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东京首都高速首个自动辅助驾驶体验报告 解读日产 ProPilot 2.0

吴颖 ·2019-11-19
“放开双手”是所有自动驾驶系统最终解决的难题,每逢我们谈到自动驾驶,脑海里首先浮现的是科技公司的产品,而对于传统车企要突破这个技术壁垒,首当其冲是要找到适合自己的发展路线。如果您是一位关注汽车行业的朋友,一定不会忘记当年奔驰和日产作为全球首批推出电气化主动安全系统的车企。历经数十年的发展,日产始终没有放弃在智能化研发的投入,只不过相比新势力造车的激进态度,日产更多的是把检验科技成果放在了第一位,然后再考虑搭载车型。
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为什么我们今天谈的是日产,不是特斯拉
特斯拉的成功不仅仅是在产品的创新,更多的是他们把最核心的竞争力放在了未来 5-10 年可能发生的无人驾驶出行工具,所有目前我们看到特斯拉所做的一切,都是为了这个目标前行。
Tesla_1.jpg感知传感器原理和实现效果
● 传统车企都绕不开的是这些技术壁垒
这对于传统车企而言,这是不太现实的。一方面是大局观的考虑,从品牌到产品,再到下沉的经销商和服务体系等等这些是传统品牌不可逾越的资产。对于车企而言,出行工具意味着更多的是自驾,自驾的核心在于产品品质、产品可靠性、产品安全性和用户服务便利性。
用这一套标准去衡量,你就会发现为什么目前传统车企对于智能化驾驶的普及度“低于”新势力造车的原因。这个“低于”我们用双引号表示,主要是有两个原因:
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○ 第一个原因:产品供应商局限+自研软件研发团队
严格意义上,目前只有特斯拉在自动驾驶领域采用自研自用的形式,而绝大部分车企都是采用供应商的配套件。这里就形成了另一个难题,当供应商的配套件与车辆进行吻合度适配的时候会出现 gap,这个空窗恰恰是供应商和车企无法解决的,从而导致自动驾驶配套件与产品预期不符。为了解决这个问题,车企不得不从新再外聘一个团队专注于自动驾驶的软件研发。这样的流程走完,产品推出市场的节奏、迭代速度都相比自研自用的效率要低。
第二个原因:整车制造成本
还有一个重点就是成本,对于传统车企而言,尤其是全球化品牌的车企而言,成本控制是研发所有产品的预设前提。集合上面的原因来看,这么大的一个盘子,还要新增这么多的研发成本,所到之了整车研发成本的增加。虽然目前很多传统车企都致力于自动驾驶的研发,但是落地到产品的少之又少。新技术意味着大成本,所以在传统车企眼里,我先把精力投入到研发,等配套设备成本下降了,再考虑装车。
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“释放双手”引起我们关注,它就是日产
在这套传统车企不能逾越的架构体系下,有没有例外?当然有的,它就是日产。吸引眼球的点,并不是因为日产搭载了自动辅助驾驶系统,而是这套系统的传播口号竟然是“释放双手”。行业内敢这么传播的,除了凯迪拉克“超级巡航系统”,也就只有日产了。在长达 2 小时的媒体沟通会当中,日产工程师团队不断强调这是一套可以释放双手的自动辅助驾驶系统。它允许用户在可实现的条件下放开双手,只要驾驶员视觉不分神即可让车辆自动驾驶。接下来,我们通过三个维度去剖析这套系统。
先从体验开始说起,ProPilot 2.0实现了这些功能……
2016 年日产推出第一代 ProPilot 系统(下文简称 ProPilot 1.0),实现车辆自动跟随、自动刹车、预碰撞安全检测、车道偏离预警和行人检测。实际上就是在原有 ACC 自适应巡航上衍生出来的驾驶辅助系统。如果按照 SAE 自动驾驶等级定义的话,它是属于 L1-L2 的级别。
来到 ProPilot 2.0,在 SAE 自动驾驶等级定义属于 L2-L3 之间,它除了能实现 1.0 版本的所有功能,在此基础上增加有条件下的自动驾驶能力以及自动变道功能。


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率先搭载 ProPilot 2.0 系统的车型是 Nissan Skyline,与国内东风日产天籁 TEANA 和东风英菲尼迪 Q50L 属于姐妹车型。Skyline 严格意义上是介于天籁和 Q50L 之间,匹配 3.0T 和 3.5L 混合动力系统,混动版本全系标配 ProPilot 2.0 。
● 操作:让车辆进入高速路,然后按两次实体键即可开启
1、基础功能开启
在 ProPilot 2.0 系统中,用户只能选择在快速路或高速路上使用“自动辅助驾驶功能”,用户可以在通过收费站之后的闸道开始激活 ProPilot 2.0 中的第一个级别:AP1,这是俗称的车道保持 + ACC 自适应巡航系统开启。


