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歐洲

一、戰略規劃

與美國類似,歐洲智能網聯汽車發展起源于ITS,并逐步通過車輛的智能化、網聯化實現車與交通系統的協同發展。在Horizon 2020等計劃的資金支持下,歐洲通過AdaptIVe、C-ITS、PEGASUS、SCOOP、INFRAMIX等項目的實踐,在智能網聯汽車、ITS、基礎設施建設方面積累了豐富經驗。

2015年,歐洲道路交通研究咨詢委員會(ERTRAC)發布了《智能網聯汽車技術路線圖》,以加強頂層規劃,促進各國協同推進智能網聯汽車發展。隨著技術產業的不斷發展,ERTRAC多次更新了《智能網聯汽車技術路線圖》。2019年3月,歐洲道路交通研究咨詢委員會更新發布了Connected Automated Driving Ro admap,強調自動駕駛的協同互聯,豐富了網聯式自動駕駛的內容,同時明確提出了基于數字化基礎設施支撐的網聯式協同自動駕駛(Infrastructure Support Levels for Automated Driving,ISAD)架構。同時,《歐盟戰略交通研究與創新議程》在智能交通、出行服務等領域也發布了相關路線圖。

2015年9月,德國聯邦政府發布了《智能網聯汽車戰略》。該戰略聚焦基礎設施建設、技術創新、信息安全、法律法規、數據保護等方面,旨在通過頂層戰略規劃使德國在智能網聯汽車領域取得領先地位。2016年,德國組織創建了智能網聯汽車道德委員會,旨在解決智能網聯汽車產業發展過程中遇到的道德倫理問題,為其制定相應的道德準則。

2016年4月,歐盟的28個成員國簽署了《阿姆斯特丹宣言》,其目的是:制定一項共同的歐洲智能網聯汽車戰略,對歐盟的監管體系進行審查,并在必要時組織調整;對成員國的研究和創新制定協調辦法;聯合部署互聯互通的智能運輸系統;等等。2017年3月,27個歐盟成員國及挪威、瑞士共29個國家,在歐盟委員會的組織下共同簽署了意向書,承諾共同開展智能網聯汽車領域的大規模測試和示范運營。該意向書涉及網絡連接、頻譜、數據、網絡安全和人工智能等方面。

歐盟委員會在2018年5月出臺了《通往自動化出行之路:歐盟未來出行戰略》,計劃到2020年,乘用車可在高速公路上實現自動駕駛(L3級/L4級),可在市區實現低速場景下的自動駕駛,如垃圾車、代客泊車等;到2022年,所有新車都將具備通信功能,所有新車都將接入互聯網,且車輛與車輛之間、車輛與周圍環境(基礎設施及其他道路使用者)之間要能夠直接通信。在地圖方面,2022年將實現由免費的、基于伽利略衛星系統的高清地圖支持;到2030年,歐盟的目標是邁向全自動化出行。在該戰略的基礎上,歐盟于2019年4月批準了《自動駕駛汽車的豁免程序指南》,以協調國家對自動駕駛車輛的臨時安全評估。該指南重點關注有限條件自動駕駛的汽車,即L3級/L4級的自動駕駛汽車。

二、政策法規

2015年,英國交通部發布了《自動駕駛汽車測試準則》,明確了自動駕駛汽車上路測試的具體要求。為了適應自動駕駛汽車產業發展,英國交通部和互聯自動駕駛汽車中心在2018年聯合公布了《實踐準則:自動駕駛汽車的測試》,對2015年的《自動駕駛汽車測試準則》進行了更新。《實踐準則:自動駕駛汽車的測試》主要從4個方面對自動駕駛汽車的測試提供進一步的指導,包括測試車輛的要求、駕駛員或操作員的準入資格、網絡安全要求、公共參與度的要求。

