第四次工業革命博世物聯網黑客馬拉松專訪：博世自動駕駛技術
引言：自動駕駛是復雜的系統中的系統，在實現SAE定義的L1至L5級自動駕駛的過程中，仍有諸多挑戰需要投入大量研發精力與成本解決。而作為萬物互聯時代重要一環，它卻是博世研發戰略的重中之重，在2019“第四次工業革命”分賽場，博世物聯網黑客馬拉松中，自動駕駛這一主題將作為賽題的重要組成部分為博世尋找物聯網人才，本文就讓我們就來一探博世自動駕駛研發思路與發展戰略。
積極轉型，自主研發
一年前，戴姆勒與博世聯合研發的“自動代客泊車技術”首次在中國亮相——通過使用智能手機應用和安裝于停車場的智能傳感器基礎設施連接，使用者能夠讓他們的車輛從停車場落客區自動行駛直至停放至其指定車位，或遠程召喚愛車從指定車位自動行駛至上客區。這項全新的技術將讓傳統手動停車成為歷史，幫助駕車者節省停車時間，為車主帶來更多便捷。
自動代客泊車技術可為停車場和車主提供的更高效的解決方案。配備智能基礎設施的停車場，可減少停車間距以提升約20％的停車容量。
2018年自動代客泊車技術的展示，體現了博世為向“智能交通出行服務供應商”轉型付出的努力。而事實上，作為智能交通重要應用場景之一的“自動駕駛”也一直是博世集團的投資重點。目前，約有4，000名博世工程師正在從事自動駕駛的研發工作。博世集團董事會主席沃爾克馬爾·鄧納爾博士曾在2018年集團業績媒體溝通會上表示，“預計到2022年，博世在自動駕駛領域的前期投入將達到40億歐元。”
作為博世集團最大的業務部門，汽車與智能交通技術業務部在2017年的銷售總額達474億歐元，占集團總銷售額的61％，使博世成為全球最大的汽車部件供應商之一。汽車與智能交通技術業務部致力于打造零事故、零排放、零擔憂的未來交通愿景，該業務部融合了集團在自動化、電氣化和互聯化三大前沿領域的專業技術。而在技術的研發上，博世采取雙元發展戰略：一方面專注于開發L1級駕駛員輔助系統，以此快速拓展幫助私家車實現L2及L3級別的部分及有條件的自動駕駛，另一方面，也即將于2020年代初在部分地區開始部署L4及L5級別的無人駕駛技術。
自動駕駛技術的成熟終將改變每個人的出行方式——整個汽車行業向自動化、電氣化、互聯化發展的大趨勢已不可逆轉，然而由于其包含了感知、定位、決策和執行等多個環節，仍然是復雜系統中的系統，而“安全”則是自動駕駛的根本。為實現“零事故”交通愿景，博世在自動駕駛關鍵技術環節強調冗余的必要性，尤其是對于自動駕駛車輛的安全性而言至關重要的“定位解決方案”——只有時刻知曉接近厘米級的自身準確位置，自動駕駛車輛才能安全行駛。為此，博世在全球范圍內提供先進的定位整體打包方案，這套方案集成硬件、軟件與服務，為自動駕駛車輛精確定位提供冗余系統。
自動駕駛，安全為本
在硬件層面，博世已開發用于自動駕駛車輛精確定位的衛星定位智能傳感器。新型的傳感器內置高性能的全球導航衛星系統（GNSS）信號接收器，來自GNSS的信號能夠幫助車輛確定自己的絕對位置。然而，僅憑這些信息仍不足以滿足自動駕駛車輛對于精確定位的要求，必須借助智能軟件進行數據處理才能可靠地知曉自動駕駛車輛在幾米范圍內的確切行進路徑，以此推算車輛的行駛動作，從而實現車輛的精確定位。
自動駕駛車輛主要基于糾偏過的GNSS信號進行定位，當失去衛星信號（如車輛進入隧道）時，衛星定位智能傳感器信號在數秒內仍然有效。這就涉及到根據上一個絕對位置可知點計算車輛的當前位置。但如果GNSS信號長時間中斷，衛星定位智能傳感器無法確定車輛位置，再智能的算法也無濟于事。這時，自動駕駛車輛就可以通過道路特征獲取定位信息。
“博世道路特征”就是基于高精地圖和車載環境感知傳感器的“定位服務”，該服務與博世衛星定位智能傳感器共同構成博世自動駕駛定位解決方案，有助于提高自動駕駛車輛的安全性。配備在車上的攝像頭與雷達通過識別道路周圍的環境特征——如車道線、交通信號燈和護欄等，生成“博世道路特征”。
不同于單一依靠攝像頭的定位方案，雷達傳感器的極大優勢在于，即使是在昏暗或能見度低的路況下也可識別道路特征，且探測范圍更廣。通過車載通訊模塊，這些道路特征信息將被傳輸至云端服務器。上傳到云端服務器的道路特征信息將被使用并生成獨立的傳感器定位層，并最終由圖商集成為高精度地圖的一部分。自動駕駛車輛通過車載環境感知傳感器獲得的道路特征信息，如道路標識、護欄等，實時與高精地圖定位層進行比對，使得車輛能夠準確知曉自己在當前車道中的位置，從而實現厘米級定位。 同時，具有高運算力且低功耗的域控制器會為解決復雜場景的決策系統提供支持，最后冗余的執行機構為保駕護航。
