【新車資訊】奧迪A8的自動(dòng)駕駛技術(shù)詳解
奧迪A8車型配置了高端的駕駛輔助技術(shù)，幾乎囊括了高度自動(dòng)化駕駛領(lǐng)域內(nèi)的方方面面，其中有三項(xiàng)技術(shù)首次亮相于新款?yuàn)W迪A8車型：1.奧迪人工智能交通擁堵導(dǎo)航系統(tǒng)(traffic jam pilot)，這系統(tǒng)是目前市面上首款達(dá)到三級(jí)自動(dòng)駕駛水平的擁堵導(dǎo)航功能;2.奧迪人工智能遠(yuǎn)程停車導(dǎo)航系統(tǒng)(Audi AI remote parking pilot);3.奧迪人工智能遠(yuǎn)程車庫導(dǎo)航系統(tǒng)(Audi AI remote garage pilot)。奧迪正致力于自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的研發(fā)，該系統(tǒng)的核心在于中央駕駛輔助系統(tǒng)控制單元(zFAS)，zFAS在新款?yuàn)W迪A8完成其處女秀。
奧迪人工智能交通擁堵導(dǎo)航系統(tǒng)
奧迪人工智能交通擁堵導(dǎo)航系統(tǒng)屬于三級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，在某些特定情況下，該系統(tǒng)將接管奧迪A8的駕駛操控，而駕駛員則無需持續(xù)監(jiān)控車輛的駕駛與運(yùn)行，省去二級(jí)自動(dòng)駕駛時(shí)的麻煩。只有當(dāng)車載系統(tǒng)發(fā)布提示后，駕駛員才需要按照要求，重新接管管車輛的操控。
駕駛員只需在中控臺(tái)上按壓“人工智能按鈕(AI button)”，若車輛在雙向高速車道上的行駛速度低于60公里/小時(shí)(約合37.3英里/小時(shí))行駛時(shí)，該系統(tǒng)將接管車輛的駕駛操作，管控車輛的啟動(dòng)、加速、轉(zhuǎn)向及制動(dòng)，便于提前應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)情況，如：與前方車輛距離過近(有追尾的可能)。
高度自動(dòng)化駕駛需要獲得交通擁堵導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)，該信號(hào)是由中央駕駛輔助系統(tǒng)控制單元(zFAS)發(fā)布的。激活該項(xiàng)功能后，駕駛員就可以放松休息了，將雙手從方向盤上移開(具體情況視各國(guó)法律而異)，并將注意力轉(zhuǎn)向車輛提供的其他功能上，如：通過中控顯示屏(10.1英寸)上看場(chǎng)電視節(jié)目。在這種情況下，奧迪虛擬座艙將提供抽象再現(xiàn)(abstract representation)技術(shù) ，用抽象符號(hào)來展示新款?yuàn)W迪A8的駕駛動(dòng)態(tài)及周邊環(huán)境。
在駕駛途中，駕駛區(qū)域內(nèi)的小攝像頭將探查駕駛員的情況，確實(shí)其是否感到疲勞或入睡。若出現(xiàn)上述情況，系統(tǒng)將啟用多級(jí)警示(multi-stage warning)功能。當(dāng)車速超過60公里/小時(shí)(約合37.3英里/小時(shí))或前方道路不再擁堵時(shí)，該系統(tǒng)將向駕駛員發(fā)出通知，要求駕駛員重新接管車輛的駕駛操控。若駕駛員忽視該提示信息與警示后，新款?yuàn)W迪A8將緩緩減速，直至停車。
該系統(tǒng)的引入要求各個(gè)汽車市場(chǎng)明確相關(guān)的法律框架(statutory framework)，各國(guó)也應(yīng)明確規(guī)定該的系統(tǒng)應(yīng)用、測(cè)試法規(guī)。此外，該功能的啟用還需明確并遵守全球各國(guó)的相關(guān)審批規(guī)程及相應(yīng)的時(shí)間表。奧迪將逐步為旗下量產(chǎn)車型配置該款交通擁堵導(dǎo)航系統(tǒng)。
奧迪人工智能遠(yuǎn)程停車導(dǎo)航系統(tǒng)、奧迪人工智能遠(yuǎn)程車庫導(dǎo)航系統(tǒng)
隨著奧迪人工智能遠(yuǎn)程停車導(dǎo)航系統(tǒng)、奧迪人工智能遠(yuǎn)程車庫導(dǎo)航系統(tǒng)的推出，奧迪A8將自動(dòng)執(zhí)行并完成各類停車及駛?cè)胲噹欤瑹o需人員操作。上述兩項(xiàng)系統(tǒng)同樣會(huì)接管方向盤、加速器、制動(dòng)器、手自一體變速箱及其他動(dòng)態(tài)全輪轉(zhuǎn)向選配件，并執(zhí)行相關(guān)車輛的操控。
該技術(shù)的創(chuàng)新之處在于，駕駛員可以在車外觀看奧迪A8的整個(gè)停車過程。他們只需要打開智能手機(jī)中的myAudi應(yīng)用，點(diǎn)擊“奧迪人工智能”按鍵，就能啟動(dòng)相關(guān)操作。為便于監(jiān)控，駕駛員需要一直按壓該按鈕，并通過智能手機(jī)上安裝的汽車全景攝像機(jī)，查看實(shí)時(shí)視頻。當(dāng)停車操作完成后，該系統(tǒng)將自動(dòng)將手自一體變速箱的檔位調(diào)至P位置，隨后會(huì)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)并熄火。
