在環(huán)境感知層、信息融合層、智能決策層、控制執(zhí)行層都有關(guān)鍵的核心技術(shù)供中國(guó)企業(yè)布局和突破。
編者按：
經(jīng)過(guò)3個(gè)月的緊張籌備，2個(gè)月案例的耐心收集，1個(gè)月的部分參評(píng)企業(yè)考察和初審，2016首屆鈴軒獎(jiǎng)在上海舉行了終審及頒獎(jiǎng)典禮。在鈴軒獎(jiǎng)12位專業(yè)評(píng)委的高水準(zhǔn)、嚴(yán)要求評(píng)選下，本屆鈴軒獎(jiǎng)共評(píng)出發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)、底盤(pán)類(lèi)、車(chē)身類(lèi)、電子電器類(lèi)、新能源類(lèi)、跨國(guó)零部件類(lèi)六大類(lèi)、17個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，通用類(lèi)零部件獎(jiǎng)項(xiàng)最終空缺。
在11月29日的“突圍之路——2016首屆鈴軒獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮暨中國(guó)汽車(chē)零部件創(chuàng)新論壇”上，鈴軒獎(jiǎng)評(píng)委、上海交通大學(xué)汽車(chē)工程研究院副院長(zhǎng)殷承良發(fā)表了主題演講。他認(rèn)為，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)核心零部件技術(shù)領(lǐng)域，環(huán)境感知層、數(shù)據(jù)采集層、智能決策層、控制執(zhí)行層都有可待挖掘的細(xì)分市場(chǎng)，比如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)、紅外熱成像儀、GNSS/INS等傳感器，亟待降低成本或提高精度，這些都是中國(guó)零部件企業(yè)的機(jī)遇。
以下是殷承良演講實(shí)錄，《汽車(chē)商業(yè)評(píng)論》記者張碩編輯整理，有刪節(jié)。
關(guān)于汽車(chē)零部件，我們講的大多是基于傳統(tǒng)汽車(chē)的。傳統(tǒng)汽車(chē)零部件永遠(yuǎn)是根基，今天幾位的演講所說(shuō)的關(guān)于做大、做強(qiáng)思路都是非常正確的，我想再延伸一步講講對(duì)未來(lái)汽車(chē)的思考。
智能網(wǎng)聯(lián)是未來(lái)汽車(chē)重要的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，體現(xiàn)在電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化四個(gè)方面。賈可博士的“汽車(chē)四化”還包括共享化，共享化我是這樣理解的，那是車(chē)外的事，已經(jīng)是商業(yè)模式而不是汽車(chē)本身的事。關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)，我們講的是汽車(chē)本身有這樣的發(fā)展趨勢(shì)，這點(diǎn)也是業(yè)界的共識(shí)。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域衍生出眾多概念，如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、高級(jí)輔助駕駛、無(wú)人駕駛、智能汽車(chē)、互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)等。對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的定義也各不相同，實(shí)際上從汽車(chē)零部件的角度出發(fā)，我們認(rèn)為這是一個(gè)最重要的發(fā)展。在傳感器、控制器、執(zhí)行器方面加入了非常多跟傳統(tǒng)汽車(chē)不同的元素，解決的是更復(fù)雜的汽車(chē)行駛問(wèn)題。
什么是智能化控制
在其中，“高級(jí)輔助駕駛”可以說(shuō)是智能化、網(wǎng)聯(lián)化的第一階段?，F(xiàn)在有非常多的細(xì)分功能出現(xiàn)，包括盲區(qū)監(jiān)測(cè)、疲勞監(jiān)測(cè)、車(chē)道偏離、自適應(yīng)巡航、自動(dòng)泊車(chē)等。這些功能大致可以分解為環(huán)境感知、信息融合、智能決策、控制執(zhí)行四個(gè)層面。
以自適應(yīng)巡航、車(chē)道保持、自動(dòng)泊車(chē)為例，通過(guò)雷達(dá)、車(chē)速傳感器、攝像頭進(jìn)行環(huán)境感知，把對(duì)于周邊車(chē)輛、車(chē)道線、障礙物等識(shí)別提取出來(lái)，這是信息融合。
接下來(lái)判斷如何進(jìn)行機(jī)械化、智能化方面的操作，包括決策、預(yù)警、路徑規(guī)劃，這些方面是智能決策。
最后讓車(chē)自動(dòng)化運(yùn)行車(chē)速控制、轉(zhuǎn)向等功能，這是控制執(zhí)行層面的內(nèi)容。
