详解博世自动驾驶布局:最快今年落地,技术无死角

摘要:是博世同样走在行业前列的自动驾驶布局.日前,智东西前往位于苏州的博世底盘控制系统中国区总部,与gtic重磅嘉宾——博世底盘控制系统中国区驾驶员辅助系统雷达研发部门总监、博世在中国自动驾驶主要负责人之一蔡旌博士进行了深度交流.蔡旌博士……

车东西 | origin

去年以来,自动驾驶几乎成为第一热门创业话题,产业链上诞生一家又一家明星公司,图森、驭势、momenta、禾赛、北醒·····伴随他们的,是一轮又一轮天价融资.

而这些新面孔的背后,有一家在汽车行业撑起半边天的公司——博世.2017年,这个全球第一大汽车零部件供应商全球销售额为780亿欧元,继续领跑同行.在行业第一的体量下,是博世同样走在行业前列的自动驾驶布局.

日前,智东西前往位于苏州的博世底盘控制系统中国区总部,与gtic重磅嘉宾——博世底盘控制系统中国区驾驶员辅助系统雷达研发部门总监、博世在中国自动驾驶主要负责人之一蔡旌博士进行了深度交流.

蔡旌博士带领的中国团队所做的工作以及博世在自动驾驶上的技术布局、面向未来的规划,智东西将在此呈现.

▲博世苏州办公楼

一、蔡旌:十年老将 为自主品牌打造首个自动泊车

蔡旌出生于一个教师家庭,父母都是大学教授.但书香门第与他外显的爱好并不矛盾, 蔡旌从小就喜欢车,热衷于玩赛车、搭车模.

在复旦大学读本科的时候,蔡旌所学其实是材料化学,与汽车关系不大.但出于兴趣,蔡旌本科毕业后前往德国留学,进修车辆工程专业.当时汽车行业的转型升级已有苗头,蔡旌所学的重要课题是:如何让汽车产业迈入工业4.0.高度自动化流水线设计、数字化三维建模等技术,蔡旌在求学期间就进行了验证.

毕业之后,蔡旌自然而然地选择了在汽车工业全球领先的德国工作,2005年加入博世,在德国一待就是7年.在德国期间,蔡旌在超声波雷达部门任职,从事自动/半自动泊车项目的研发.

▲蔡旌博士

2012年,为了满足中国市场在汽车电子上的升级需求,蔡旌回到中国,负责搭建本土团队.一开始,团队仅仅只有十来人.当时的情况是,adas的概念在欧洲已经普及开,而在中国则刚刚起步.

希望从汽车科技方面提升品牌形象、打开市场的吉利,成为了第一个吃螃蟹的自主品牌.蔡旌回国后参与的第一个技术商用项目,就来自于吉利.2015年,吉利的中型车博瑞上市销售,其半自动泊车功能正式是蔡旌带队在背后提供来自博世的整合方案.

▲吉利2015款博瑞 由博世蔡旌团队提供自动泊车方案

成功的项目一方面积累了研发经验,另一方面也吸引了更多整车厂的合作——长安、长城等品牌也慕名前来,如今我们熟知的自主、合资汽车品牌,大多与蔡旌所领导的部门存在交流与合作.在这个过程中,蔡旌也升任整个雷达部门的经理.

有意思的是,博世虽然也有专门的汽车电子事业部,但是蔡旌带领的雷达部门却划归到了博世汽车业务的最关键事业部——博世底盘控制事业部,而在国内各种自动驾驶相关的行业会议上,也多是博世底盘控制事业部代表博世参会.

至于出现这种现象的原因,蔡旌向车东西解释到,一开始博世的雷达、摄像头等都归在汽车电子事业部门下,但博世较早预计到自动驾驶会有很大的系统整合需求,因此便着力推动自动驾驶相关部门整合.

而底盘控制部门可以说是博世最有代表性的技术部门之一——如今绝大多数车辆都会配备的、对汽车安全控制不可或缺的esp功能,就是由博世底盘控制部门负责研发.自动驾驶的实现经过感知、决策、规划后,最终会交予车辆本身去执行,控制是汽车自动驾驶全过程中的临门一脚.

但车辆控制偏偏是是汽车工业中技术难度大、入门门槛高的板块.博世底盘控制部门在车辆控制上数十年的开发经验、在各种各样车型运行数据和对应解决方案中磨练出来的“know-how”,成为其无可取代的核心竞争力.

蔡旌也告诉车东西,在技术难度上,由底盘作为平台来整合在难度上最简单.

