百度自动驾驶部王石峰：详解自动驾驶大脑、传感器、硬件架构及汽车线控系统.doc

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1、百度自动驾驶部王石峰：详解自动驾驶大脑、传感器、硬件架构及汽车线控系统　　如果说人工智能技术将是自动驾驶汽车的大脑，那么硬件系统就是它的神经与四肢。从自动驾驶汽车周边环境信息的采集、传导、处理、反应再到各种复杂情景的解析，硬件系统的构造与升级对于自动驾驶汽车至关重要。　　本文来自百度自动驾驶技术部高级产品经理王石峰，在Apollo开发者社群内分享了有关自动驾驶汽车硬件系统的内容，让开发者学习Apollo技术的同时，进一步了解自动驾驶汽车的硬件架构、传感器、线控等硬件系统。　　　　自动驾驶汽车硬件系统概述　　错过社群直播的开发者可以从以下资

2、料回顾干货内容，全文主要围绕自动驾驶汽车硬件系统概述的5个方面展开：　　一、自动驾驶系统的硬件架构　　二、自动驾驶的传感器　　三、自动驾驶传感器的产品定义　　四、自动驾驶的大脑　　五、自动驾驶汽车的线控系统　　　　这段视频想必大家都看过很多次了，这里就不再播放了。　　根据美国国家运输安全委员会的调查报告，当时涉事Uber汽车——一辆沃尔沃SUV系统上的传感器在撞击发生6s前就检测到了受害者，而且在事故发生前1.3秒，原车自动驾驶系统确定有必要采取紧急刹车，此时车辆处于计算机控制下时，原车的紧急刹车功能无法启用。于是刹车的责任由司机负责，但

3、司机在事故发生前0.5s低头观看视频未能抬头看路。　　从事故视频和后续调查报告可以看出，事故的主要原因是车辆不在环和司机不在环造成的。Uber在改造原车加装自动驾驶系统时，将原车自带的AEB功能执行部分截断造成原车ADAS功能失效。自动驾驶系统感知到受害者确定要执行应急制动时，并没有声音或图像警报，此时司机正低头看手机也没有及时接管刹车。　　目前绝大多数自动驾驶研发车都是改装车辆，相关传感器加装到车顶，改变车辆的动力学模型；改装车辆的刹车和转向系统，也缺乏不同的工况和两冬一夏的测试。图中Uber研发用车是SUV车型自身重心就较高，车顶加装

4、的设备进一步造成重心上移，在避让转向的过程中转向过急过度，发生碰撞时都会比原车更容易侧翻。　　　　所以在自动驾驶中，安全是自动驾驶技术开发的第一天条。为了降低和避免实际道路测试中的风险，在实际道路测试前要做好充分的仿真、台架、封闭场地的测试验证。　　软件在环（Softwareinloop），通过软件仿真来构建自动驾驶所需的各类场景，复现真实世界道路交通环境，从而进行自动驾驶技术的开发测试工作。软件在环效率取决于仿真软件可复现场景的程度。对交通环境与场景的模拟，包括复杂交通场景、真实交通流、自然天气（雨、雪、雾、夜晚、灯光等）各种交通参与者

5、（汽车、摩托车、自行车、行人等）。采用软件对交通场景、道路、以及传感器模拟仿真可以给自动驾驶的环境感知提供丰富的输入可以对算法进行验证和测试。　　硬件在环（Hard-wareinloop），各种传感器类似人的眼睛和耳朵，作为自动驾驶系统的感知部分，该部分的性能决定了自动驾驶车辆能否适应复杂多变的交通环境。包括，摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达。针对不同的传感器，硬件在环会根据不同的传感器和环境因素来部署。　　车辆在环（Vehicleinloop），车辆执行系统向传动系统发出执行命令来控制车辆，在自动驾驶中取代了人类的手脚。自动驾驶

6、系统的执行控制优劣决定了车辆是否能够安全舒适的行驶。车辆运行在空旷的场地上，自动驾驶系统感知系统模拟的虚拟场景，自动驾驶系统根据虚拟的场景发出控制指令，再通过传感器将车辆的真实轨迹反馈到虚拟环境中，实现真车与虚拟环境的融合，从而进行车辆操控的验证。　　司机在环（Driverinloop），基于实时仿真技术开发，结合驾驶员的实际行为，可以实现对车辆和自动驾驶技术开发测试做出主观的评价。司机在环，可以一方面获得司机的主观评价，另一方面可以验证人机共驾驶的功能。　　1、自动驾驶系统的硬件架构　　就整体而言，汽车是个全社会化管理的产品，其固有的行

7、业特点是相对保守的。在人工智能的大潮下，面对造车新势力和消费者需求变化的冲击，传统汽车行业渐进式的创新方法已经面临巨大的挑战。急需改变传统的架构和方法不断创新。自动驾驶整体的硬件架构不光要考虑系统本身也要考虑人的因素。　　　　自动驾驶系统主要包含三个部分：感知、决策、控制。从整个硬件的架构上也要充分考虑系统感知、决策、控制的功能要求。整体设计和生产上要符合相关车规级标准，如ISO26262、AECQ-100、TS16949等相关认证和标准。目前L1、L2、ADAS系统的硬件架构体系和供应链相对完善符合车规级要求。　　感知层：依赖大量传感器

8、的数据，分为车辆运动、环境感知、驾驶员检测三大类。　　车辆运动传感器：速度和角度传感器提供车辆线控系统的相关横行和纵向信息。惯性导航+全球定位系统=组合导航，提供全姿态信息参数和高精度定位信息