我們可以看到，與傳統(tǒng)汽車(chē)所不同的是，環(huán)境感知層新增加了太多零部件，包括路側(cè)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航、紅外測(cè)距、攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等。
它們將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合時(shí)，還需要有精準(zhǔn)的定位、新的場(chǎng)景重構(gòu)、行人和障礙物的識(shí)別、車(chē)輛的識(shí)別等。
不僅僅是靜態(tài)的識(shí)別，能夠判別它是車(chē)、是路、是人，還要判別它的行為是什么——也就是說(shuō)對(duì)車(chē)突然轉(zhuǎn)向、人橫穿馬路等動(dòng)態(tài)行為的判別。
有了這一步我們才能做路徑的規(guī)劃，才可以考慮是機(jī)械駕駛還是人類(lèi)駕駛，再發(fā)出指令進(jìn)行自動(dòng)駕駛的驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等。再結(jié)合車(chē)輛的耦合動(dòng)力學(xué)關(guān)系，共同構(gòu)成了我們智能化、網(wǎng)聯(lián)化汽車(chē)新增的功能。
另外還有一個(gè)很重要的安全體系，傳統(tǒng)汽車(chē)更多關(guān)注的是行車(chē)安全（safety），ABS、ESP等防碰撞技術(shù)，現(xiàn)在還要重視信息安全（security），在這里我要特別強(qiáng)調(diào)，它應(yīng)該和傳統(tǒng)汽車(chē)進(jìn)行完美融合。
很多IT業(yè)進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，把汽車(chē)當(dāng)成黑匣子，想做智能化控制——老實(shí)說(shuō)這樣做樣車(chē)玩玩可以。很簡(jiǎn)單，如果冰雪天道路打滑，突然道路識(shí)別要求轉(zhuǎn)向避讓，與整車(chē)配合不好的話，一打滑反而會(huì)撞到人。
這些新增的零配件和功能一定要和傳統(tǒng)汽車(chē)控制完美結(jié)合，整個(gè)控制系統(tǒng)如何整合很重要，還有模塊性能和整車(chē)功能的不同測(cè)試也是我們要解決的。
什么是智能化的控制？我本人的觀點(diǎn)，它無(wú)非就是汽車(chē)電子控制更深一步的延伸，它仍然是ECU，仍然是傳感器，仍然是控制器、執(zhí)行器，但是它賦予了新內(nèi)容，并且有周邊大量的網(wǎng)絡(luò)和路側(cè)的環(huán)境。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)用什么感知一切
首先在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的感知系統(tǒng)層面，新增的傳感器有激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、單目/雙目攝像頭、紅外熱成像儀、GPS/INS組合導(dǎo)航單元及傳統(tǒng)汽車(chē)原裝傳感器等。多種傳感器各有優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，相互補(bǔ)充形成對(duì)周?chē)h(huán)境的精確感知。
激光雷達(dá)可以說(shuō)是目前智能汽車(chē)最重要的環(huán)境感知傳感器，國(guó)際上比較有名的激光雷達(dá)廠商有Velodyne Lidar，Ibeo LUX，Quanergy S3，國(guó)內(nèi)有北科天繪、速騰聚創(chuàng)，禾賽科技等。其優(yōu)勢(shì)是分辨率高、測(cè)速范圍廣、測(cè)量距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)，劣勢(shì)是價(jià)格昂貴、受天氣影響大。
毫米波雷達(dá)是另外一個(gè)非常重要的智能化零部件，這一部分相對(duì)是“低成本”的，某種意義上比激光雷達(dá)還重要，基本上是現(xiàn)在智能車(chē)上必不可少的。
德?tīng)柛?、博世、大陸在毫米波雷達(dá)上都有模塊的成果出來(lái)。根據(jù)24G及77G雷達(dá)探測(cè)的特點(diǎn),整車(chē)上一般配置一個(gè)77G雷達(dá)用于長(zhǎng)距離探測(cè)和自動(dòng)巡航控制(ACC),2-6個(gè)24G雷達(dá)用于短距離探測(cè)。
與超聲波雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)具有體積小、質(zhì)量輕、空間分辨率高的特點(diǎn)；與紅外、激光、攝像頭等光學(xué)傳感器相比，毫米波雷達(dá)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)。毫米波雷達(dá)的抗干擾能力也優(yōu)于其他車(chē)載傳感器。
目前看來(lái)，毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)傳感器中有著不可替代的作用。
