2021年6月17日-19日,由中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的第11屆中國(guó)汽車論壇在上海嘉定舉辦。站在新五年起點(diǎn)上,本屆論壇以“新起點(diǎn) 新戰(zhàn)略
新格局——推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為主題,設(shè)置“1場(chǎng)閉門峰會(huì)+1個(gè)大會(huì)論壇+2個(gè)中外論壇+12個(gè)主題論壇”,全面集聚政府主管領(lǐng)導(dǎo)、全球汽車企業(yè)領(lǐng)袖、汽車行業(yè)精英,共商汽車強(qiáng)國(guó)大計(jì),落實(shí)國(guó)家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求,助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。其中,在6月18日下午舉辦的主題論壇“智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)的融合與升級(jí)”上,東軟睿馳汽車技術(shù)(上海)有限公司副總經(jīng)理劉威發(fā)表了演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄:
很高興到這個(gè)時(shí)間還有這么多同仁在這里聽我分享。
我演講的題目《端云協(xié)同的自動(dòng)駕駛解決方案》,之所以做這個(gè)主題演講,也是來(lái)自于我們的實(shí)踐和思考。大家都在談?wù)撟詣?dòng)駕駛,首先從趨勢(shì)和現(xiàn)在目前我們面臨的問題來(lái)入手,說(shuō)我們需要什么樣的技術(shù),什么樣的解決方案,才能真正的最終走到高等級(jí)的自動(dòng)駕駛。
從整個(gè)E/E架構(gòu)來(lái)看,從過(guò)去傳統(tǒng)的單體式架構(gòu),一個(gè)整車上百個(gè)ECU或者70、80個(gè)ECU是面向過(guò)程的開發(fā)模式的形態(tài)逐漸過(guò)渡到今天是什么樣的架構(gòu)呢?很多都在提域控制器,我們有座艙的域控制器,有車身的控制器,也有支架的控制器,開始做整合,目前很多還是在分布式,但是已經(jīng)出現(xiàn)了一些座艙和支架放到一個(gè)控制器里面,車控和座艙放在一個(gè)控制器里面,已經(jīng)開始逐漸演進(jìn),出現(xiàn)了面向?qū)ο蠓植际降募軜?gòu)。
未來(lái)我們會(huì)走到中央計(jì)算單元,現(xiàn)在已經(jīng)有一些車企考慮說(shuō)隨著算力的提升,我做5G硬件的預(yù)埋、軟件架構(gòu)的預(yù)埋,我們可以做一個(gè)中央計(jì)算持續(xù)不斷地迭代升級(jí),面向提供服務(wù)的架構(gòu),未來(lái)通過(guò)軟件訂閱的方式,整車售后產(chǎn)生價(jià)格,今天演講嘉賓也說(shuō)了,特斯拉是4%的收益是來(lái)自于售后軟件的收入,也有一些數(shù)字。實(shí)際上對(duì)于車企和供應(yīng)商來(lái)說(shuō),很可能是改變商業(yè)模式,我們車賣出去之后,很可能不能通過(guò)預(yù)付大額的開發(fā)費(fèi),也不是預(yù)先支付產(chǎn)品的成本,整車也不是一開始賣出去單車盈利,這種商業(yè)模式的變革通過(guò)技術(shù)的演進(jìn)發(fā)生。
另外就是開發(fā)模式的變革,過(guò)去總結(jié)成平面式的開發(fā)模式,每個(gè)控制器都是獨(dú)立進(jìn)行開發(fā)的,今天大多數(shù)量產(chǎn)車可以看到多個(gè)控制器,從自動(dòng)駕駛的角度來(lái)說(shuō),比如說(shuō)有泊車控制器、有行車控制器,還有疲勞監(jiān)測(cè)、座艙控制器、OMS的控制器,這么多控制器都是平面式開發(fā)的,有不同的供應(yīng)商獨(dú)立開發(fā),最后由整車廠進(jìn)行集成,這些功能和硬件都是在獨(dú)立的做開發(fā),是建立在信號(hào)的架構(gòu)上,這是我們今天的開發(fā)模式。
但是實(shí)際上我們現(xiàn)在已經(jīng)在中國(guó)的車廠開始了新的架構(gòu),新的開發(fā)模式,把它總結(jié)成總體的立體的開發(fā)模式,但是局部又是平面的開發(fā)模式。
