智驾网 2021-12-20 23:22
大陆集团卡尔·福克斯:自动驾驶的出现推动了车辆集中式架构的演变
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大陆集团汽车战略涵盖安全运动、自主移动、用户体验、智能移动、架构和网络以及软件和系统卓越性,格外重视对软件和技术卓越性的追求。

12月16日,在广州南沙越秀喜来登酒店举行的世界智能汽车大会主论坛上,大陆集团中国区副总裁、创新与技术中国区负责人Karl Fuchs(卡尔·福克斯)通过视频带来题为“汽车工业的变革与创新”的主题分享。

 

福克斯表示,从行业的发展来看,汽车的趋势就是电动化、智能化和网联化,这也是我们在中国所看到的非常明显的趋势。而要真正实现转型变革,需要实现软件开发、架构和控制器与服务器上的转型。

 

大陆集团在长沙设有多个智能道路解决方案项目,其汽车战略则涵盖了安全运动、自主移动、用户体验、智能移动、架构和网络以及软件和系统卓越性等六大方面。

 

以下为发言稿,未经本人审阅。


Karl Fuchs:


欢迎大家参加会议,聆听我关于汽车行业的创新与辞趋势的演讲。


首先,我们回顾一下历史,看汽车发展的起源。1886年,卡尔·奔驰发明了汽车,而那时候汽车没有任何电子器件和软件。在之后的50多年里,人们开始强烈地关注机械工程和机械设计。到了上世纪70年代左右,我们看到了首个发动机控制单元也就是ECU,之后又越来越多的ECU问世,比如说安全气囊控制单元。


到了1996年,汽车发明以后的100多年之后,通用汽车启动了车载网联,一开始是2G连接,然后是3G、4G,现在是5G连接,相信在未来我们会看到6G的连接。2016年开始,人们特别关注自动驾驶,这也将是未来发展的一个重点领域。


所以说在1982年,我们就已经开始做一些小规模的软件工程了,一个比较好的例子就是大众golf r上的400行的汇编代码,而现在软件工程规模大了很多,比如说大众汽车的ID.4的主体HPC上所搭载的代码行数已经高达2000万。


因此我们非常清楚地看到汽车行业的范式转变:首先从化石能源转变到新能源,这里我们看到的是电动汽车的广泛使用。二是从机械到电子的转变,更多采用系统级芯片或者片上系统,最后是软件,软件将成为汽车行业的关键推动因素。


简单总结一下前面所讲的内容,我们可以看到汽车的趋势就是电动化、智能化和网联化,这也是我们在中国所看到的非常明显的趋势。


下面我们来看看如何真正实现转型变革。我们不妨从智能互联汽车和软件定义汽车开始。一般来说,自动驾驶的出现推动了车辆集中式架构的演变。


智能互联车辆的典型的软件构件,我们要区分两种内核:一是应用核,二是实施核。


应用核主要是承载那些经常要更新,而且在计算和时间方面都比较密集的应用和算法。


而另一方面,我们非常严格地实施安全功能,会被部署到实施核上。


这里我就会用一个管理程序叫Hypervisor对于应用进行分离和隔离。


自适应和经典的AutoSAR可以提供上层所需要的作业服务,而在上层我们也会看到各种类型的应用和算法可以通过OTA空中链路进行直接更新,这样一个较短的软件开发周期将与较长的硬件开发周期脱离开来。


我们也非常强烈地建议从传统的自上而下式的软件开发流程向更加敏捷的软件开发流程进行转型,这也是我们在这幅图的最下面所描述的。


再来看看下一轮的变革,实际上就是面向服务的架构。


这是一个集中式的车辆架构的例子,我们也会注意到,车身是和车辆的底盘分离的。在上面,我们看到的是车身,这部分是由软件和服务驱动的,而下面这部分是车辆的底盘,是由硬件和产品驱动的。


经常需要更新而且非常耗时的应用程序放在顶部,而且会部署在驾驶舱的服务器、座舱服务器或者另外一个服务器上,而这种非常严苛的实时和安全功能会被部署到AC服务器上。


它是处在边界范围内的,而且它也部署到了区域控制单元、智能传感器和执行器上,所以我们把区域控制单元作为一个网关,从而能够实现从原来的信号世界到面向服务的世界的转换,反之亦然。


第三种转变是高性能的控制器或者高性能的服务器。


电子架构经历了从模块化到车辆集中化的演变,模块化意味着我们有特定功能的电子控制单元,比如说这张图里就明确我们有很多这样的单元,这里有一个重要的网关可以确保不同的电子控制单元能够进行通信。