在通過《實踐準則:自動駕駛汽車的測試》引導產業安全發展的同時,英國高度重視對阻礙產業發展的法律法規的修訂。2016年7月,英國商務部和運輸部公開表示,將致力于修改和優化約束自動駕駛產業發展的相關法律法規,以確保駕駛輔助系統的商業化落地和高級別自動駕駛的道路測試安全進行。2018年7月,英國議會通過了《自動和電動汽車法案》。同時,英國的法律事務委員會組織開展了一項為期三年的法律審查項目,對涉及自動駕駛安全的相關規則進行全面審查,并計劃于2021年提出審查建議。

另外,英國特別重視自動駕駛的保險制度和責任制度。《自動和電動汽車法案》中專門劃分了保險方和車輛所有人方的責任;并且除保險方與車輛所有人方之外,在事故受害者和保險方或車輛所有人方之間規定了共同過失責任。對于未經授權的軟件更改或未能更新軟件而導致的事故,《自動和電動汽車法案》對于保險方和車輛所有人方的責任進行了額外的規定。

德國聯邦交通和數字化基礎設施部對《道路交通安全法》進行了修訂。新版《道路交通安全法》明確規定了在必要時刻自動駕駛汽車駕駛人員必須及時接管車輛的控制權,還增加了車輛數據記錄和傳輸的義務,規定當“車輛從人工控制向系統控制轉換”或“車輛從系統控制向人工控制轉換”時,必須記載時間、位置等相關信息。該規則有利于判斷在具體時刻自動駕駛車輛所處的狀態及證據,以便在后續責任判定時能夠有正確的歸責依據。

2017年6月,德國聯邦交通部的倫理委員會發布了世界上第一個自動駕駛倫理指導原則——《德國自動駕駛系統倫理指導原則》,對自動駕駛需要遵循的倫理原則給出了一些探索性指引。這份倫理指導原則肯定了自動駕駛系統的合法地位,在運行安全、人類尊嚴、決策自由、數字獨立等方面提出了若干要求。

《德國自動駕駛系統倫理指導原則》有如下特點:第一是強調對人的保護,明確對人的保護是第一位的,優先于其他事項,并且強調自動駕駛的首要目標是提升所有交通參與者的安全;第二是對避免損害提出明確要求,要注重考慮弱勢群體,避免損害可以成為引入更高級別自動駕駛的因素;第三是明確自動駕駛適用產品責任,因為控制方式的變化,自動駕駛汽車引起的事故責任相應地轉變為產品責任;第四是強調用戶的數據權利,數據披露具有自愿性,相關數據的轉發與使用由汽車所有者或使用者決定。

荷蘭以豁免許可的形式開放智能網聯汽車的公共道路測試。2015年,荷蘭議會通過一項修訂法令——《例外運輸豁免法令》,允許在公共道路上測試智能網聯汽車。汽車企業可以申請道路測試豁免,經過荷蘭國家車輛管理局審批后,可以在公共道路上進行智能網聯汽車測試。2017年2月,荷蘭基礎設施和環境部提出制定《自動駕駛汽車試驗法案》,對《道路交通法》進行修訂,允許在特定路段和時間條件下進行智能網聯汽車遠程測試。《自動駕駛汽車試驗法案》經過兩年多的審議和修訂,于2019年7月開始施行。

三、技術進展

(一)智能整車

1.奧迪

2017年7月,奧迪全新一代旗艦級轎車A8正式發布,奧迪A8是首款具備了L3級自動駕駛功能的量產車。當通過奧迪A8車內的Audi AI按鍵激活自動駕駛功能之后,可以實現在60千米/小時以下的低速條件下,在擁堵路況中自動駕駛。該駕駛系統與目前其他品牌汽車使用的L2級自動駕駛系統的區別在于,此時駕駛員完全可以從方向盤上解放雙手,把注意力轉移到其他方面而不需要繼續觀察路況;此外,奧迪A8還能實現無人自動泊車。

在駕駛途中,駕駛區域內的攝像頭將探測駕駛員的實時狀態,判斷其是否感到疲勞或困倦。若出現上述情況,系統將啟用多級警示功能。當車速超過60千米/小時或前方道路無擁堵現象時,該駕駛系統將向駕駛員發出警示,要求駕駛員重新接管車輛。若駕駛員忽視該提示信息與警示,車輛會緩緩減速,直至停車。