超聲波雷達(dá)是采用頻率高于20000赫茲的超聲波實(shí)現(xiàn)測(cè)距、測(cè)速的傳感器，多被用于倒車(chē)?yán)走_(dá)，不過(guò)隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的發(fā)展，超聲波雷達(dá)的用途將會(huì)大大擴(kuò)展。
車(chē)載攝像頭，跟照相機(jī)的攝像頭不一樣，講究更精細(xì)、數(shù)字化，能從中得到數(shù)據(jù)，這才是我們最關(guān)注的，也是跟普通照相機(jī)最大的不同。
相比于其他傳感器,攝像頭信息更加豐富,在場(chǎng)景三維重構(gòu)、行人、車(chē)輛識(shí)別等領(lǐng)域均有應(yīng)用,當(dāng)前,一大批創(chuàng)業(yè)公司圍繞視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)研究與應(yīng)用。
以色列的Mobileye在單攝像頭視覺(jué)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方面走在世界前列, 其技術(shù)被寶馬、通用、沃爾沃、現(xiàn)代等多家全球汽車(chē)公司應(yīng)用于生產(chǎn)的車(chē)輛中。
國(guó)內(nèi)的中科慧眼等公司采用雙目攝像頭,搭載視差計(jì)算及障礙物檢測(cè)算法,可實(shí)現(xiàn)車(chē)道偏離警告、車(chē)道保持輔助、前車(chē)防撞預(yù)警以及行人探測(cè)與防撞警示等功能。
紅外熱成像儀是利用目標(biāo)和背景或目標(biāo)各部分之間的輻射差異形成的紅外輻射特征圖像來(lái)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)。它的探測(cè)能力強(qiáng)，在夜間、冰雪或者極端環(huán)境下也不受干擾，可以解決在可視條件差的情況下對(duì)行人、動(dòng)物的有效識(shí)別，對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)障礙物識(shí)別有重要補(bǔ)充作用。
除了GPS，現(xiàn)在的定位裝置還有多模衛(wèi)星導(dǎo)航定位（GNSS）、慣性導(dǎo)航（INS）。GNSS更新頻率低,易受外界干擾,但是定位誤差不會(huì)積累;INS更新頻率高,但是誤差會(huì)隨時(shí)間累積。兩者結(jié)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)所需的高精度定位。
不僅是衛(wèi)星本身，另外還有一個(gè)重要的是——地面差分基站。基站實(shí)時(shí)將載波相位修正值和基站準(zhǔn)確坐標(biāo)通過(guò)無(wú)線電設(shè)備一同傳輸給用戶站建立載波相位差分觀測(cè)模型，并給出厘米級(jí)定位結(jié)果。
在中國(guó)，定位裝置只能基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)去做，但所有衛(wèi)星自己的定位精度只有10米左右，要想讓精度達(dá)到分米級(jí)、厘米級(jí)就不得不借助地面差分基站。
可以想象在中華人民共和國(guó)土地上堅(jiān)決不會(huì)允許美國(guó)的GPS來(lái)建基站，也不允許歐洲的Galileo和俄羅斯的GLONASS建基站，只能北斗GPS建地面增強(qiáng)基站，這是國(guó)家戰(zhàn)略，我們的根基一定是北斗，然后可以用其他的衛(wèi)星作為輔助。
車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)路線、控制器與執(zhí)行器
車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信有兩種重要的技術(shù)路線，一個(gè)是美國(guó)提出的DSRC，基于802.11p協(xié)議和一系列相關(guān)協(xié)議的V2X技術(shù)，經(jīng)過(guò)10年研發(fā)測(cè)試已于2014年基本定型，歐洲、日本也有相關(guān)變體標(biāo)準(zhǔn)。
另外是中國(guó)的基于移動(dòng)蜂窩基站的LTE-V技術(shù)，覆蓋范圍大，雖然時(shí)間節(jié)點(diǎn)上落后于DSRC，但可依托成熟的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國(guó)內(nèi)企業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)，使用現(xiàn)有的基站和頻段，組網(wǎng)成本低。
從自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和信息安全角度考慮，國(guó)內(nèi)的LTE-V技術(shù)更具有潛力，今年底之前我們國(guó)家自己的LTE-V標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)制定出來(lái)，華為也于近期宣布完成了面向5G三大商用場(chǎng)景（eMBB，uLLC，mMTC）的外場(chǎng)測(cè)試。