當(dāng)駕駛員準(zhǔn)備驅(qū)車離開時(shí)，可通過智能手機(jī)啟動(dòng)奧迪A8，將車輛駛離停車位或車庫。若駕駛員在車內(nèi)，他/她還可以啟動(dòng)中控臺(tái)上的AI按鈕，啟用停車導(dǎo)航功能。在整個(gè)過程中，需要始終按壓該按鈕。
奧迪A8在駛?cè)胲噹鞎r(shí)可實(shí)現(xiàn)精確轉(zhuǎn)向。進(jìn)入車庫后，A8與墻壁或自行車等障礙物的距離非常近，若車庫內(nèi)部空間不足，將會(huì)中斷駛?cè)胲噹斓牟僮鳌Ｔ摴δ艿靡嬗趧?chuàng)新型激光掃描儀，而奧迪A8的其他競(jìng)爭(zhēng)型車型尚未配備該設(shè)備。
傳感器+雷達(dá)+攝像頭等感測(cè)設(shè)備
新款?yuàn)W迪A8配置了一整套新款傳感器，包括：
在車輛前部、車側(cè)、車輛后部配置了12個(gè)超聲波傳感器;
在車輛前部、車輛后部及外部后視鏡配備了4個(gè)360度全景攝像頭
在風(fēng)擋的上邊緣配置了1款前置攝像頭
在車輛的各角配置了4個(gè)中程雷達(dá)
在車輛前部配置了1個(gè)遠(yuǎn)程雷達(dá)
在車輛前部配置了1個(gè)紅外攝象機(jī)(infrared camera)，用于夜視輔助功能
在車輛前部配置了激光掃描儀
zFAS與傳感器融合(sensor fusion)
到目前為止，駕駛輔助系統(tǒng)均由單獨(dú)的控制單元來管控，奧迪是首家將各類功能都集中到中央域架構(gòu)(central domain architecture)內(nèi)的車企。其功能產(chǎn)品組合、所需的傳感器、電子硬件與軟件架構(gòu)均被集中到單一的中控系統(tǒng)內(nèi)。奧迪從一開始就專注該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)，對(duì)安全理念特別上心。
由于zFAS將打包處理海量的傳感器信息，對(duì)于車輛周邊環(huán)境整體建模的運(yùn)算極快，并為所有的駕駛輔助系統(tǒng)提供信息。因此，zFAS是所有自動(dòng)駕駛功能的中央界面(central interface)。
人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)
人工智能很快將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛車輛對(duì)高度復(fù)雜情況的應(yīng)對(duì)，其操作水平甚至比真人的駕駛操控更好。人工智能設(shè)備主要通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力提升。
因此，機(jī)械學(xué)習(xí)是人工智能的先決技術(shù)條件，其技術(shù)基礎(chǔ)為數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)。在大多數(shù)情況下，可通過運(yùn)算發(fā)現(xiàn)相關(guān)的方式與規(guī)則，并在此基礎(chǔ)上作出決策。不久前，科研人員還研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural networks)并取得了極大的進(jìn)步。深度學(xué)習(xí)則不斷提升計(jì)算機(jī)“大腦網(wǎng)絡(luò)”的能力，對(duì)運(yùn)算能力及各類數(shù)據(jù)的要求極高。
機(jī)器學(xué)習(xí)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是目標(biāo)識(shí)別與環(huán)境識(shí)別。在奧迪A4、A5、Q5及Q7車型中，奧迪配置了目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)，旨在幫助實(shí)現(xiàn)監(jiān)督式學(xué)習(xí)(supervised learning)。為此，還采用了專門的訓(xùn)練用機(jī)器。在完成車輛生產(chǎn)前，就已執(zhí)行完該學(xué)習(xí)過程。奧迪A8也采用了監(jiān)督式學(xué)習(xí)，被用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別。奧迪A8還能探查到空車位，該功能是新款?yuàn)W迪人工智能交通擁堵導(dǎo)航系統(tǒng)的主要性能要求。
激光掃描儀
奧迪的激光掃描儀位于前保險(xiǎn)杠內(nèi)，該部件只有拳頭大小，在數(shù)個(gè)垂直面(vertical plane)內(nèi)發(fā)射光脈沖(light impluse)。通過鏡面使其分布到80米(262.5英寸)的扇形區(qū)域內(nèi)，其光束扇面呈現(xiàn)145度。近程紅外線閃光的波長(zhǎng)使得肉眼看不到這類光束，因此不會(huì)對(duì)人眼造成傷害。
