛縱向和橫向引導(dǎo)、自動(dòng)保持跟車車距、自動(dòng)加速和轉(zhuǎn)向等功能,可以有效減輕駕駛員的駕駛疲勞,提高行車安全。早在2019年底,一汽解放J7高端智能重卡以“摯途領(lǐng)航”智能駕駛輔助系統(tǒng)誕生,該系統(tǒng)主要包括由車道居中控制(LKS)技術(shù)、ACC、AEBS、駕駛員疲勞輔助、FCW等ADAS功能。整車硬件方面主要增加了車載雷達(dá)、攝像頭等配置,然后安全功能的大量增加,其整車價(jià)格較常規(guī)版解放J7并未貴出太多。同年,陜汽重卡推出的德龍X6000同樣配備了LDW、DMS、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、ACC、AEBS等ADAS系統(tǒng)。商用車ADAS進(jìn)展緩慢的原因是多方面的,其中有一點(diǎn)是受制于商用車底盤技術(shù)相比于乘用車較復(fù)雜。做提示預(yù)警類ADAS相對(duì)容易,而做好控制類的ADAS功能則需要底盤供應(yīng)商足夠開放和降低門檻。
在商用車政策及智能駕駛技術(shù)快速發(fā)展的今天,給了國(guó)內(nèi)ADAS方案商不同的切入機(jī)會(huì),目前在商用車,特別是商用卡車領(lǐng)域,市場(chǎng)較為知名的供應(yīng)商包括德賽西威、珠海上富電技、華陽集團(tuán)、經(jīng)緯恒潤(rùn)、東軟睿馳等企業(yè)。由于OEM模式中主機(jī)廠對(duì)車載影像產(chǎn)品的需求往往較為復(fù)雜多樣,這需要供應(yīng)商具備核心部件自產(chǎn)以及軟件算法自主研發(fā)等兩方面能力,從而使得供應(yīng)商能夠根據(jù)客戶新車型所需配套項(xiàng)目相應(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行同步設(shè)計(jì)與開發(fā),從而保障客戶新車型按預(yù)定計(jì)劃達(dá)成量產(chǎn)。
車載ADAS影像產(chǎn)品的核心部件具體包括攝像頭、影像控制器等關(guān)鍵核心部件,實(shí)現(xiàn)該等產(chǎn)品的自產(chǎn)需要企業(yè)在產(chǎn)品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)具備自主生產(chǎn)能力,例如光學(xué)模組AA調(diào)焦、氣密測(cè)試、成品檢驗(yàn)等環(huán)節(jié),這就離不開非標(biāo)柔性自動(dòng)化產(chǎn)線的研制能力,通過全自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行全自主設(shè)計(jì)與實(shí)施,從而使得產(chǎn)品的穩(wěn)定性、質(zhì)量一致性得到保障;影像控制器硬件關(guān)注可靠性、算力,軟件關(guān)注目標(biāo)場(chǎng)景數(shù)據(jù)真實(shí)性、適應(yīng)性及識(shí)別、控制算法,目前國(guó)內(nèi)外智能駕駛巨頭均在此方面有所布局。
根據(jù)車輛上牌數(shù)量,在品牌上險(xiǎn)量數(shù)據(jù)方面,一汽解放、東風(fēng)、陜汽排名2020年重型貨車上險(xiǎn)量前三位,合計(jì)上險(xiǎn)量占比達(dá)到75.61%,一汽解放的市場(chǎng)占有率更是接近30%,重卡整車的行業(yè)集中度較高。而在基于前視覺感知的智能輔助駕駛功能,比如LDW、AEB、FCW等功能上,國(guó)內(nèi)車載DAS影像產(chǎn)品的主要供應(yīng)商包括德賽西威、華陽集團(tuán)、經(jīng)緯恒潤(rùn)、東軟睿馳、珠海上富電技等企業(yè)。根據(jù)公開資料顯示,就核心零部件自產(chǎn)以及軟件算法自主研發(fā)等兩方面能力來看,德賽西威、珠海上富電技和華陽集團(tuán)處于相對(duì)領(lǐng)先地位,具體如下:
在全景影像監(jiān)測(cè)、多傳感融合盲區(qū)監(jiān)測(cè)、艙內(nèi)視覺DMS等細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域,珠海上富電技已有比較成熟的產(chǎn)品技術(shù),且已大規(guī)模應(yīng)用到商用車主機(jī)廠。珠海上富電技早在2002年就進(jìn)入了一汽集團(tuán)的供應(yīng)商體系,在影像感知系統(tǒng)領(lǐng)域,更是沉淀了多項(xiàng)ADAS核心算法技術(shù),產(chǎn)品包括:疲勞駕駛識(shí)別技術(shù)、駕駛行為識(shí)別技術(shù)、前向障礙物識(shí)別技術(shù)等。珠海上富電技已在車載影像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品中形成完整且廣泛的布局。
