自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性需要通過感測、運(yùn)算與決策、車輛控制三個(gè)流程來保障。從感測所需要搭載的激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、車載鏡頭模塊，以及數(shù)據(jù)運(yùn)算與決策處理需要的ECU、CPU、GPU，再到執(zhí)行時(shí)的核心算法以及軟硬件協(xié)同方案，整個(gè)過程使用到的產(chǎn)品種類繁雜。

由德國聯(lián)邦教育與研究部資助的連網(wǎng)與自動(dòng)駕駛車輛安全(Security For Connected， Autonomous Cars，SecForCARs)計(jì)劃近期啟動(dòng)，15個(gè)來自德國業(yè)界與學(xué)術(shù)單位的計(jì)劃成員將于未來三年攜手合作，鉆研自動(dòng)駕駛車輛IT安全的新方法，SecForCARs的研究重點(diǎn)在于自動(dòng)駕駛車輛。對于自動(dòng)駕駛車輛來說，雖然其駕駛便捷性很吸引人，但是近期陸續(xù)傳出的自動(dòng)駕駛事故給了業(yè)內(nèi)當(dāng)頭棒喝，自動(dòng)駕駛安全問題被罩上了紅框，在滿足人們對于駕駛便捷性要求的同時(shí)，要如何保障安全?

多項(xiàng)電子零件是安全基礎(chǔ)

在經(jīng)過封閉測試場訓(xùn)練、自動(dòng)駕駛能力評估和專家評審等系列程序后，百度獲得了有關(guān)部門發(fā)放的北京市首批自動(dòng)駕駛測試試驗(yàn)用臨時(shí)號牌。北京成為了繼上海之后第二個(gè)自動(dòng)駕駛上路測試的城市，開放測試道路均選在五環(huán)外，避開了人流活動(dòng)頻繁的地區(qū)，道路上安裝了明顯的自動(dòng)駕駛測試路段指示標(biāo)志，自動(dòng)駕駛車輛上也粘貼了“自動(dòng)駕駛測試”的車身標(biāo)識。上路測試，成為自動(dòng)駕駛車輛上路的第一大關(guān)，那么上路測試的是自動(dòng)駕駛車輛的哪些性能呢?以及為保障安全性，汽車有哪些部件起到重要作用呢?

與傳統(tǒng)車輛相比，自動(dòng)駕駛對車輛周邊的信息采集和處理具有更高的要求，以此保證車輛的安全行駛。隨著采集數(shù)據(jù)工作量的增大，車身裝載的傳感器數(shù)目也逐漸增多，對中央電子控制單元(ECU)的性能要求也會(huì)愈發(fā)嚴(yán)格。例如一輛正常行駛的自動(dòng)駕駛車輛，在遇到違規(guī)行人、酒駕等突發(fā)事件時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)增長。

“自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是由諸多次系統(tǒng)組成，每個(gè)次系統(tǒng)都是通過不同類型的傳感器，來搜集車內(nèi)外信息，并將之轉(zhuǎn)換為電子訊號，傳輸至電子控制單元(ECU)進(jìn)行運(yùn)算與決策，再透過執(zhí)行器進(jìn)行車輛控制。”集邦拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析師林雅惠說。

“傳感器用來監(jiān)測外界環(huán)境，比如說溫度、路面狀況、與車之間的距離、車速等。攝像頭用于捕捉周圍的車輛、行人或者其他物體的情況，分析這些物體的速度、距離等情況。傳感器和攝像頭捕捉到的信號會(huì)統(tǒng)一通過車輛的中央處理系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再來判定車是否處于安全環(huán)境。”IHS首席分析師何暉說。

電子控制單元是車輛的中央處理系統(tǒng)中重要的一個(gè)部分，其主要功能用于數(shù)據(jù)的處理和分析，當(dāng)電子控制單元得到的數(shù)據(jù)與中央處理系統(tǒng)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不符時(shí)，會(huì)產(chǎn)生緊急命令，發(fā)送至執(zhí)行器。“自動(dòng)駕駛車輛周圍環(huán)境低于中央處理系統(tǒng)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，或者說不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)做出預(yù)警的處理，例如產(chǎn)生危險(xiǎn)信號，并根據(jù)緊急命令產(chǎn)生操作，比如緊急剎車、減速或者是改變方向，這些都是有可能的。”何暉說。

總的來說，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性需要通過感測、運(yùn)算與決策、車輛控制三個(gè)流程來保障。從感測所需要搭載的激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、車載鏡頭模塊，以及數(shù)據(jù)運(yùn)算與決策處理需要的ECU、CPU、GPU，再到執(zhí)行時(shí)的核心算法以及軟硬件協(xié)同方案，整個(gè)過程使用到的產(chǎn)品種類繁雜。

