當(dāng)你在美國(guó)鳳凰城附近駕車，很有可能會(huì)遇上無人駕駛車輛，你們將會(huì)在同一條道路上，共享一段旅程。

一年多前，Waymo宣布了自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重大舉措，與捷豹路虎（Jaguar Land Rover ）公司合作，在其自動(dòng)駕駛汽車車隊(duì)中增加新款純電動(dòng)捷豹I-Pace跨界車，Waymo采用 I-Pace 電動(dòng) SUV 來進(jìn)行自動(dòng)駕駛技術(shù)測(cè)試。如今，這些“自動(dòng)行走的獵豹”，已上路“奔跑”測(cè)試。

這輛車的標(biāo)志十分低調(diào)，其只有一個(gè)不易被察覺的灰色“Waymo Engineering”logo在后車門上。不過這并不影響大家一眼就認(rèn)出它，車頂上“滑雪盒”大小的裝置使自動(dòng)駕駛汽車分外惹眼。

自動(dòng)駕駛服務(wù)的目標(biāo)人群是對(duì)駕車沒有興趣，并且只在當(dāng)?shù)刭?gòu)物和通勤的人。在美國(guó)，居住在依賴汽車出行的社區(qū)的老年人，以及40歲以上患有視力障礙的人，高達(dá)300萬人。這項(xiàng)自動(dòng)駕駛服務(wù)，還旨在為這群人提供一種經(jīng)濟(jì)有效的交通解決方案。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）已成為許多現(xiàn)代車輛的標(biāo)配功能，ADAS能夠幫助駕駛員處理某些交通狀況。許多OEM和供應(yīng)商正在專注于L3自動(dòng)化的開發(fā)，目前，L3自動(dòng)駕駛車輛已經(jīng)可以做到讓駕駛員“不動(dòng)手”和“不睜眼”的情況下駕車，但駕駛員必須在特定條件下進(jìn)行干預(yù)。

Waymo不制造車，卻進(jìn)入了汽車行業(yè)，并在自動(dòng)駕駛L4階段開始競(jìng)爭(zhēng)！

回顧：自動(dòng)化的組成部分

我們把自動(dòng)駕駛平臺(tái)拆解開來，其組成部分基本上由三個(gè)模塊組成：傳感器、計(jì)算和驅(qū)動(dòng)。當(dāng)前，為了識(shí)別周圍的環(huán)境，所有的自動(dòng)駕駛解決方案都結(jié)合了大量不同的傳感器。包括短程感應(yīng)，如超聲波和短程雷達(dá)，以及遠(yuǎn)程雷達(dá)，LiDAR和360°攝像頭。

為了處理這些所有傳感器所帶來的數(shù)據(jù)，我們面臨著極大的挑戰(zhàn)。比如，巨大的數(shù)據(jù)量和廣泛的采樣率。LiDAR每秒可以產(chǎn)生超過一百萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，而其他傳感器可能每秒只能傳輸數(shù)萬個(gè)樣本。

雖說自動(dòng)化水平較低的自動(dòng)駕駛車輛不需要依賴太多的傳感器，但想要實(shí)現(xiàn)越高水平的自動(dòng)駕駛汽車就需要越多的傳感器，沒有一定數(shù)量的傳感器，汽車就無法準(zhǔn)確感知周圍的環(huán)境。

不同數(shù)據(jù)的融合

為了對(duì)收集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行概述，我們通常將其融合到一個(gè)稱為多傳感器融合的綜合數(shù)據(jù)流中。通過這個(gè)過程，將協(xié)調(diào)這些不同采樣率和體積的數(shù)據(jù)，使其成為一個(gè)環(huán)境模型，以提供給系統(tǒng)中更高級(jí)別的軟件去使用。