對于自動泊車系統,需要打開智能手機中的My Audi應用,單擊“奧迪人工智能”按鍵,就能啟動相關操作。為了便于監控,駕駛員需要一直按壓該按鍵,并通過智能手機上安裝的汽車全景攝像頭,查看實時情況。當停車操作完成后,該駕駛系統自動將手自一體變速箱的擋位調至P擋,在停車到位后會切斷發動機并熄火。當駕駛員準備驅車離開時,可通過智能手機啟動車輛,將其駛離停車位。若駕駛員在車內,還可以啟動中控臺上的AI按鍵,啟用停車導航功能。

奧迪A8配置了一整套新款傳感器,其中,在車輛前側、兩側、后側配置了12個超聲波雷達;在車輛前側、車輛后側及外側后視鏡配備了4個360°全景攝像頭;在車輛前側配置了1個遠程雷達;在風擋的上邊緣配置了1個前置攝像頭,在車輛的四周配置了4個中程雷達;在車輛前側配置了1個紅外攝像機,用于夜視輔助功能;在車輛前側配置了激光雷達(見圖1)。

圖1 奧迪A8傳感器布置

2.寶馬

目前,寶馬5系L2級自動駕駛系統由13個傳感器組成:1個前置立體攝像頭,可識別交通狀況,調節前向移動、識別行人;3個LRR模組(一個前端,兩個后端);1個用于定位的GPS;8個超聲波雷達。該自動駕駛系統功能包括高級自適應巡航控制、交通堵塞輔助、主動輔助、自主泊車助手和其他輔助系統。

寶馬已經為多系列車型搭載了L2級自動駕駛系統。寶馬的目標是到2021年與其主要的自動硬件技術供應商Mobileye合作,并在大陸、麥格納和百度等公司的幫助下達到L3級自動駕駛系統。2021年,寶馬計劃推出L4級/L5級自動駕駛系統汽車測試車隊,目標是到2022年具備生產完全自動駕駛車輛的能力。

3.奔馳

奔馳在自動駕駛領域有比較久的歷史,代表性的研發成果就是S500 Intelligent Drive,其結合了強大的軟件算法、攝像頭和雷達,不需要任何人駕駛汽車。相同技術的開發已應用于奔馳商用的2017款E Class。奔馳目前的L2級自動駕駛系統高端車型的傳感器融合方案共包含23個傳感器:12個超聲波雷達(前側、后側各6個),4個多模雷達(分布于4個角),4個高清攝像頭(前側、后側各1個,兩個后視鏡上各1個),1個LRR(前端),1個多用途立體攝像頭(擋風玻璃頂部),1個轉向柱位置傳感器。

目前,奔馳旗下的車型基本都提供了L1級/L2級輔助駕駛功能。L1級的一個例子是稱為Active Distance Assist DISTRONIC的ACC,此功能可自動保持與同一車道前方車輛所需的跟隨距離。根據距離,系統可實現在正常操作條件下的自動制動或加速,但仍無法處理所有交通情況,因此需要駕駛員保持注意力,以在需要時及時接管操作。

同時,奔馳還在開發名為DRIVE PILOT的L3級自動駕駛系統。DRIVE PILOT在啟動時不需要駕駛員的監督,當系統運行時駕駛員可以做其他事情;當系統檢測到駕駛條件已經發生變化且預計不能再可靠地運行時,系統會提示駕駛員接管;如果駕駛員沒有響應,系統將使車輛運行到某一點,并使車輛處于受控制的停止狀態。