對(duì)于商用車來說,各大企業(yè)比較關(guān)注的是城區(qū)道路的十字路口轉(zhuǎn)彎盲區(qū)(如下圖所示),由于車輛較大,駕駛員視野有盲區(qū),這種復(fù)雜場(chǎng)景是諸多交通事故中的主要因素。按照歐盟的相關(guān)法規(guī),從2022年起,歐盟將對(duì)新車型上市審批要求配備盲區(qū)預(yù)警輔助系統(tǒng)。
行業(yè)中目前的主流方案是360度全景環(huán)視影像安全駕駛輔助系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)真正的360度全景鳥瞰,做到360度無死角監(jiān)控,有助于保障商用車安全駕駛。
目前車載攝像頭主要是360環(huán)視,且也是目前主要的商用車盲區(qū)問題解決方案。其只需要在車輛四周加裝四枚攝像頭,并通過算法將四枚攝像頭獲取的影像通過圖像拼接成360度俯瞰圖,實(shí)時(shí)傳輸至汽車駕駛室顯示器上,同時(shí)結(jié)合車輛和盲區(qū)中目標(biāo)物的狀態(tài)信息,判斷是否有碰撞風(fēng)險(xiǎn),做出相應(yīng)的語音報(bào)警甚至自動(dòng)制動(dòng)。目前市場(chǎng)上做攝像頭感知的供應(yīng)商很多,但是針對(duì)商用車給出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并能夠提供成熟方案的供應(yīng)商為數(shù)不多,其中包含海康威視、蘇州智華、南斗六星、珠海上富電技、鷹駕科技等。
珠海上富電技商用車盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
360環(huán)視采用的是影像拼接處理技術(shù),在應(yīng)用場(chǎng)景中會(huì)因車輛狀態(tài)和外面環(huán)境的變化而受到影響,同時(shí)商用車車輛比較大,需要拼接面積大,需要很強(qiáng)的識(shí)別與融合處理能力;同時(shí)車輛行駛速度越高,需要數(shù)據(jù)融合和圖像傳輸?shù)乃俣仍娇欤由仙逃密囅鄬?duì)于乘用車而言,具有體積更大,場(chǎng)景更多樣、形狀不標(biāo)準(zhǔn),操作更復(fù)雜等特征,導(dǎo)致其解決方案相對(duì)于乘用車而言要求穩(wěn)定性更高、使用壽命更長(zhǎng),因此方案提供的技術(shù)難度更大。
珠海上富電技四-六路影像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
隨著技術(shù)的發(fā)展,智能輔助駕駛感知需要多傳感器融合發(fā)展的趨勢(shì),單獨(dú)的傳感器供應(yīng)可能已經(jīng)無法滿足一些主機(jī)廠的需求。比如一是艙內(nèi)艙外感知相互影響,智能輔助駕駛系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛員狀態(tài)對(duì)車輛進(jìn)行相應(yīng)的控制。隨著技術(shù)發(fā)展,環(huán)視、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等多傳感器融合是未來商用車智能駕駛方案的主要趨勢(shì),其成本低,易于在車上布置。而國(guó)內(nèi)能覆蓋超聲波、影像和毫米波智能駕駛傳感器及輔助駕駛ADAS整體解決方案的企業(yè)很少。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì),中國(guó)每年交通事故高達(dá) 50 萬起,因交通事故死亡人數(shù)年均超過 10 萬人,已經(jīng)連續(xù)十余年位居世界第一,其中重大交通事故多集中在商用車。以貨車為例,貨車在我國(guó)機(jī)動(dòng)車占有量中只占 15% 左右,其責(zé)任道路交通事故造成死亡的卻近總數(shù)的一半。解決商用車帶來的安全隱患已經(jīng)刻不容緩。
但就目前而言,盡管國(guó)內(nèi)商用車存量市場(chǎng)龐大,ADAS 滲透率整體上偏低。商用車 ADAS 前裝的主要推動(dòng)力還是來自于強(qiáng)制性政策。
如今的 ADAS 技術(shù)已經(jīng)能夠部分滿足商用車對(duì)于安全保障的需求。國(guó)家已經(jīng)開始出臺(tái)相關(guān)政策,在安全方面對(duì)商用車行業(yè)提出了具體要求。
對(duì)于以研發(fā)商用車 ADAS 技術(shù)為重心的廠商來說,這將是一次難得的市場(chǎng)機(jī)遇。國(guó)內(nèi)外廠商的競(jìng)爭(zhēng)也將空前激烈。