隨著今天摩爾定律硬件的算力提高得非??欤布呀?jīng)開始軍備競(jìng)賽了,硬件已經(jīng)達(dá)到上千T了,軟件的架構(gòu)如何對(duì)應(yīng)呢?分散的又被整合到一塊,不可能是獨(dú)立的軟件架構(gòu),一個(gè)硬件平臺(tái)上只有一個(gè)獨(dú)立的軟件架構(gòu),這個(gè)架構(gòu)怎么支撐這么多功能的開發(fā),而且不是獨(dú)立的供應(yīng)商完成,一個(gè)框架下集成多個(gè)供應(yīng)商,要接口定義、開發(fā)模式都不同。整車又要求兩年或者一年半快速的開發(fā)出來(lái),硬件不斷地迭代,如果軟件、架構(gòu)不能夠支持變革,開發(fā)的工作量就非常之大,很可能在你規(guī)定的量產(chǎn)周期內(nèi)完不成量產(chǎn)的開發(fā)。
面對(duì)這些問題怎么解決這個(gè)挑戰(zhàn)呢,需要一個(gè)穩(wěn)定的架構(gòu),這個(gè)穩(wěn)定的架構(gòu)里面要解決幾個(gè)問題,第一是分層次,所謂的分層次就是硬件的變化,因?yàn)樾酒偸窃谘葸M(jìn),算力總是在提升,能不能做出軟件的架構(gòu)屏蔽硬件的變化,硬件的變化對(duì)我軟件上層的開發(fā)所帶來(lái)的變動(dòng)的工作量盡可能少,這是一個(gè)挑戰(zhàn)。
另外,我在這里面除了做軟硬的分離之外,我們會(huì)適配不同的車型,搭載不同的操作系統(tǒng),也可能連接不同的云,也可能是車廠自建的云,這些所有的變化能不能不影響我原來(lái)開發(fā)過(guò)的部分,對(duì)我的功能影響盡可能的小,這也是一方面的訴求。
再有就是軟件兩年迭代周期非常短,自動(dòng)駕駛技術(shù)是不是成熟,是不是經(jīng)得起大規(guī)模的驗(yàn)證,時(shí)間非常短,雖然你有仿真的手段,真正的仿真不能帶給路測(cè),這么短的時(shí)間內(nèi)功能開發(fā)不完,后面要做OTA的升級(jí),要做服務(wù)的訂閱,你的架構(gòu)必須要支持這些開發(fā)的訴求,兩年之內(nèi)沒有開發(fā)完,后面可以做不斷地功能迭代升級(jí),我可以基于我原來(lái)軟件的模塊衍生出新的服務(wù),通過(guò)新的服務(wù)在整車售后之后,還可以源源不斷地產(chǎn)生服務(wù)的價(jià)值來(lái)贏得利潤(rùn),整個(gè)架構(gòu)要做好這些適應(yīng)的變化。所以你要有一個(gè)靈活、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的中間件的平臺(tái)廠。
另外整個(gè)上面我們說(shuō)還是要開發(fā)一些功能的軟件,比如說(shuō)泊車、行車、疲勞的,控制器變成一個(gè),但是這些功能模塊仍然存在,但是這些功能模塊存在耦合,過(guò)去是獨(dú)立的,我們通過(guò)看總線來(lái)交互,但是交互的信息非常有限,你做的功能是受限的。但是一旦統(tǒng)一的架構(gòu)下面,一個(gè)控制器上面,這些軟件模塊的交互,交互的信息量比原來(lái)放大很大倍,如何利用好這些交互的信息,把功能和體驗(yàn)做得更好,這也是一個(gè)訴求,這里就涉及到了我們要分層次的達(dá)到一個(gè)立體的軟件架構(gòu),解決剛才我們所說(shuō)的問題。
另外自動(dòng)駕駛里面大家都在談?dòng)幸粋€(gè)長(zhǎng)尾的問題,我們?cè)诹慨a(chǎn)初期或者量產(chǎn)之后解決的也是高頻出現(xiàn)的場(chǎng)景,一些L2的功能或者L2+的功能更多的是適用的高頻通用的場(chǎng)景,真正的交通場(chǎng)景當(dāng)中仍然會(huì)有一些長(zhǎng)尾的、低頻的小概率發(fā)生的場(chǎng)景,但是這些場(chǎng)景不代表沒有,但是一旦遇到,你的ODD或者時(shí)效處理里面沒有設(shè)定的處理之后,很可能會(huì)發(fā)生交通事故。你怎么才能解決這樣一個(gè)長(zhǎng)尾的問題?簡(jiǎn)單通過(guò)仿真測(cè)試的場(chǎng)景是有限的,生活當(dāng)中的場(chǎng)景是無(wú)限的,你不可能用有限的場(chǎng)景代替無(wú)限真實(shí)道路工況,所以長(zhǎng)尾效應(yīng)一定會(huì)一直存在,它會(huì)隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提高,其實(shí)更多的工作量是解決5%、2%,甚至1%的問題,但是這5%、1%的花費(fèi)的工作量比前面95%的場(chǎng)景所花費(fèi)工作量大得多,而且它很難收集,因?yàn)椴皇歉哳l的場(chǎng)景,你整車、軟件一旦上市之后怎么解決這樣一個(gè)低頻發(fā)生長(zhǎng)尾的場(chǎng)景也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