车辆的集中化意味着我们有不同的计算外壳,在中心位置,我们有高性能的控制器。而第二个外层承载着区域控制器,第三层外壳是智能传感器和智能执行器。中心的HPC与边缘的计算单元和云云服务进行沟通和协作。


可以拿中间的这一部分做一个例子,在迈向车辆集中化的发展道路上,我们可以看看大众的ID.4。车内应用服务器架构是由车身HPC以及座舱HPC以及其他的HPC组成的,大陆集团与多个合作伙伴一起开发了车身HPC,其中有包括2000万行的代码。


下面我们来谈一谈另一个转变,就是我们所讲的ICV的复杂性。智能网联汽车ICV是非常复杂的,我们讲两个例子来展示它的复杂性:


第一,传感器的数据量巨大。一是传感器的类型。二是传感器的数量。三是产生的数据量。总的来说,如果大家用算术的方式来算一下,它每秒最低的传输速率是3G,最高可以高达4G。


第二,软件的复杂性与生产率或效率的关系。显而易见的是,如果你在可视化建模这里止步不前,你的效率、生产力和软件的复杂性之间会出现一个巨大的鸿沟,就像你没办法使用扫地机器人扫地,只能用手拿着扫把去扫。到底我们应该如何管理最高的软件复杂性?其实有两件事我们需要做:一是抽象,二是转换。


给各位举一个例子:自适应巡航控制功能。首先,我们要看一看这个自适应巡航控制功能的需求层面。而到了下一步,我们要从非正式的需求转变为正式的服务,自适应巡航控制功能被分解成不同的子服务,每一个子服务都有一个输入和输出的行为,这是我们讲的使用层面。


第三步就是要把服务结构化并且分成不同的逻辑组件,不同的逻辑组件通过逻辑通路进行通信,这就是我们讲的逻辑架构,逻辑架构是对系统行为的建模。


说到逻辑架构,它的优势在哪里?很明显,你可以模拟并执行系统的行为。如果这个行为是正确的,就可以进入下一步。也就是说,我们进入到技术架构的层面,连贯的逻辑组件会被作为一个集群部署到硬件组件上。当然,作为最后一步,因为我们用的是微控制器,需要一个非常坚实的软件架构,这就是我们看到的软件站/软件组件的分层,可以把不同的软件组件接口最小化。


最后一个转变是协助式自主驾驶。在基础设施侧的ISAD A到D级,以及在车辆端的自动驾驶3级到4级,都涵盖了我们所讲的协助式自主驾驶,这背后的理念是什么?


ISAD即在路测的级别越高,越容易帮助自动驾驶车辆处理复杂的场景。我们也知道,在中国就会有这种类型的交通出行场景。比如说我们的行程开始和结束的过程中车辆面临不同的复杂情况。而现在我们在基础设施、在路测时就会支持ISAD的D、C、B、A不同的级别,从而帮助自动驾驶汽车进行感知和运动规划。


下面,我们换个角度简单地谈一谈大陆集团在长沙市所产生的智能道路解决方案项目。


我主要想与大家谈三个项目:


一是智能公路。我们有一条33公里长的智能公路,是用我们的ISU路测系统覆盖的。路测系统包括传感器、摄像头、雷达包含在一起的组件,还有一个边缘计算单元在传感器融合中处理数据,还有一个路测单元与车辆车载单元进行通信,每200-400m就会使用一个路测系统。


二是安全路口。我们用路测系统一共覆盖了5个交叉路口,因为我们知道在一个十字路口可能有4个方向,每一个方向都要有一组传感器、摄像头和雷达,要有边缘计算单元,路测单元也要与公共汽车进行通信。


三是交通优化。我们复杂了65个路口,同时我们也使用雷达和摄像头,并将所捕获到的数据发送到云端,在云端进行一些算法,从而大大减少车辆停止不动的时间。


最后,我想给大家介绍一下大陆集团汽车业务的发展战略和组织架构。


大陆集团的汽车战略主要包括六大领域,分别是安全运动、自主移动、用户体验、智能移动、架构和网络以及软件和系统卓越性,


从明年1月开始,整个汽车业务部门将遵循该战略发展,也就是说我们有5个业务领域涵盖了前面5个战略驱动的区块,我们的工程和技术部门主要负责软件和技术的卓越性。


我就讲到这里,感谢各位的聆听,也感谢主办方给我机会能够第二次参加世界智能汽车大会并在大会上发言。谢谢!

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