從應用產品類型來看,商用車使用環境稍顯簡單,實現高級別自動駕駛的難度相對于乘用車也更小一些,如果說還有比商用車更接近無人駕駛量產的汽車產品,恐怕要算是專用車了,例如廠區和礦區的運輸車等機械工程類車輛。“在國內的內蒙古等地區,我們已經逐漸實現了礦區無人駕駛技術的商業化落地,大規模的商業化應用有望在未來的一兩年內實現。”10月16日晚,在與廣州智能網聯汽車示范區運營中心聯合推出的“2020智能網聯汽車精品課”第34講《礦區自動駕駛安全與測試評價》中,深圳慧拓無限科技有限公司副總經理、慧拓智能機器有限公司研發總監周銳表示,礦區無人駕駛的市場前景比較樂觀,預計將達到千億級別,并在其后回答了網友的相關提問。
無人化需求迫切 條件具備
與其他領域的無人駕駛技術應用相比,礦區對于無人化改造的需求極為迫切。據周銳介紹,礦區運輸車輛司機屬于極度高危的職業,不僅身處非常偏遠的地區,路況極差,駕駛難度較大,而且工作環境惡劣,充斥著大量的有害氣體和粉塵等危害人體健康的物質,更危險的是,他們經常遭遇塌方和陷車等突發事件,甚至突然飛來的煤片都可能會危害生命。
“礦區運輸擁有極高的人力操作成本,加上人口老齡化,初代礦區員工集體面臨退休,而新一代勞動力的從業意愿又低,導致了礦區勞動力緊缺,這些都促使了礦區運輸對于無人駕駛技術需求非常迫切。”周銳指出,另一方面,礦區具備無人駕駛的商業化條件,盡管環境和路況較差,但礦區屬于典型的Geo1類場景,低速行駛、人少、車流少、區域封閉,非常適宜無人駕駛技術的率先落地。
此外,由于經濟效益高,礦區運輸車輛的付費能力較高,對技術的成本敏感度較低,且為了避免人為導致的安全事故發生,付費意愿也非常強烈。
不過,周銳在回答網友互動提問時強調,在礦區開展無人駕駛技術的推廣和應用工作,也并非完全由于看好技術的落地場景,也有一部分原因是出于企業的社會責任感。
礦區自動駕駛技術難點
與普通乘用車相比,無人礦用卡車簡直就是“龐然大物”。以慧拓此前已經實現商用化的無人礦用卡車為例,長8.7米,高4米,滿載負荷能達到90噸。那么,在這一類非傳統汽車產品上搭載的無人駕駛系統有何特點呢?
周銳表示,從自動駕駛系統的架構和組成來看,無人礦用車的自動駕駛系統與普通乘用車并無太大區別,自動駕駛系統根據規劃的路線,結合車輛自身的感知、定位、決策規劃信息,控制車輛在指定礦山作業準備區域、行駛區域、裝載區域和加油維修區域,按給定的路線和交通規則自主運行和自動作業。
不過,在實際的技術應用過程中,無人礦用車仍然與普通乘用車存在一些不同。周銳提出,首先是無人礦用車的工作環境較為惡劣,視覺傳感器的可靠性大大降低,因此需要減少對視覺傳感器的依賴,慧拓提供的解決方案為“超視距融合感知”,如果車端感知不能完全滿足需求,在一些危險的場景點,例如上下坡,他們會在路側安裝感知設備,并將感知結果發送給車,從而增強車輛的感知距離,增大敏感區域的感知冗余度。
其次,無人礦用車的定位精度要求較高?;弁夭捎玫氖荝TK-GPS+IMU+SLAM的解決方案,在正常情況下,車輛通過RTK-GPS實現高精度定位,如果GPS信號被阻擋或誤差較大,系統就會使用航位推算模塊進行局部的航位定位,如果GPS信號長時間丟失,系統就會利用環境特征匹配模塊和航位推算定位模塊實現融合定位。
值得一提的是,在礦用車的自動駕駛技術應用過程中,遠程接管系統是一項比較重要的應急手段,這一系統的設置可以在無人駕駛系統發生故障或其他緊急情況下實現接管,防止二次事故或更多人員傷亡情況的發生。
功能測試和性能測試應并行
作為傳統汽車研發人員出身的周銳,發現整車廠和自動駕駛軟件方案提供商,都更加專注于功能測試評價工作,往往并不重視、甚至可以說忽略了自動駕駛車輛的性能測試,實際上,這兩者應當并行開展,缺一不可。“性能測試與功能測試不同,關注的是車輛功能的量化指標,如果性能測試達不到要求,開展功能測試就失去了意義。”周銳直言,通常我們需要以性能測試結果為基礎,再開展車輛的功能測試。
具體到礦區自動駕駛安全與測試評價流程,周銳認為包括兩大方面,即傳統的礦山安全和無人駕駛系統的安全。在傳統的礦山安全方面,共涉及“人、機、料、法、環”五大環節,例如提高傳統礦山從業人員的無人駕駛安全基礎知識、對無人礦山系統軟硬件進行定期維護保養、無人礦山運作所需原材料需進行嚴格質量把控、創建無人礦山領域的規范標準以及加強無人駕駛系統的環境適應性,進行環境邊界條件測試等。
而在無人駕駛系統安全方面,以功能安全為例,ISO 26262已經不太具備適用性,這一標準主要針對的是3.5噸重量以下的車輛,但礦用無人車的重量已經遠遠高于這一指標,此外,ISO 26262安全風險考慮的范圍主要是人身傷害,但在礦山領域,人身以及重大財產傷害都需納入安全風險考慮的范疇。周銳還提到了碰撞安全問題,與傳統汽車碰撞試驗不同的是,礦區無人車需要在碰撞發生后,自動駕駛系統能夠保證最基本的安全性,防止二次事故的發生,如果是電動礦卡,電池系統的碰撞安全也需要加以重視。
“一方面,礦區的無人駕駛運行環境封閉,規則性較強,但另一方面,非鋪裝路面、粉塵和各類障礙物,都讓礦區無人車面臨非常惡劣的行駛環境,而且,礦區對安全的要求也非常高。”周銳表示,挑戰和機遇并存,但總體來看,礦區無人駕駛的市場前景依然比較樂觀。