當(dāng)光束遇到車輛前方物體后，會(huì)反射回激光掃描儀，耗時(shí)不到1微秒。車輛通過光電二極管完成相關(guān)探測(cè)工作，然后生成詳盡的車輛周邊環(huán)境影像。遠(yuǎn)程雷達(dá)、前置攝像頭及激光掃描儀共同組成了一組傳感設(shè)備，其波長(zhǎng)各不相同，正好取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮功效。
激光可探查到各類目標(biāo)物(含非金屬物質(zhì))，其進(jìn)度高，光束角度較廣，其探測(cè)能力比雷達(dá)優(yōu)秀，探測(cè)距離可達(dá)250米(820.2英尺)，所能探測(cè)到高度較大，即使在雨中或霧氣依然能夠持續(xù)讀取目標(biāo)物。
若前置攝像頭因照明不足使其功能受限，激光掃描儀與雷達(dá)能在黑夜中相互配合，發(fā)揮探查作用。在視線條件較好時(shí)，還能生成車輛附近及周邊(中程距離)的高清圖像。由于其強(qiáng)大的圖像數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)可對(duì)各類不同的目標(biāo)物進(jìn)行分類，例如：汽車、卡車、騎行者及行人。奧迪的圖像處理系統(tǒng)首次采用了深度學(xué)習(xí)方法，其采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)助力自主學(xué)習(xí)及識(shí)別各類不同目標(biāo)物，成為助推自動(dòng)駕駛的另一大技術(shù)進(jìn)步。
憑借高度互聯(lián)的傳感技術(shù)，新款A(yù)8可快速響應(yīng)目標(biāo)物。當(dāng)其探查到堵車后，就會(huì)啟用制動(dòng)功能。奧迪的導(dǎo)航系統(tǒng)也得益于數(shù)據(jù)融合技術(shù)，使車輛能夠在多種環(huán)境下，精確識(shí)別其所處的位置。
奧迪A8擁有41款駕駛輔助系統(tǒng)
新款?yuàn)W迪A8已是第四代產(chǎn)品，其擁有41款駕駛輔助系統(tǒng)，奧迪集團(tuán)將其輔助系統(tǒng)分為三個(gè)套件：Park, City 和Tour。
新近研發(fā)的十字路口駕駛輔助屬于City輔助套件。當(dāng)中程雷達(dá)能探查到車輛前方十字路口有重大交通狀況時(shí)，該系統(tǒng)將會(huì)提醒駕駛員，在必要時(shí)甚至?xí)⒂弥苿?dòng)功能。新款?yuàn)W迪A8還會(huì)提醒駕駛員相關(guān)變道風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)開啟車門時(shí)，下車警示系統(tǒng)(exit warning system)還會(huì)提醒駕駛員，車輛后方是否有車輛或摩托車接近。
該套件的另一項(xiàng)功能是360度全景安全系統(tǒng)，可探查車輛周邊的情況，確認(rèn)是否有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并提供可用的預(yù)防措施——決定采用完全制動(dòng)或是調(diào)整座椅亦或是收緊安全帶。奧迪人工智能主動(dòng)懸架系統(tǒng)則能在碰撞發(fā)生前提升被撞側(cè)的車身，為車輛抵消部分撞擊造成的外部作用力，提升安全性。
Tour輔助駕駛套件的中控系統(tǒng)為自適應(yīng)駕駛輔助系統(tǒng)(adaptive driving assistant，ADA)，在前款車型所采用的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，整合了車道輔助功能及駕駛擁堵輔助功能。這意味著該系統(tǒng)將為駕駛員提供橫向及縱向控制，車速范圍在0-250公里/小時(shí)(155.3英里/小時(shí))。
奧迪A8是唯一一款無需人員干預(yù)，自動(dòng)應(yīng)對(duì)車速限制、彎道、道路交匯點(diǎn)及環(huán)形道路并采取自動(dòng)加速或制動(dòng)措施的車型。該款車型還能夠自動(dòng)繪制導(dǎo)航系統(tǒng)提供的道路信息。
奧迪預(yù)防式整體安全系統(tǒng)(Audi pre sense front safety system)也是Tour套件的重要組成部分，能夠防止與后者車輛發(fā)生碰撞或降低碰撞程度，其包含警示功能，并對(duì)車輛、行人及騎行者們采取制動(dòng)操作。
Tour套件還包括轉(zhuǎn)向輔助及碰撞規(guī)避輔助系統(tǒng)。前者能在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，監(jiān)視前方駛來的車輛，避免與其迎面相撞。此外，該系統(tǒng)還能探查到前方車輛，確認(rèn)其是否駛?cè)肓藠W迪A8的預(yù)定轉(zhuǎn)向車道，這也是目前市面上競(jìng)爭(zhēng)車型中，唯一一款能夠?qū)崿F(xiàn)單輪制動(dòng)及轉(zhuǎn)向輔助的車型，其規(guī)避障礙物的精度更高。奧迪A8還擁有基于攝像頭的交通標(biāo)示識(shí)別及應(yīng)急輔助系統(tǒng)。
奧迪的停車輔助與夜視輔助系統(tǒng)夜視獨(dú)立的功能選項(xiàng)出現(xiàn)。后者采用紅外線攝像頭探查距離較遠(yuǎn)的行人及大型野生動(dòng)物，向駕駛員發(fā)出警示。