這里涉及到一個(gè)問題,就是算法自我進(jìn)化,自我進(jìn)化首先就是你得能夠進(jìn)化,你得有支持你軟件進(jìn)化的架構(gòu)。另外要有支持進(jìn)化數(shù)據(jù)的收集,就是長(zhǎng)尾的數(shù)據(jù)是非常難收集的,是可遇不可求的。所以大家最終比拼的就是你有多少長(zhǎng)尾數(shù)據(jù),真正長(zhǎng)尾數(shù)據(jù)的收集是有很多東西,一開始軟件架構(gòu),控制器里面有沒有這樣的機(jī)制,研發(fā)階段、路測(cè)階段都可以收集這些數(shù)據(jù),但是不同的階段收集的不一樣,你的模塊怎么完成這些功能是在你一開始做產(chǎn)品的時(shí)候就要思考好。
我們提了一個(gè)概念叫端云協(xié)同的自我進(jìn)化,其實(shí)很簡(jiǎn)單,我們?cè)诳刂破髦星度攵嗉?jí)觸發(fā)器,價(jià)值數(shù)據(jù)觸發(fā)后同步至云端進(jìn)行迭代訓(xùn)練。這些長(zhǎng)尾有價(jià)值的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件模塊和數(shù)據(jù)通道上傳到云端之后,在云端才可以做自我迭代、更新、訓(xùn)練、調(diào)度,仿真去做迭代,迭代之后測(cè)試,然后部署,這是一個(gè)閉環(huán)。這里面涉及到一個(gè)問題就是如何用量產(chǎn)低成本的控制器,我們不可能用一個(gè)40、50萬(wàn)的控制器去收集數(shù)據(jù),如果在量產(chǎn)的產(chǎn)品上做這樣一個(gè)事情是非常關(guān)鍵的。
剛才我們提到了你的軟件在兩年的周期內(nèi)功能不可能完全成熟的,一些有價(jià)值的功能,很可能通過(guò)訂閱的方式,后面才衍生推出來(lái)的,你整個(gè)軟件架構(gòu)要SOA化的,就是面向服務(wù)的,后期才能通過(guò)訂閱的方式來(lái)做價(jià)值的收集。
我們也列了SOA具體的要求,比如說(shuō)服務(wù)的通訊、通用,無(wú)論是車廠還是供應(yīng)商,不能開發(fā)每一個(gè)車型,每一個(gè)預(yù)控制器都是從0到1,重新開發(fā),這個(gè)工作量太大了,每一個(gè)企業(yè)都是受不了的,你如何做集成,這里面有很多的問題,你原來(lái)開發(fā)的AI的模型可能是在8tops算力上面做的,可能是200萬(wàn)的攝像頭收集的,那能不能遷移到一個(gè)800萬(wàn)的攝像頭上面去,能不能遷移到100T的算力平臺(tái)上去,所有的東西,包括過(guò)去收集的長(zhǎng)尾數(shù)據(jù)能不能嵌到新的硬件平臺(tái)上,這些東西都是要被解決掉,不能從0到1。
另外就是自進(jìn)化,車端價(jià)值數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)采集及上傳,在云端做配置的訪問和升級(jí)。另外就是功能安全、信息安全、端云協(xié)同,你在車端有工具鏈,你在云端也要有相應(yīng)的工具鏈,如何來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)閉環(huán)生命周期的開發(fā),這是很挑戰(zhàn)的。我們也是通過(guò)實(shí)戰(zhàn)自己摸索出來(lái)一個(gè)自動(dòng)駕駛SOA的軟件架構(gòu),目前也是在迭代產(chǎn)品里面在用。
首先下面是一個(gè)硬件廠,無(wú)論你將來(lái)的硬件算力如何升級(jí),換成誰(shuí)家的芯片,我們有一層自己AUOTSAR,我們管它叫NeuSAR,我們通過(guò)ACore和CCore來(lái)做軟硬的解耦,這樣盡可能的減少你預(yù)控制器升級(jí)、芯片變動(dòng)所帶來(lái)的開發(fā)的工作量。