可普及的自動泊車方案
自動駕駛是復雜的系統中的系統。在實現SAE定義的L1至L5級自動駕駛的過程中，仍有非常多的挑戰需要投入大量研發精力與成本去解決。這樣的復雜程度，使得行業的自動駕駛路線圖日趨理性。而前文路徑，我們將其統稱為“單車智能”——即車輛的智能程度是以車輛本身傳感器及算法為基礎的。在此領域，博世擁有基于感知、定位、決策、執行等自動駕駛關鍵技術環節的多年研發及量產經驗。
2015年中國國務院發布的“中國制造2025”，使智能網聯汽車首次被提升到國家戰略的高度，智能網聯不僅包含智能的車，同時包含智能的路。通過車路協同，降低部分車輛的智能程度，從而降低使用成本與系統復雜程度，有助于盡早實現產業化應用。
博世同時關注這一領域，博世智能網聯事業部打造的AVP自動代客泊車系統，不依靠任何車載自動駕駛傳感器和計算單元，而是感知和計算能力全部都布置在停車場內。工作時，停車場內的傳感器會對停車場的路況進行全局感知，隨后再由停車場內的計算設備計算出車輛的行駛軌跡和駕駛指令，進而再通過WIFI等網絡將指令發給汽車，由車輛的線控系統完成加減速和轉向操作。
基于基礎設施的感知和決策，博世自動代客泊車（AVP）解決方案允許駕駛員將車輛停放在下車區域，而后車輛將自動駕駛到停車位，實現自動代客停車。從駕駛員角度出發，當其想要取車時，汽車將自動返回取車區，駕駛員可以再次接管車輛的控制并駛離停車場。從停車場角度出發，基于基礎設施的AVP技術提供實時的全局監控，可以看到停車場的每一個死角，有效地提高了安全性。同時，AVP為車輛有序分配停車位，形成了更高效的停車場管理。從成本角度出發，由于車輛不需要為感知和決策添加額外的硬件，極大地降低了車輛的成本。此外，AVP還為車庫提供增值服務，如車輛清洗和充電等，使未來的停車庫完全自動化。
在博世集團與戴姆勒合作的自動泊車中，通過引入車聯和云端的互聯，車輛可憑借自身力量找到車位，將駕駛員徹底從泊車中解放出來。
本次黑客馬拉松賽題圍繞自動駕駛實時數據的高壓縮解碼（自動駕駛）及數字化室內車庫，實現互聯停車與？動？徑規劃停？（智能網聯）展開。
關于“第四次工業革命”黑客馬拉松：
DoraHacks“第四次工業革命” 黑客馬拉松，即將于2019年7月19日至21日在北京朝陽規劃藝術館舉辦。在3天的時間里，參賽者們將有機會在以“物聯網”、“智慧城市”、“人工智能”、“未來移動通信”、“自動駕駛”、“區塊鏈”等以“第四次工業革命”代表性技術的賽道上角逐高下、碰撞思想，探索“醫療健康”、“慈善”、“環境保護”、“社會創新”、“前沿技術落地”等技術應用主題，贏取多種大賽獎勵，共同解決“第四次工業革命”中最受關注且亟待解決的真實行業問題。大賽將包括但不局限于以下賽道：
微軟加速器分賽場（AI for GOOD，office365 現代工作模式，Surface移動創新方案）
博世分賽場（物聯網：智慧交通、智能網聯、智能制造、物聯感知、智能樓宇）
微眾銀行分會場 （區塊鏈：探索實踐）
商湯科技分賽場（AI：計算機視覺）
Binance分賽場（區塊鏈：慈善、密碼學）
NEO分賽場（公鏈：Dapp開發）
星創高速賽題（設計：汽車廢件再設計）
中移（成都）產業研究院分賽場（5G技術落地）
rct studio分賽場（DL／ML／VR／3D游戲開發／內容創作）
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DoraHacks是中國社區覆蓋范圍最廣，全球最活躍的極客組織之一，成立5年來，DoraHacks聯合600多家合作伙伴在8個國家15個城市燃起科技團戰烽火，積累了3000余項目，輻射30萬名開發者，并將于今年7月舉辦“第四次工業革命”黑客馬拉松，全世界最大的前沿科技Hack。DoraHacks的使命是連接全球極客，解決重要而迫切的問題，并希望以此打造現實世界的極客烏托邦，成為未來行業問題的最新解決方式。