基于这两点优势,顺理成章的,底盘控制部门成为了博世在中国研发自动驾驶技术的核心部门.除了上述的摄像头、雷达,底盘控制部门还整合了车载传感器中的激光雷达,扮演计算中枢的域控制器,乃至看上去和车联网相关性更高的高精地图.如今的博世底盘控制系统,掌握了自动驾驶的整个技术链路.

有着多年开发经验的蔡旌及其团队,则直接负责国际和自主品牌整车厂的雷达产品及产品战略,成为了博世在中国的自动驾驶“代言人”.

二、博世自动驾驶布局:武装到牙齿

整体来说,虽然博世在车辆控制上拥有丰富的经验,并占据了大量esp等汽车电子控制系统的市场,但这家全球最大的汽车零部件供应商在自动驾驶全产业链的相关技术储备上的打法则是不留一处死角,在自动驾驶“感知-规划-决策-控制”的四大技术板块,博世都在建立（或已经建立）自己的核心能力.

在感知端,博世已经建立起摄像头、毫米波、激光雷达（目前还在研发中）三大传感器的体系.

博世首先拥有自己成一套体系的智能摄像头方案,以及在车载摄像头上30年的耕耘.在自动驾驶感知中比较关键的摄像头数据图像识别,博世采用了传统识别模式+cnn卷积神经网络的形式来获得更好的识别效果.现在博世的自动驾驶技术方案已经可以做到在没有车道线的情况下,依靠物体表面材质的区别标识出可行驶区域.

而在车载雷达上,博世同样是有30年的开发历史,以及一套涵盖了近距离、中距离、远距离的雷达产品,以及位于前列的毫米波雷达市场占有率.

▲上下分别为博世的lrr4和mrr毫米波雷达

在近距离的物体探测上,博世的超声波雷达应用已久,在拥有泊车辅助、半自动泊车功能的车辆上也非常常见.而博世77ghz的毫米波雷达探测距离可近可远,目前在aeb自动紧急制动、acc自适应巡航等adas功能上有较多应用,而长距离的雷达对远方目标的探测能力则对高速自动驾驶至关重要.

在相对新兴的车载激光雷达,博世因为其tier-1的身份表现得相对谨慎,对激光雷达的技术方案仍在研发中.其公开的动作是投资了数家激光雷达创业公司（如tetravue）.但蔡旌向车东西透露,博世的激光雷达会与目前市面上的产品有显著不同.

在规划、决策方面,博世底盘控制系统已经在2017年新成立团队专门研发域控制器.

在自动驾驶时代,原有的一个功能对应一个ecu的分布式计算架构已经无法适应需求——比如摄像头、毫米波雷达、激光雷达乃至gps和轮速传感器的数据都要在一个计算中心内进行处理以保证输出结果的对整车自动驾驶最优.博世针对这一点在打造一个统一的域控制器,将自动驾驶车辆的各种数据聚集、融合处理,从而为自动驾驶的路径规划和驾驶决策提供支持.

另外,由于高精地图也是自动驾驶技术不可或缺的关键部分,博世因此也推出了一套与高精地图相关的技术解决方案——博世道路特征（bosch road signature）.不仅可以帮助车辆在全天候环境下实现精准定位和路线规划,还能通过众包的方式帮助地图厂商收集部分道路数据.

据悉,博世在去年上海车展期间已经与百度、高德和四维图新三大图商达成了相关合作.今年1月,博世道路特征技术又已经初步具备了应用能力——在苏州市的实际测试中,博世道路特征技术已经可以帮助车辆实现10厘米以内的高精地位.

▲博世道路特征技术实测

三、自动驾驶应用规划:三个场景三步走

在积极研发、储备自动驾驶技术的同时,博世已经根据技术研发经验、技术产品化经验划出了自己的自动驾驶应用规划.

在博世的自动驾驶商用图谱中,针对乘用车,博世划出了三类车辆:

1、低速状态下车辆的自动泊车；

2、私人车辆的自动驾驶.

3、运营车辆的自动驾驶.

它们对应三个应用时间点:2018年,2021年,2022年以后.

其中,自动泊车由于已经有先例,所以实现的时间会相对较早.在2018年,就将有一批博世提供技术支持的带自动泊车功能的车辆落地中国.

同时,博世本身也在进行自动泊车的技术迭代.在德国博世与戴姆勒合作的自动泊车中,已经引入了车联和云端的互联,来辅助车辆凭借自身的力量找到车位,将驾驶员彻底从泊车中解放出来.到2020年,博世计划实现“homezone parking”的普及,即在自家的停车位前,通过手机一键停车.