圖1:Sigmafusion的傳感器融合?？勺鳛楠?dú)立解決方案或作為自動(dòng)駕駛決策系統(tǒng)使用。

表1所列出的車外監(jiān)測(cè)傳感器中，77?GHz頻帶和 24?GHz頻帶毫米波雷達(dá)的最大特點(diǎn)是耐天候性好（不受雨、雪、霧等天候的影響）。為了使ACC與避撞安全系統(tǒng)在任何行駛環(huán)境下都能發(fā)揮出最佳的效果，這兩種系統(tǒng)上廣泛地采用了毫米波雷達(dá)。

法國(guó)研究所Leti開發(fā)了一種名為SigmaFusion的傳感器數(shù)據(jù)融合解決方案。

考慮到用于車輛的測(cè)距傳感器的輸出數(shù)據(jù)具有一定的不確定性，首先為了確保其輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并在基于數(shù)據(jù)做出正確的決策，Leti對(duì)所使用的傳感器進(jìn)行了描述。

將源數(shù)據(jù)輸入到SigmaFusion軟件中進(jìn)行處理，為上面的應(yīng)用層提供一個(gè)占用柵格，并計(jì)算前方路徑識(shí)別所需要的占用柵格。已知維度的占用柵格將能夠評(píng)估車輛周圍的自由空間和障礙物，模型中的每個(gè)單元格包含其被障礙物占用或未被障礙物占用的概率。

Leti位于法國(guó)格勒諾布爾，目前雇員超過1900人，是法國(guó)替代能源和CEA（原子能委員會(huì)）的分支機(jī)構(gòu)。

選擇安全的處理平臺(tái)

當(dāng)然，為了滿足安全關(guān)鍵系統(tǒng)中的軟件需求，還需要一個(gè)具有汽車領(lǐng)域系譜的處理器平臺(tái)。

無論是在ADAS獨(dú)立系統(tǒng)中，還是作為自動(dòng)駕駛的配套基礎(chǔ)，英飛凌都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。Aurix微控制器憑借其先進(jìn)的信號(hào)處理能力、鎖步核心和汽車接口，構(gòu)成了一個(gè)理想的處理平臺(tái)。因此，我們將Aurix作為展示樣品的平臺(tái)。該樣品是把一系列傳感器嵌入到車輛的塑料保險(xiǎn)杠中，以顯示如何實(shí)現(xiàn)多傳感器融合，以及Sigmafusion軟件如何與Aurix結(jié)合。

目前，該技術(shù)已嵌入英飛凌科技的Aurix TC29x平臺(tái)。Leti還與其他未命名的供應(yīng)商合作，將傳感器融合包整合到他們的MCU中。

最后

這款新的傳感器融合軟件SigmaFusion，能夠幫助工程師更高效地處理來自雷達(dá)、LiDAR、攝像頭以及超聲波傳感器的海量數(shù)據(jù)，同時(shí)還能減少整個(gè)系統(tǒng)所需要的電子控制單元數(shù)量。

法國(guó)CEA Leti研究院的研究工程師Julien Mottin說，“即使將它在更小的平臺(tái)上運(yùn)行，在計(jì)算精度上也不會(huì)有缺陷?！?/p>

Leti還正在與一家供應(yīng)商合作，將SigmaFusion應(yīng)用于盲人手杖中。在該應(yīng)用案例中，傳感器融合套裝可以從傳感器獲取信息，為使用者提供障礙物聲音警示，并且它不僅能夠提供用戶路徑中腿部的障礙物警示，還能提供頭部障礙提醒。這款傳感器融合算法在這些應(yīng)用案例中，省去了成本高昂的硬件平臺(tái)，因而能夠幫助降低系統(tǒng)成本。

Mottin稱他們預(yù)計(jì)這款傳感器融合軟件的初期應(yīng)用會(huì)是在汽車領(lǐng)域。“區(qū)別在于我們已經(jīng)能夠?qū)④浖?yōu)化到足以適配汽車級(jí)平臺(tái)，尤其是那些ADAS應(yīng)用，”他說，“憑借這款傳感器融合軟件，便不再需要復(fù)雜的圖像處理單元或加速引擎。”