在整個(gè)架構(gòu)里面,我們有一個(gè)自己的Framework來(lái)完成基于流水的實(shí)時(shí)調(diào)度,這里面還有一個(gè)ELA的模塊,比如說(shuō)操作系統(tǒng)換了,整車的探頭矩陣變了,你的車型變了,這些變化對(duì)其他的功能模塊所產(chǎn)生的影響最小,甚至于不要產(chǎn)生影響,所有的東西都是封裝,通過(guò)原始服務(wù)進(jìn)行封裝,這樣可以做成獨(dú)立化解耦,減少變化的影響。
另外Core和Module里面我們也封裝了一些相關(guān)原則的服務(wù)。這里面很重要的就是你的架構(gòu)必須是考慮信息安全,這里面我們嵌了兩個(gè)專門的模塊去做安全的啟動(dòng)和信息安全相關(guān)的東西。
在服務(wù)層,這是我們客戶主機(jī)廠非常關(guān)心的,這里有傳感器的服務(wù),你如何換傳感器,換一個(gè)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)或者換攝像頭,對(duì)我整個(gè)架構(gòu)沒有產(chǎn)生影響,對(duì)我的功能模塊產(chǎn)生的影響最小,這些東西都要考慮。
另外就是場(chǎng)景服務(wù),在自動(dòng)駕駛量產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,你會(huì)遇到場(chǎng)景,會(huì)遇到一些長(zhǎng)尾的場(chǎng)景,怎么收集這些價(jià)值的數(shù)據(jù),在場(chǎng)景服務(wù)里面封裝了一些相關(guān)的服務(wù),你可以把有價(jià)值的數(shù)據(jù)源源不斷地傳自云端,觸發(fā)器的設(shè)計(jì)在不同的量產(chǎn)的階段,所收集有價(jià)值的數(shù)據(jù)也是不同的。
我們重點(diǎn)講一下架構(gòu)里面左下角藍(lán)色的部分叫中間件,有四個(gè)大的模塊,第一個(gè)就是Framework完成的是任務(wù)的調(diào)度,線程之間的同步和通訊,任務(wù)的監(jiān)督。在ELA里面主要完成系統(tǒng)接口的抽象,包括通信的抽象,包括車控接口的抽象,包括云端交付,后臺(tái)可以可以接不同的云,可以是公有云,也可以是私有云,接入云的不同并不會(huì)對(duì)功能產(chǎn)生影響,這些東西都已經(jīng)封裝上了。
另外在Module和Core里面封裝了很多的原則的服務(wù)、感知的服務(wù)、微控的服務(wù)。
我們剛才講了有價(jià)值的數(shù)據(jù)之后怎么高效地傳輸?shù)皆贫?,在ELA和Core中間件里面我們有一些端云服務(wù)的服務(wù),能夠打通車云協(xié)同的價(jià)值數(shù)據(jù)通訊的鏈路,無(wú)論是在量產(chǎn)之前配置價(jià)值數(shù)據(jù)收集器,還是說(shuō)量產(chǎn)之后我想開通新的價(jià)值數(shù)據(jù)的收集器都是可以實(shí)現(xiàn)的,對(duì)整個(gè)軟件架構(gòu)是不產(chǎn)生影響的。我們的ELA模塊也提供了云端的服務(wù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的上傳和OTA更新。
功能安全大家談的就很多,我就不再詳細(xì)地展開了,除了硬件功能安全之外,在軟件的架構(gòu)里面每一個(gè)模塊都是按照功能安全的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的,考慮了很多機(jī)制。
我們有兩個(gè)信息安全的模塊,有很多東西,比如說(shuō)安全檢測(cè),不能對(duì)我傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行篡改,我要加密。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不能被破壞,不能劫持,安全的OTA,甚至于我是片上通訊都要做保護(hù),因?yàn)閯偛庞泻芏嘌葜v嘉賓也講了,我們整個(gè)預(yù)控制器是多核異構(gòu)的狀態(tài),是不同的芯片,不同的芯片之間、SOC和SOC之間,SOC和MOC之間都會(huì)做通訊,通訊的過(guò)程當(dāng)中,這些數(shù)據(jù)是要被保護(hù)的,不能夠被篡改,大家更注重的是功能,但是這些數(shù)據(jù)傳輸如果被篡改了以后,如果沒有校驗(yàn)機(jī)制實(shí)際上是不能保障功能安全的,雖然有備份了,也有不同的降級(jí)處理了,但是這些數(shù)據(jù)也是要被保護(hù)起來(lái)的,否則功能安全很難實(shí)現(xiàn)。
