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日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

2022 年 04 月 25 日 21 : 43 原创 编辑:陈晓霞 来源:EV知道
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[ EV知道 汽车黑科技 ]在汽车安全驾驶技术领域,日产一直以“另类”的路线在国内发展,国内的日产车型也部分延续了J-NCAP的评判标准,譬如油门误踩系统、倒车误踩系统等技术的延续,对低速安全驾驶尤为重视。为了迎合新环境、新技术的发展,4月25日,日产汽车公布了全新驾驶辅助技术的研发进展。将搭载激光雷达毫米波雷达、超声波传感器、摄像头来完成更复杂的自动驾驶技术,该技术能够利用高度精确、实时的车辆周边环境信息感知系统,有效降低事故发生,提升自动驾驶水平。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

日产汽车的“道路实况感知(ground truth perception)”技术融合了下一代高性能激光雷达(LIDAR)、雷达和摄像头所感知的信息,可实时、准确地探测目标物的形状和距离,以及车辆周边区域的空间结构。利用这些信息,车辆可瞬间分析当前状况进行判断,并自动执行避免碰撞的操作。同时,该技术还能探测到远处的减速车流和道路障碍,自动进行车道变更。重要的是,在缺乏详细地图信息的情况下,这项技术仍然能为驾驶员提供强有力的辅助驾驶支持。

传感器矩阵

“1颗激光雷达+10颗摄像头+7颗雷达”组成道路实况感知系统,可实现360度无死角监控,感器之间相互协作,各有所长,低速行驶、泊车等自动驾驶工况,需要近距离超声波雷达与摄像头的相互结合。高速行驶工况,则需要激光雷达与摄像头的相互工作结合。超高速行驶工况,则主导权在更精准的激光雷达身上。当然,如果仅看硬件的组成,或许不会让人眼前一亮。但它的传感器的布局方式和更复杂的算法,才是最值得探究的。这就好比每个人身体结构都相同,但对于不同危险情况的判断则会千差万别。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

特殊布局-站得高看得远

目前,满足低速自动驾驶的量产车型也配备激光雷达,采取一颗或者两颗方式,将激光雷达布局在车头(中网)中央或者车头两侧,日产全新驾驶辅助系统,将激光雷达和3颗摄像头布局在车顶,其目的就是为了“站得高看得远”,能够从更高的角度,看到更远的距离,提前探测、感知路况,更早发现情况,计算规避路线,从而提高行车安全性。“站得高看得远”的布局方式,与目前自动驾驶重装试验车的逻辑是相似的。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

【激光雷达来自于Luminar 携手共同开发

全新日产自动驾驶辅助系统中,所使用的激光雷达来自于Luminar公司,两家公司携手共同研发驾驶辅助技术,共享相关经验。利用领先技术将下一代激光雷达(LIDAR)集成到日产的辅助驾驶系统中。Luminar是一家比较有名的光学雷达“创业公司”。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

激光雷达眼中的世界

虽是“创业公司”,但Luminar却大有来头,该公司的传感器已被用于沃尔沃丰田等公司的自动驾驶汽车,并且已经和沃尔沃、中国上汽集团签署造车生产合约;也与戴姆勒货车旗下Torc签署卡车/物流策略协议Luminar使用的核心技术为光学雷达,这是一种光学遥感技术,通过向目标发射脉冲激光,从而创建起汽车周围环境的3D地图,从而确定最佳路线、避免障碍物探测距离十分精准。

场景1:变道躲避+行人紧急制动

    测试场景:车辆低速正常行驶→遇到小巷中有车辆突然使出→同时在对向车道有行人走过。这类场景覆盖大、中、小型城市,60%以上的行驶工况,模拟较窄的小街道和住宅区,该突发事件极容易出现碰撞事故或者操控误操作。激光雷达和视觉系统,实时监控前方道路,发现前方车辆驶出,判断车速过快则选择减速并变道躲避,最后发现变道路有行人通过,采取紧急制动。

    技术难点:1:激光雷达、运算与执行的速度(根据车速、距离、道路环境,如何快速做出制动还是避让的判断);2、避让与紧急制动的双重考验,目前大多数车型只能满足躲避或者紧急制动单项操作,将两项场景融合在一起,比较考验软件的逻辑算法。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