(二)智能感知系統

1.博世毫米波雷達

博世目前是全球市場中毫米波雷達技術最先進的供應商之一,博世在2013年就推出了中距離雷達。從博世毫米波雷達的性能參數指標來看,其產品目前處于行業領先地位。博世第四代遠距離雷達傳感器(LLR4)的最大探測距離可以達到250米,最大探測目標數可以達到24個。LLR4能夠分辨固定障礙物,可以在高速行駛狀態下使用,在選配透鏡或雷達罩加熱功能后可以不受天氣條件影響,同時具有極高的抗振穩固性、安裝便捷性等。LLR4可以應用于預先緊急制動、自適應巡航、交通堵塞輔助、左轉輔助、集成巡航輔助等自動駕駛功能。

博世MMR產品分為中前位置MMR和中后位置MMR兩個類別,最大探測距離分別為60米和80米,最大探測目標數都可達到32個。中前位置MMR可以應用于預先緊急制動、自適應巡航、車距指示等自動駕駛功能;中后位置MMR可以應用于車道變換輔助、后方交叉路口預警等自動駕駛功能。

博世推出的第五代毫米波雷達,可以實現遠距離探測,水平視角的增大及探測精度的進一步提升,可配備L3級及以上自動駕駛。相較于第四代毫米波雷達,第五代毫米波雷達的帶寬提升了50%,點云密度提高了10倍;同時,通過拓展可占用帶寬獲得更多的反射量,實現了更精確的環境建模。博世第五代毫米波雷達集成度更高、體積更小,其高度為63毫米,寬度為72毫米,厚度為19毫米;改善了整車集成度,體積顯著減小,性能顯著提升。

2.大陸毫米波雷達

大陸是全球最大的汽車零部件供應商之一,大陸毫米波雷達產品全面覆蓋24GHz和77GHz兩個頻率,產品包括ARS441、ARS510、SRR520、SRR320等多個系列。大陸的ARS441遠程毫米波雷達的最大探測距離可以達到250米,在同類產品中處于領先地位。大陸的毫米波雷達產品可以實現自適應巡航、盲點警告、車道變換輔助、前后交叉交通警報(帶制動裝置)、后碰撞感應、橫向碰撞躲避、堵塞檢測等多種功能,其中,自適應巡航功能的最高時速可以達到200千米/小時。目前,大陸的毫米波雷達產品已經發展到第五代,第五代長距離毫米波雷達的最大探測距離可以達到300米,第五代近距離毫米波雷達可以實現精確停車功能,在行業中領先。新一代的傳感器還具有模塊化擴展功能,可以迎合整車企業不同的產品要求及電子電氣架構。

(三)車聯網與信息交互

大陸與沃達豐聯手,雙方將共同開展5G、車輛對一切通信(Cellular V2X)、移動邊緣計算等項目的研發。Cellular V2X技術實現了車輛與云端的網絡連接,有助于實現車輛之間、車輛與其他道路使用者之間的信息共享。大陸與沃達豐還在測試移動邊緣計算技術,該技術可利用云計算功能及蜂窩式網絡邊緣的IT服務環境,大幅度降低數據傳輸量、縮短傳輸路徑,將信息處理速度融入全新的維度中。大陸與沃達豐還基于V2X技術研發了一款交通擁堵預警系統,處于擁堵狀態的車輛可利用C-V2X技術向臨近的所有道路使用者直接發送信息,可同時使用傳統的無線網絡和直接通信技術。此外,當其他車輛距擁堵區域還有數千米距離時,該系統還會向駕駛員推薦備用路線,從而緩解交通情況。對于已經接近擁堵區域的車輛,該系統則會直接發出警示,要求其減速,以規避追尾風險。

四、測試示范

(一)瑞典AstaZero測試場

AstaZero測試場是歐洲現有最大的智能汽車測試場,始建于2014年,由瑞典SP技術研究所和查爾姆斯理工大學運營。該測試場總面積達200萬平方米,其中,鋪裝路面達25萬平方米。AstaZero測試場的測試內容涵蓋面較廣,包括車輛動力學測試、駕駛員行為測試、V2V和V2I功能測試、功能可靠性測試、通信技術測試等。