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注意观察仪表的变化,当车辆进入高速路后,车道线变得规整后,仪表盘会出现允许打开第二级别 AP2,此时驾驶者只需要注视安全视线范围内的情况,做好随时接管的状态,就可以把双手在有条件下的放开。
2、自动变道

ProPilot 2.0 最大的亮点是基于 ProPilot 1.0 基础上实现自动变道,当车辆在快车道时候遇到慢车或者驾驶者下达变道指令后,车辆可实现自动变道功能。功能的实现必须要用户确定周围环境后,按下功能键后才可实现。这点与特斯拉、蔚来等新势力造车产品所实现完全由车辆判断截然不同。


在被问到为什么还需要再一次确认,工程师的回复是:我们这是一套‘自动辅助驾驶系统’,在可用的范围内驾驶者需要承担路面变化所带来的意外结果。在 SAE 定义中,L2 级别自动辅助驾驶备注中也提到了这个点。NISSAN 日产汽车更注重的是道路安全,在安全的前提上提供能帮助驾驶者减缓驾驶疲劳感的自动辅助驾驶系统,是 ProPilot 2.0 的研发初衷。
ProPilot 2.0 的自动变道与梅赛德斯·奔驰 EQC 非常相似,整个变道的顺畅和成功率很高。它不像特斯拉 Autopilot 那般激进,直接一个车身就压到隔壁车道。也不同于蔚来 NioPilot 的温柔缓慢,更不是理想 ONE 那般先把车头压到临近车道的老司机开车作风。整个变道的过程很日本出租车司机开车的感觉,很稳。
3、提前出闸道(类似于特斯拉 NoA)