“在感測環(huán)節(jié)需要大量的硬件傳感器搜集環(huán)境與車身數(shù)據(jù)，才能再結(jié)合自動(dòng)駕駛核心算法進(jìn)行運(yùn)算與決策，進(jìn)而到車輛控制；亦即感測環(huán)節(jié)硬件所能實(shí)現(xiàn)的量測精準(zhǔn)度將影響后續(xù)運(yùn)算與決策，而自動(dòng)駕駛核心算法的功能也需透過前端硬件搜集到的感測信息，加以硬件運(yùn)算能力的提升才能發(fā)揮效用，故自動(dòng)駕駛的軟硬件發(fā)展可謂相輔相成。”林雅惠說。

自動(dòng)駕駛安全是整套系統(tǒng)

在感測、運(yùn)算與決策、車輛控制三個(gè)流程的基礎(chǔ)之上，自動(dòng)駕駛車輛根據(jù)功能細(xì)分為七大系統(tǒng)(電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESP、輪胎壓力檢測系統(tǒng)、疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)、車輛防撞系統(tǒng)、泊車系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng))，使得車輛在完成智能化行駛的同時(shí)，提高自身安全性。

七大系統(tǒng)中，輪胎壓力檢測系統(tǒng)可以檢測輪胎壓力和溫度，依靠監(jiān)控防抱死剎車系統(tǒng)的輪速傳感器，來采集輪胎安全信息。疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)可以通過檢測駕駛員狀態(tài)來判定是否處于疲勞駕駛狀態(tài)，并通過聲、光、聯(lián)網(wǎng)上報(bào)等報(bào)警模式對疲勞駕駛員進(jìn)行管理，意法半導(dǎo)體亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品部秦亮告訴記者，意法半導(dǎo)體MENS在檢測到疲勞駕駛的同時(shí)，會(huì)將數(shù)據(jù)傳給保險(xiǎn)公司，用來評估駕駛保費(fèi)的高低。“這在中國、歐洲、美國已經(jīng)成為很流行的應(yīng)用，或者說一個(gè)具備很好發(fā)展趨勢的應(yīng)用，大家從簡單的車載信息中收集到駕駛員的駕駛行為并進(jìn)行分析，整個(gè)過程中發(fā)揮作用的核心器件是傳感器。”秦亮對《中國電子報(bào)》記者說。

“自動(dòng)駕駛安全性不是某一個(gè)方面的技術(shù)，它是一個(gè)整套系統(tǒng)，每個(gè)步驟環(huán)環(huán)相扣的配合，它的操作系統(tǒng)、計(jì)算方法、數(shù)據(jù)處理構(gòu)成了完整的系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛是新領(lǐng)域，但是任何東西都不會(huì)從0到100，以前的車輛安全技術(shù)還是可以用的上，不可能完全屏蔽它，科技發(fā)展的過程肯定要從50步的基礎(chǔ)上走到100步，不可能從0走到100步。”何暉說。

嚴(yán)格審查避免事故

綜觀全球自動(dòng)駕駛測試的發(fā)展，林雅惠向記者介紹，美國于2015年成立全球首個(gè)自動(dòng)駕駛封閉測試場域M-City后，即帶動(dòng)各國政府陸續(xù)推出自動(dòng)駕駛路測規(guī)劃與規(guī)范。“路測的進(jìn)行除了要通過車輛硬件的安全冗余設(shè)計(jì)、軟件算法的優(yōu)化提升安全性外，在申請時(shí)，大部分國家要求廠商繳付測試擔(dān)保金，以作為為意外事故發(fā)生時(shí)的理賠費(fèi)用。”林雅惠說。

對于未來如何提高智能駕駛的安全性，林雅惠表示，路測事故的發(fā)生，對于相關(guān)交通部門而言，應(yīng)該加大對路測牌照的管理。對于已開放路測牌照申請的地區(qū)，除了對牌照的審核更加嚴(yán)格外，事后的責(zé)任歸屬也將成為自動(dòng)駕駛道路測試法規(guī)的調(diào)整的重要方向。

自動(dòng)駕駛車輛想要進(jìn)入路測階段并不輕松，需要經(jīng)過車規(guī)測試，例如車用半導(dǎo)體的ACE-Q100、ISO26262，或是汽車電子的ISO/TS16949等較常見規(guī)范。“此外，各自動(dòng)駕駛開發(fā)商的車輛要上路進(jìn)行測試前，皆需通過各地方政府的審查，在獲取路測牌照后方得上路進(jìn)行測試。”林雅惠說。

“目前美國加州已經(jīng)通過了自動(dòng)駕駛汽車的審批，這是全球自動(dòng)駕駛的第一個(gè)試點(diǎn)，但是中國與美國不一樣，美國是地大人少，而中國卻是人滿為患，交通情況要比美國復(fù)雜得多。”何暉說。