AstaZero測試場包含鄉村道路、城市道路、高速路段、多車道路段4種測試環境,可針對不同場景需求進行相應的自動駕駛測試工作。其中,鄉村道路環繞整個測試區域,總長5.6千米;車道兩側生長的落葉樹木會對視野造成遮擋,用于模擬意外因素等路況;路段限速分別為70千米/小時和90千米/小時;道路中設置了一個十字交叉口、兩個丁字路口和兩個公共汽車站,并可自行選擇指示牌文字,以滿足不同測試需求。城市道路與鄉村道路有兩個交匯點,目前包含4座方形建筑物,并將再增加5座建筑物;城市道路主要用于測試自動駕駛汽車與周圍環境的交互能力,測試汽車是否能夠避免與公交車、騎行者、行人或其他道路使用者發生碰撞;城市道路覆蓋多個不同區域,如市中心、公交車站、人行道和自行車道等,還布置了逼真的建筑外觀;城市道路系統具備轉盤、丁字路口、環形車道和試驗區等多種測試環境,并可制造路燈出現故障等多種復雜情況。高速路段位于測試區域中心,包含一個圓形區域和兩個水滴形的加速路段區域,其中,圓形區域直徑達240米,2條加速路段均長約1000米。高速路段主要用于測試汽車在高速行駛情況下的安全性能問題,如高速車輛避免碰撞技術等。多車道路段總長700米,共有4條車道;多車道路段與高速路段相連,包含1條加速路段(長約300米,寬7米),并為大型車輛設置了環形車道。多車道路段可用于測試多種不同的交通場景,包括交叉路口、變道行為和多種碰撞情形等;多車道路段可以改變不同車道的行駛方向,也可以設置不同類型的護欄(見圖2)。

圖2 AstaZero測試場的平面圖

(二)英國MIRA City Circuit測試場

英國MIRA City Circuit測試場由英國著名汽車測試服務商MIRA公司修建,該測試場是世界上面積最大、綜合性最高的獨立測試場之一,坐落在英國腹地米德蘭,占地約304萬平方米,共有24個環路,全長超過95千米。該測試場分為9個區域,可分別用于傳統車輛測試,以及智能交通和智能網聯汽車測試,提供了一個完全可重復、安全的環境。City Circuit測試場的最大特色是在網聯汽車測試方面提供的基礎設施與服務(見圖3)。在無線通信和訪問權限方面的設施包括:私人的GSM/GPRS網絡,具有12BTS單元,帶有獨立的供電和通道分配;擴展的3G網絡,建有3座本地基站;WiFi接入點網絡,有6個受控的IEEE 802.11a/b/g/n發射點;ITSG5/IEEE 802.11p(5.9GHz用于V2X通信),建有6個受控的基礎設施點,提供ETSI CAM支持。另外,該測試場在跟蹤定位及監控方面也處于領先地位,有如下設施:由RTK-GPS提供誤差矯正服務,設置了2座本地基站;穩定且持續開啟的4G NOW無線網;在主交叉口周邊按車流方向放置毫米級精度和高幀率的攝像頭,提供實時3D動作捕捉。

圖3 英國MIRA City Circuit測試場

除實車測試外,City Circuit測試場還針對自動駕駛汽車增加了仿真道路測試,可以通過控制場地內的工程車,進行自動駕駛車輛的分析。目前,City Circuit測試場提供兩種模式下的自動駕駛模擬演示:一種是模擬道路+模擬自動駕駛車+自動駕駛模型車,通過計算平臺將道路與車輛整合,可以在不同道路情景下觀察自動駕駛汽車的行駛軌跡;另一種是模擬自動駕駛車+真實道路+真實引導車,將模擬自動駕駛車嵌入真實道路中,通過控制真實引導車來模擬自動駕駛車在場地中的行駛狀態,通過前期模擬可以發現真實車輛中存在的問題,減少不必要的損失,節約測試成本。模擬仿真道路可以最多提供1000輛自動駕駛車同時進行測試,為同品牌自動駕駛車聯網提供數據支持,能夠更好地幫助車企發現自動駕駛車輛存在的風險問題。

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