網(wǎng)聯(lián)設(shè)備對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用具有重大意義，我國(guó)在LTE-V網(wǎng)聯(lián)設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用上扮演著重要角色。
華為、大唐、東軟等IT企業(yè)在車(chē)載互聯(lián)終端及路側(cè)系統(tǒng)方面開(kāi)展了大量研究工作,在車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用方面已經(jīng)取得一系列成果，很多國(guó)內(nèi)的企業(yè)現(xiàn)在都有核心的技術(shù)，比如東軟的Vtalk開(kāi)發(fā)套件，華為的ME909T車(chē)載模塊，大唐基于3GPP的LTE-V網(wǎng)聯(lián)設(shè)備。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)還極大提高對(duì)汽車(chē)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力的需求。此前,各大公司的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)控制系統(tǒng)都由藏在后備箱里的大控制箱作為硬件載體。
目前為止，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)軍控制器領(lǐng)域的最多，離成熟還有很長(zhǎng)的距離。如果不跟汽車(chē)緊密結(jié)合，是會(huì)有問(wèn)題的。還有圖像方面的處理，基于視覺(jué)推出來(lái)的自動(dòng)駕駛平臺(tái)可能是非常重要的控制系統(tǒng)。
智能控制系統(tǒng)輕量化、小型化發(fā)展需求日益強(qiáng)烈，未來(lái)智能車(chē)技術(shù)必將走向平臺(tái)架構(gòu)化解決方案。NVIDIA、恩智浦、Kalray都陸續(xù)推出了針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的平臺(tái)架構(gòu)解決方案。
在執(zhí)行器方面，執(zhí)行機(jī)構(gòu)線控化是智能駕駛的必要條件，未來(lái)汽車(chē)的三大執(zhí)行系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向）都將采用線控化方案，從傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)變?yōu)榫€控液壓制動(dòng)，從集中式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际捷嗇烌?qū)動(dòng)，從機(jī)械轉(zhuǎn)向優(yōu)化為線控轉(zhuǎn)向機(jī)械備份。這些都不是新概念，但用在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)上是一個(gè)全新的產(chǎn)品。
線控技術(shù)(X-by-wire)源于飛機(jī)控制系統(tǒng),將駕駛員的操作動(dòng)作經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào),通過(guò)電信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸并功率放大進(jìn)而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它采用電子信號(hào)代替有形連接，反應(yīng)更迅速，便于實(shí)現(xiàn)智能控制。
零部件企業(yè)在其中的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
最后我們說(shuō)一說(shuō)機(jī)遇和挑戰(zhàn)。事實(shí)上在新增的領(lǐng)域，有太多空間可以給我們零部件企業(yè)布局。
比如傳感器方面，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)尚未達(dá)到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化要求，供應(yīng)格局尚未形成，Velodyne的64線激光雷達(dá)一個(gè)價(jià)格近50萬(wàn)元，亟待降低成本或提高精度。
諸如攝像頭、夜視系統(tǒng)、雷達(dá)等核心技術(shù)仍掌握在國(guó)外零部件手中，國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究起步晚，不過(guò)仍有趕超機(jī)會(huì)，核心技術(shù)攻關(guān)以及替代技術(shù)研發(fā)仍將是國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)環(huán)境感知領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外零部件公司多關(guān)注單一傳感器系統(tǒng)，多傳感器信息融合系統(tǒng)解決方案相對(duì)較少。
