全球汽车各项科技的集大成者——博世集团近日公布了其在无人驾驶领域的最新成果,这家德国巨头认为无人驾驶技术的核心部件主要包括:车联网平台(Connected Horizon),高性能的制动系统与转向系统、友好的人机交互界面以及识别周围环境的各种传感器等等。
博世之所以能完全掌握这些无人驾驶所需的绝大部分组件的核心技术,是因为其对整个系统以及子系统都有十分深刻的研究并积累的丰富的经验。下面来逐一了解一下博世在无人驾驶技术领域里的最新进展:
1. 车联网平台Connected Horizon
无人驾驶车辆的运行很大程度上依赖周边的环境信息,这些信息的收集光靠传感器是远远不够的。因此,博世开发了类似于大陆的e-Horizon平台的Connected Horizon解决方案,联网车辆通过连接的服务器来获取关于拥堵及交通事故等实时数据,该系统能够动态预览前方路况,并实时调整驾驶策略,有利于提高驾驶舒适性和安全性。例如,车辆在到达急弯或山顶之前会接收到危险警告,同时会做好自动减速的准备。
2. 高安全系数的电动助力转向系统
如何在电动助力转向系统发生故障的情况下保持必要的转向助力是无人驾驶的关键技术之一。即使在跛行回家的模式下,系统也允许驾驶员和无人驾驶车辆继续使用必要的转向功能,并向车辆提供约50%的电动转向助力。博世的这项技术将帮助主机厂满足美国交通部和国家交通高速公路安全协会(USDT&NTHSA)所提出的安全要求。
3. ESP与iBooster制动系统双保险
无人驾驶车辆对制动器等安全关键系统有着特殊的要求,因此,博世集团采用了ESP制动控制系统和iBooster机电制动助力器双保险控制,成功实现了为安全着想的“冗余设计”。电子稳定程序(ESP)不仅能够在车辆正常行驶时发挥灵活避让的功能,其在紧急状态下,可以在驾驶员不干预的情况下独立制动车辆,这对提升无人驾驶的安全也发挥着至关重要的作用。
除了电子稳定程序,博世还开发了一款可满足未来汽车制动系统要求的独立真空机电制动助力器iBooster:它的原理是由刹车踏板位置传感器将制动信号传递到ECU控制器,然后ECU会给iBooster电机一个触发信号。随后,电机会根据ECU的指示通过两级变速器将转矩转换成所需的辅助动力。采用iBooster技术之后,车辆的制动助力将得到大幅提升,该技术特别适用于混合动力和纯电动车辆。
4. 更加灵活、友好的人机交互界面
为了迎接无人驾驶技术的到来,博世集团对现有的人机交互界面进行了创新与升级,使驾驶员能够更加直观地了解车辆周围的环境和使用各种车载功能。博世现有的TFT仪表群不仅在触摸信号处理方面提供了最大的灵活性,同时也提供高分辨率的画面质感。此外,通过抬头显示系统(Head-updisplay),博世将车速、导航提示和预警等信息直接呈现在驾驶员的视野中。该系统能够将车前2米范围内的信息完美糅合到人机交互界面,为用户提供无与伦比的驾乘体验。
除了人机交互界面,高分辨率和实时更新的地图也是无人驾驶技术的关键。博世通过雷达和视觉传感器实时采集和发送路况信息,为车辆及时地避让交通堵塞或施工区域、调整交通路线而提供可靠的依据。
5. 各种雷达、超声波、视觉传感器
远距离识别:凭借博世的雷达传感器,无人驾驶车辆能对周围环境进行最远250米、360°无死角探测。雷达传感器的功能是检测物体并测量其相对于车辆运动的速度和位置。该传感器通过天线发射和接收在76到77 GHz之间的调频雷达波,在接收到这些由车辆前方的物体反射回来的雷达波后,系统根据多普勒效应并由发射和接收信号之间的频移产生的延迟来测量物体的相对速度和距离。通过比较测量的雷达信号的幅度和相位来算出物体的相对位置。
超声波传感器用于近距离环境识别。在车辆低速运动时,比如在泊车期间,其探测范围为6米左右。该传感器采用声纳技术,其原理类似于蝙蝠。超声波信号被障碍物反弹后,由传感器接收并由中央控制单元进行分析,从而计算出与障碍物距离。
视觉传感器提供车辆周围的重要光学信息。博世的视觉传感器可对距车辆50米的范围内周围环境进行3D测量,探测范围可达50米。该传感器配备颜色识别功能及CMOS技术的两个高灵敏度图像传感器,具有1280×960百万像素的分辨率,并且能够处理极端的对比度。两个传感器镜头的光轴间距仅为12厘米。视觉传感器的色彩数据与雷达、超声波传感器的探测信号相结合,就可以生成用于无人驾驶车辆所需的环境模型。
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无人驾驶的概念虽红遍全球,但何时能走入千家万户却是个未知数。然而,对于拥有强大技术储备的霸主博世而言,就像在传统的技术领域一样,其将牢牢地掌握了该领域的核心技术,无人驾驶只不过再一次丰富了博世的宽泛得不见边际的产品线而已。
撇开单个零部件不说,更加恐怖的是博世的系统集成能力,它既是博世长远发展的利润之源、也是让主机厂们追捧敬畏、爱恨交加的核心竞争力。博世之所以做到集大成,不仅因为其对新技术每年保持高额的研发投入(9%的销售额,约66亿欧元),还因为以Denner总裁为首的管理层有足够的魄力和能力来指挥和把稳这艘全球汽车行业的航空母舰的航向,使其拥有强大的技术储备并随时准备占领新领域利润的与技术的制高点。
除了在无人驾驶领域,Denner先生还表示:“博世将一如既往地发展汽车动力总成技术,要把电驱解决方案发展到像传统的汽柴油电喷系统那样强大。”为了实现攻克电池与电驱技术的难关,博世在该领域保持每年4亿欧元的投资幅度(德国大陆为每年3亿欧)。
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