当车辆在启动 ProPilot 2.0 之前设定好目的地路线,系统会结合高精度地图实时判断车辆行驶路线以及当前的车道线。在离高速路出口大概 2-3 公里之前,会采用车上的 HUD 抬头显示、车辆仪表盘信息屏幕提醒驾驶者需要提前更换出口车道。
但这一切的并不是无感发生的,而是系统提醒后用户需要加以操作。例如最简单的,当车辆行驶在最左侧快速车道时候,系统提醒,驾驶者则需要打灯变向右侧车道,所有触发车辆自动变道执行的指令都需要用户再一次按下方向盘上的确认键才可执行。
4、驾驶者注意力警示系统
与新势力造车产品不同,在 ProPilot 2.0 技术上,车内摄像头主要用于在打开第二级别 AP2 之后对驾驶者注意力的实时判断。
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是的,打开 AP2 之后允许驾驶者有条件释放双手,不过驾驶者的视线要时刻保持在水平前方。系统会有 3 秒左右的系统沉默期,当驾驶者持续不响应系统提醒的操作,AP2 系统则会在提示无效之后自动退出自动辅助驾驶,同时车辆根据路况自动降速。到这里,用户需要操作的部分和可能遇到的情况大体上就是这样。
● 原理:可视化摄像头 + 全车传感器 + 高精度地图
1、视觉传感器 + 全车传感器
ProPilot 2.0 的技术系统属于日产主导研发,实际硬件均采购来自供应商(例如 Mobileye Q4),软件系统是自研。在 Skyline ProPilot 2.0 这款车型上,最核心的部分就是视觉传感器和高精度地图。
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前者非常好理解,将可视化三目摄像头安装在挡风玻璃上方,结合车身周围的毫米波雷达、超声波雷达以及环视系统,这样组合成一套具备 SAE 等级认证中的 L2 自动辅助驾驶硬件。提供自适应跟随系统、紧急制动系统、变道辅助系统、后方预警系统、车道保持系统。
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在此基础上,ProPilot 2.0 基于 L2 基础上实现自动变道功能。在日常出行中,为了解决不可预知的道路状态,所以日产结合高精度地图系统增加车辆在 ProPilot 2.0 开启后的安全性。在目前来看,这一套系统与特斯拉 AP、小鹏 XPilot、蔚来 NP 有区别。
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与所有具备 SAE L2 级别自动辅助驾驶车型一样,在前风挡的位置设有可视化摄像头。不过与很多传统车企不同,日产 ProPilot 2.0 采用了三目彩色摄像头,这套摄像头系统是来自于 Mobileye,芯片是 Q4 。在被问到为什么和 Mobileye 合作,日产技术总监的回复是:Mobileye 是全球顶级的视觉传感器供应商,新的 RoadBook 系统急需要采集路况信息,而日产在 ProPilot 1.0 中已经有一定量数据,两者恰恰可以在这方面相结合。
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三目摄像头的视觉角度可达到三倍 178 度,三目的优势是除了超广角的可视化,当一个摄像头被雨雪天气或者障碍物遮挡时候,另外两个或另外一个均可工作,确保了车辆安全。在算法和策略上,日产与 Mobileye 工程师的研发方针是:安全、还是安全。
对于前车距离、路上车型、划线分布等等,系统的感知感官能力是非常强大的,预判极致比较保守,一旦侧方有车辆有存在并线至当前行驶车道,系统立刻出发降速等执行指令,哪怕还有很远的跟车距离,系统依然会采取这样的操作。这个风格与日本驾驶者的驾车风格非常相似。
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为了更好的支持变道系统,在 SAE L2 等级标准硬件的使用规范上,ProPilot 2.0 增加了车身传感器数量,以及定制传感器类型。
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视觉传感器加上车身传感器已经能解决在 L2 基础上的自动变道功能,但为什么还要结合高精度地图?
2、高精度地图增强准确性
探索技术的可行性和实现技术的稳定性,是日产一直在做的一件事情,很重要也很紧急。在我和工程师的沟通中发现,日产更系统从不同的技术纬度切入,最终达到车辆自动驾驶的最高标准。在实现这个最终目标之前,任何技术路线,日产都有可能会使用。所以高精度地图技术在 ProPilot 2.0 上使用,其实更多的是日产想通过装车数量收集更多的 RoadBook 数据。
这只是一个重要方面,那么它对于用户而言有哪些帮助?这里有一个非常重要的前提是,车路数据对车辆绝对定位起着重要的帮助。在定位领域,分为精准定位和绝对定位,前者是基于 GPS 信号定位,这个绝对值大概是在 3 米左右。后者是基于实时在线与高精度地图实现实体位置与行驶轨迹的定位,精准度小于 3 米。
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在 Skyline ProPilot 2.0 车型上,通过 4G 联网让车辆实时在线,在车辆多媒体系统中预先加载本地数据包,结合这两者实现大数据互联。云端数据能识别车辆当前车道,预判前方路况躲避前方慢车或改变行驶路线,并且实时计算车辆离闸道出口的距离提前让车辆进入出口车道。
其中还有一个非常重要的点,所有交通设施都是一个互联终端,信号灯、路灯、车道引导牌等等都可以向云端实时通讯数据。最终反应到产品上,车辆在打开 AP2 之后,车辆具备实时判断和执行能力,这样的能力相比仅依赖于视觉传感器判断范围更广。落到实处能解决:
1、当前方有交通事故时可避免进入停滞车道;
2、当发生交通管制之后,可及时调整出行路线;
3、进入隧道前可提前预判前方通行速度,选择最佳路线;
4、避免因为超速、违规占用行车道等等的基础型违章;
5、自动选择最佳的高速出口;
……等待开启更多车路协同的玩法。
日产汽车在走极富特色的自动驾驶路线 未来将铺开至全球
最深刻的印象是,我问日产汽车自动驾驶团队负责人的一个问题:您怎么看特斯拉和新势力造车企业他们的跳跃式自动驾驶之路,也许明年他们就能实现 L3,但日产仍停留在 L2.5 这个水平上?他的回答非常有意思:我们已经在开发超过 L2.5 自动辅助驾驶的技术,甚至我们已经有了大数据的储备,去实现 L3 只是看我们产品节奏的问题。在日产汽车自动驾驶团队中,我们有一个非常明确的宗旨,我们一定要把驾驶者和乘客安全放在第一位,我们宁可慢一个步伐,也不愿意出现一宗事故。
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2019 款日产 Skyline 混动车型已经配备这套自动辅助驾驶系统,当 RoadBook 采集足够的数据之后,结合 Mobileye 公司的数据,就能实现大规模的推广,再不仅仅是在东京的首都高速才能开启这样的功能。甚至未来会在一些更高端的车型上,提前安装具备更高级别自动辅助驾驶能力的硬件,通过后期一步步 OTA 升级开放。
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从另一个侧面来看,作为一家非常务实的传统汽车品牌,日产汽车在特色技术上一直是品牌的最大优势。继主动安全系统的跨时代创新之后,日产将迎来二次进攻,这个领域他们瞄准了自动辅助驾驶。回过头来看,这仅仅是 Nissan Intelligent Mobility 中的一个小部分,接下来日产将会结合更多的资源一步步推开 NIM 更多创新技术,我们也将拭目以待。

混合动力无人驾驶车联网三厢车
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