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【场景2:同向“非车”紧急躲避+紧急制动】

    实际场景:在高速公路或者快速路,车辆紧跟目标车1(前方遮挡视线)→目标车1突然遇到“非汽车障碍物”如轮胎等物品接近(动态障碍)选择紧急避让→后车判断障碍物轨迹,并选择紧急并道避让→在选择避让道路中,又出现目标车2驶出→车辆识别目标车2,并选择紧急制动。

    技术难点解读:1、高速跟车下,突然出现的障碍物进行正确判断;2、体积较小的“非汽车”障碍物较难识别。3、“非汽车类”障碍物是以动态轨迹运动,对车辆判断提升难度;4、紧急避让+紧急制动双重考验。

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【场景3:连续紧急躲避】

    实际场景:高速同向车道高速行驶→一台货车、挂车、拖拽房车从左侧超车→在超车过程中,由于目标车失控事故,导致车辆进行横移,陆续占据第二条车道和第三条车道。这种场景基本出现在高速公路,在国内,这样的高速事故也时有发生,具有较高的事故概率。

    判断与执行:车辆实时监控道路车辆,当车辆发现目标车超过自己,可判断精确的距离。激光雷达扫描,发现目标车出现事故、展具第二条车道时,本车辆会采取减速并开始选择避让。当目标车继续占据第三条车道时候,本车会再进行避让。最后选择无障碍道路加速驶过。

    技术难点:1、前方“动态障碍”轨迹的判断,车辆如何判断选择正确路径。

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【场景4:高速突发事故紧急躲避】

    实际场景:高速公路或者快速路行驶中,目标车辆(红色车)由于疲劳驾驶,撞向前方货车,导致自身出现翻车事故。本车在跟车过程中,避开目标车运动轨迹,选择安全路线避让驶过。该场景同样在高速公路经常出现,譬如疲劳驾驶等大概率事故。

    技术难点解读:1、目标车不规则运动轨迹的选择与自身选择路线的判断;2、目标车出现事故所造成的烟雾、灰尘会影响本车视线。

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【场景5:高速对向异物紧急躲避】

    实际场景:高速、快速道路正常行驶→对向车道飞来“非车障碍物”譬如油桶、轮胎等障碍物→障碍物在空中飞跃中,本车辆需要判断障碍物跌落轨迹,并选择紧急避让。这一场景虽然很少见,但也的确实际存在,曾经不少新闻报道,由于对向车道货车遗撒物品或者轮胎掉落,飞跃到对向车道而导致事故发生。客观说在所有场景中,此项紧急避让场景最难。

    技术难点解读:1、“非车类”障碍物判断与躲避;2、非地面障碍物判断与躲避;3、动态运动轨迹的判断与躲避。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

当然,除了以上五个应用场景以外,该系统还可以实现,“非正规道路”、“无导航”路况下的低速自动驾驶功能,以及高速公路行驶中,自动躲避拥堵选择畅通车道,以及躲避高速道路中的低矮障碍物等功能。

【技术理论和实际路况的挑战】

大家都知道,技术理论与实际应用是有很大差别的,尤其是“理想设计路况”和“复杂实际路况”对技术稳定性的挑战。毕竟中国境内路况复杂,路况、标识与行车规则千差万别,从技术层面,需要大量国内数据的采集和标定。为了适应国内本土化的稳定性,日产在上海专门设立技术研发中心,针对国内的路况做大量实际采集,以提高安全系统应用的稳定性。

日产全新驾驶辅助技术研发进展 可应对复杂驾驶环境

客观说,日产此次所发布全新驾驶辅助技术研发进展内容,的确让我这个技术帝眼前一亮,虽然在硬件组成上仅用到了激光雷达+摄像头+雷达看似常规的搭配,但实际应用和算法,有不小的挑战和难度,根据“日产汽车2030愿景”,日产汽车计划在2020年代中期完成道路实况感知技术的开发工作。这项技术将首先搭载于部分新车型上,并计划到2030年应用于全部新车型。我们也期待全新驾驶辅助技术的量产车早日落地。

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