實(shí)際上，單一傳感器很難實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)高穩(wěn)定性、高精度的環(huán)境感知，多傳感器信息融合系統(tǒng)才是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)環(huán)境感知的關(guān)鍵，相關(guān)技術(shù)發(fā)展尚未成熟，國(guó)內(nèi)企業(yè)讓有較大產(chǎn)業(yè)化機(jī)會(huì)。
很多人關(guān)注的是傳感器本身，但是我要說(shuō)，從傳感器、到信息融合到執(zhí)行器，方方面面的硬件軟件都是零部件供應(yīng)商的機(jī)會(huì)。
國(guó)內(nèi)控制器硬件發(fā)展相對(duì)滯后，但國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)、IT企業(yè)實(shí)力強(qiáng)大，有望在智能網(wǎng)聯(lián)控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突破。
在車(chē)聯(lián)網(wǎng)路側(cè)系統(tǒng)，已經(jīng)不僅僅是車(chē)本身，道路上也需要太多的模塊，每一個(gè)信號(hào)燈都會(huì)是未來(lái)的機(jī)會(huì)，及早布局非常重要，系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商也是未來(lái)一個(gè)重大的發(fā)展方向。
網(wǎng)絡(luò)方面，最重要的就是信息安全，我們?cè)瓉?lái)是講防病毒的企業(yè)360，現(xiàn)在都在布局到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)安全里面。
在這里，我非常榮幸講這么一個(gè)小案例，這個(gè)叫Keen Team的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在加入到騰訊，更名為科恩實(shí)驗(yàn)室，主要成員全是上海交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)的畢業(yè)生，今年9月以“遠(yuǎn)程無(wú)物理接觸”的方式成功入侵特斯拉汽車(chē)。
我親眼看到他們做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，車(chē)開(kāi)著開(kāi)著后備箱打開(kāi)，車(chē)開(kāi)著開(kāi)著突然轉(zhuǎn)向了。特斯拉從Google、微軟和蘋(píng)果等公司挖來(lái)工程師組建安全團(tuán)隊(duì),專門(mén)負(fù)責(zé)產(chǎn)品安全分析和漏洞修復(fù)等工作,依然被挖出嚴(yán)重漏洞。
另一方面，我也很佩服特斯拉，他們僅僅用了10天時(shí)間，對(duì)全世界的特斯拉進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，這是普通汽車(chē)廠想都不敢想的事。
我一直認(rèn)為產(chǎn)業(yè)做大和做強(qiáng)，完全不是同一個(gè)時(shí)空的。什么意思？產(chǎn)品做大的時(shí)候，一定不是做強(qiáng)，做強(qiáng)的產(chǎn)品就是獲取第一桶金、賺取超額暴利的時(shí)候那才是強(qiáng)的。這個(gè)強(qiáng)哪怕是100多人的小公司，可能沒(méi)有很強(qiáng)的管理系統(tǒng)，但是它仍然是技術(shù)領(lǐng)先。
我的思路是這樣的——我們?yōu)槭裁匆欢ǚ且鹊阶龃?？能不能一開(kāi)始就利用新技術(shù)、新產(chǎn)品想辦法做強(qiáng)？這是很重要的事情。
像漢能的太陽(yáng)能汽車(chē)，不知道要到猴年馬月才能量產(chǎn)，但是他們有一個(gè)新思路，早在2013年就并購(gòu)了美國(guó)的薄膜太陽(yáng)能企業(yè)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)革新，后面怎么做呢？先做100輛賣(mài)給王健林的兒子，賣(mài)給我們互聯(lián)網(wǎng)的老板們，賣(mài)給最牛的大佬們，完全訂做，每輛車(chē)都有個(gè)人的名字，都搭載了最智能的技術(shù)。
賣(mài)完100輛再做1000輛，一兩年以后，1000輛賣(mài)完再做10000輛，這就是特斯拉走的老路。它的Roadster剛開(kāi)始就是100輛，等到第三代出來(lái)是賣(mài)幾千輛。從一開(kāi)始100多人的公司到現(xiàn)在萬(wàn)人公司，滾動(dòng)式發(fā)展。
我的思路是別光只想著做大，不妨在某些領(lǐng)域先做強(qiáng)，通過(guò)收購(gòu)或者參股的形式獲取新的技術(shù)，這樣零部件企業(yè)也有機(jī)會(huì)。
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