再就是整個(gè)軟件架構(gòu)里面嵌了多級(jí)觸發(fā)機(jī)制,那些有價(jià)值的數(shù)據(jù),可遇不可求的數(shù)據(jù),怎么樣在量產(chǎn)當(dāng)中能夠很快的收集起來(lái),這是寶貴的財(cái)富,但是可遇不可求,所以我們的軟件架構(gòu)可以支持觸發(fā)器靈活的熱插拔,就是類似于鼠標(biāo),插到PC機(jī)上,無(wú)論買誰(shuí)家的鼠標(biāo)都可以無(wú)感的插到PC機(jī)上。但是觸發(fā)器不可能一開始寫一個(gè)規(guī)則,比如說(shuō)到什么入口也要觸發(fā),這個(gè)規(guī)則提前寫死了之后,將來(lái)新的規(guī)則沒有辦法做,因?yàn)殡S著自動(dòng)駕駛功能升級(jí),還有場(chǎng)景擴(kuò)展所要收集的數(shù)據(jù)不一樣,如何在你量產(chǎn)以后還可以收集不同的數(shù)據(jù),不是一開始你設(shè)定的那些數(shù)據(jù),其實(shí)這是在對(duì)整個(gè)架構(gòu),包括價(jià)值數(shù)據(jù)的收集是有一些規(guī)則的,這里面可以收集不同的數(shù)據(jù),比如說(shuō)感知的、微控的,甚至于位置的,很多模式。怎么量產(chǎn)之后還能夠收集數(shù)據(jù),我可以隨意的開關(guān)插拔這些觸發(fā)器,這是架構(gòu)里面要考慮的問題。
剛才我們講整個(gè)控制器里面的東西,我們也做了云端的東西,我們有自己的數(shù)據(jù)平臺(tái),有自己的訓(xùn)練平臺(tái),也有自己的仿真平臺(tái),我們自己開發(fā)了在云端、PC機(jī)上并行好的輕量化的仿真軟件,如果大家感興趣,也可以私下交流。
我們做了自動(dòng)駕駛的平臺(tái)軟件生態(tài)包,我們知道整個(gè)車企也好,還有供應(yīng)商之間的合作模式TL1、TL2,還是說(shuō)車企邊界線開始逐漸模糊,有了0.5的概念,未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)還是混亂的局面,開始逐漸走向穩(wěn)態(tài),這個(gè)過(guò)程當(dāng)中合作的邊界不是十分的清晰,我們也是把自己做成一個(gè)彈性,不是一成不變的的TL1,不是過(guò)去的黑盒,我們可以白盒,可以灰盒,可以是部分的模塊,也可以全棧,所以這樣比較靈活的跟車企服務(wù),所有的東西動(dòng)都是我們自己開發(fā)的,包括底層的算法、操作系統(tǒng),包括AP、CP都是自己開發(fā)的,也是造就我們今天靈活性對(duì)應(yīng)量產(chǎn)很重要的原因。
最后通過(guò)這張圖把今天講的內(nèi)容總結(jié)一下,大家都說(shuō)作為自動(dòng)駕駛本身是數(shù)據(jù)閉環(huán),從我們的理解來(lái)看,第一就是在車端有一個(gè)域控制器,右邊是載體,但是我們今天講的更多的是軟件的架構(gòu),是一個(gè)滿足功能安全、信息安全的、軟硬分離的、可解耦、自我進(jìn)化的可以收集價(jià)值數(shù)據(jù)的軟件的架構(gòu)。通過(guò)這個(gè)架構(gòu)可以收集長(zhǎng)尾的數(shù)據(jù),收集數(shù)據(jù)之后我們?cè)谠贫擞袀€(gè)云平臺(tái)的供應(yīng)鏈可以做數(shù)據(jù)管理,可以做數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),也可以做數(shù)據(jù)訓(xùn)練,這是一個(gè)云平臺(tái),這里面有很多供應(yīng)鏈可以向其他的合作伙伴進(jìn)行開放的。
通過(guò)我們智能駕駛跟傳統(tǒng)車企的智能網(wǎng)聯(lián)云,可以做個(gè)性化的東西。今天演講嘉賓也說(shuō)了,可以用手機(jī),也可以用數(shù)字鑰匙,我們把它作為其中的一端。另外就是傳統(tǒng)的車企和TL1也好如何有效地連接起來(lái),達(dá)到端云協(xié)同自我進(jìn)化的系統(tǒng),我們正在落地做實(shí)踐,有很多量產(chǎn)的項(xiàng)目,不同形態(tài)的產(chǎn)品,無(wú)論是智能攝像頭,還是艙內(nèi)的DMS,還是域控制器都是在走這條路。
以上就是我的介紹,謝謝!
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