同样,博世还与戴姆勒在合作用于城市共享出行的自动驾驶出租车robotaxi.有印象的读者或许会记得双方去年放出来的宣传图:奔驰的f105概念车以无人驾驶的模式搭载乘客,行驶在城市中.

▲奔驰f105概念车

对城市中的共享出行无人车队,博世认为至少需要达到l4的自动驾驶水平,因为一方面城市内道路相对复杂,另外一方面自动驾驶车队最大的优势就是没有司机带来的低运营成本.

而自动驾驶出租车也是博世目前唯一明确落地l4级别自动驾驶技术的场景,商业化预期时间则安排在2022年之后.

对于同普通人更息息相关的私家车自动驾驶,情况相对复杂——不同于运营车辆,私家车主对实现自动驾驶技术的成本更加敏感.在可预期的未来,实现自动驾驶技术从l3到l4的飞跃将花费大价钱,而这是私家车主难以接受的.

因此,在博世的规划中,对私家车的自动驾驶规划保持在l3水准及其以下.在这个认知之下,博世又进一步细分了高、低速场景.

18年,博世与车厂合作的l2级别自动驾驶将会先行落地.在低速场景,其表现形式为交通拥堵辅助,即在堵车的时候接管车辆自动跟车,减轻驾驶员的负担；

2020年是高速场景,这个功能被称为“高速公路辅助”:在时速60公里到130公里时,车辆除了可以保持车道,还可以在驾驶员发出确认信号的情况下进行变道、转向控制.

2021年以后,低速场景下的l3级自动驾驶也会逐步开始应用,驾驶控制会真正向车辆移交.不过对于高速场景下的l3级自动驾驶,蔡旌在于车东西交流时称会在2022年后逐步实现.

▲博世高速公路自动驾驶测试车

这点引发了车东西的疑问——目前业内普遍认为自动驾驶高速场景通常是在封闭道路上,工况更为简单,实现难度较小.为何在博世看来结论相反？

对此,蔡旌的回答是,自动驾驶的高速场景虽然通常是在封闭道路上,但其中仍有大量的“corner case”（发生概率极小、但会影响自动驾驶的情况）.

为了在极高的驾驶速度下保证解决这些corner case,在自动驾驶的运行流程特别是感知层面上,需要自动驾驶车的传感器更强大,要看得更远,同时要有冗余设计.而在当前,自动驾驶所需的传感器在性能与成本上还无法满足大规模在高速场景中应用的要求.

对应这样的节奏,博世的自动驾驶生意经也是先拿下技术、市场条件都相对成熟的辅助驾驶.博世对自己的核心定位依然是扮演自动驾驶时代的tier-1,一方面提供全套的自动驾驶系统方案；另一方面也会提供自动驾驶所需的硬件.

让车东西印象深刻的一点是,在汽车产业大转型的情况下,博世对其盈利模式呈现出了更加开放的态度:未来博世可能通过“博世道路特征”提供用于自动驾驶定位的云服务,也可能会通过新成立的智能网联事业部提供全新的业务.

同样,在面对自动驾驶的竞合问题上,博世的态度也同样开放.目前,自动驾驶行业中已有四股重要力量——以博世为代表的tier-1,规模较大的传统整车厂,谷歌与百度等科技公司,以及数不清的自动驾驶创业公司.而博世与相关各方都有不同形式的合作:

在与硬件厂商的合作中,博世与英伟达基于drive xavier共同打造自动驾驶嵌入式的计算平台；

在同科技公司合作方面,博世是率先加入百度apollo自动驾驶平台的tier-1；

和初创公司的关系上,博世与地平线机器人正在推动自动驾驶技术合作——在这背后,是博世扶持自动驾驶初创的博世孵化器牵线,在博世孵化器的项目中还有图森、驭势、momenta等明星创业公司.

在自动驾驶时代来临之际,博世的重要策略可以认为是“凸出自身掌握的关键技术,团结一切可以团结的力量”,在此基础上完成自动驾驶技术的应用.

结语:自动驾驶绕不开的巨头

汽车工业经过百年发展,已经形成了相对固定的产业分工与产品迭代周期.自动驾驶一开始火热时,似乎呈现要颠覆产业的形势.

但经过这一年观察,车东西也看到,尤以博世为甚,在产业中占据支柱地位的tier-1,在面对新形势时几乎是不留死角地布局（并且还很少对外进行宣传）.

这种低调的务实,是博世在前自动驾驶时代做到体量第一tier-1的重要特质,也会使博世在自动驾驶时代依然是一个无法忽视的存在.

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