​伟世通的「乐高化」自动驾驶方案,以及在这背后隐藏的生意经

  • 2018/01/26
  • 车云网

这是一次关于『自动驾驶新时代如何保证Tier 1地位』的思考。

在去年的上海车展上,伟世通第一次正式对外介绍了自动驾驶相关规划,希望能够通过「平台+中间件+应用程序」的方式对外提供自动驾驶解决方案,不过彼时并没有展开详细介绍。

到今年的CES,伟世通如约展出了自动驾驶产品:DriveCore。DriveCore不仅从名字上与伟世通此前针对仪表和中控屏的SmartCore类似,在产品与开发思路上也都十分相像。

根据伟世通自动驾驶首席架构师王凯的介绍,DriveCore是希望能够给主机厂提供一个模块化可扩展平台,允许OEM能够自由选择不同的硬件与软件、算法,就像乐高一样,最终拼出一个自动驾驶系统。

搭载DriveCore的伟世通自动驾驶测试车搭载DriveCore的伟世通自动驾驶测试车

DriveCore的模块化可扩展表现在哪里?

DriveCore由三部分组成:Compute、Run time以及Studio,也就是底层硬件平台、中间层以及开发工具:

  • 1.Compute,模块化可扩展的硬件计算平台,与其他厂商推出的计算平台不同的是,它并不依赖于某个特定的中央处理单元,而是可以支持多种处理器,目前已经支持的包括英伟达、恩智浦、高通等

  • 2.Runtime,是车载中间件,提供安全框架,实现在不同硬件之间、算法与应用之间的数据通讯

  • 3.Studio,是提供给开发人员的基于PC的软件开发工具,目前已经包含了物体识别、车道识别算法的模拟、测试与验证环境。

要想让自动驾驶系统「乐高化」,那么从系统上来说要实现的最为关键的就是,将硬件与软件剥离,系统架构可以将来自不同供应商的算法运行在不同的硬件平台上,这样才能够像乐高积木一样,让主机厂根据需求来自主选择合适的「积木」。而实现这个就是底层的通用硬件平台与车载中间件。

伟世通自动驾驶首席架构师王凯伟世通自动驾驶首席架构师王凯

1.底层通用平台

要能够支持不同的硬件,伟世通要做的事情其实是定义好一个通用的架构,然后在这个架构的基础之上,通过统一的接口定义实现扩展性,增加对不同硬件的支持。王凯表示,在这一层面,伟世通此前在仪表领域就一直与各个芯片厂商有长期的合作伙伴,甚至会参与到部分芯片厂商对下一代芯片架构的定义上,在这样的积累之上,伟世通有足够的经验去定义通用架构与接口。

根据王凯的介绍,伟世通的硬件由两部分组成:

  • 1. 机板:提供安全性满足需求的电源,互联功能(以太网)及其他可扩展功能

  • 2. 子卡:用统一的硬件接口定义,可以使用不同的SoC或者MCU,只要符合接口协议就行,子卡板会做成通用大小,也就是标准化,便于扩展

在CES展台上,伟世通也展出了底层通用平台的参考方案,能够支持从L2-L5级的自动驾驶,底层架构一样,通过扩展的方式来满足不同级别自动驾驶的需求。当前第一批的硬件平台支持包括英伟达、英特尔、恩智浦等,未来伟世通会逐步扩充硬件支持平台。

针对不同场景的硬件参考设计针对不同场景的硬件参考设计

2.中间层

中间层是DriveCore能够运行的核心,能够让数据在不同厂商的硬件、操作系统、算法与应用之间进行通讯。在这里,核心的技术由虚拟化(Hypervisor)MMU(memory management unit)。虚拟化技术能够在不同的操作系统与域(Domain)之间进行数据共享,并且要保证高速低时延,而MMU则是用来定义哪些硬件资源能够访问哪些数据,这是为了数据安全性需求,以免发生仪表盘或者中控屏能够读取到底层执行系统数据的事件发生。

这项技术伟世通在开发SmartCore时就已经开始使用了,王凯此前也正是SmartCore的架构师。

底层通用平台与中间层是伟世通建立DriveCore的核心,也可以说是伟世通此前在汽车行业的积累所称,是他们核心技术所在。至于最终实现想实现的效果,以消费电子来举例,就是软件开发人员在开发软件之后,可以直接通过伟世通提供的API,运行在“Windows”、“MacOS”、“Android”等不同的操作系统之上,可以适配来自高通、英特尔等等的芯片。

这样带来的好处是,对于自动驾驶系统的开发者以及自动驾驶解决方案的提供者来说,可以省去大量的优化适配时间,不需要去关心硬件是哪家的,更快地进行系统开发,缩短市场化时间,这样,OEM在选择上可以更加自由灵活,技术供应商也有了更好地平台。

自动驾驶涉及到的另外硬件就是传感器,伟世通的DriveCore平台也在逐步增加对不同传感器的支持。王凯表示,会从市场上最常用的品牌入手,涵盖摄像头、毫米波雷达与激光雷达。

DriveCore背后的生意经

在接受采访时,王凯表示DriveCore的客户就是主机厂,而对于主机厂来说,仅仅有这些核心还是不够的,这就要说到Studio,开发工具了。

据王凯介绍,Studio的开发环境类似于自动驾驶开发者最为熟悉的Ros系统,方便开发者上手,采用GUI可视化界面,所有与硬件、中间件相关的内容都会在界面上显示,可以允许选择不同的传感器与算法,能够直观显示出搭配不同的算法、硬件与传感器之后,系统的最终表现如何。伟世通也会提供标注的数据库,即原始数据+目标列表,偏于开发者判断算法的优劣;也可以通过界面看到硬件的使用率、存储与时延等性能。

DriveCore的Studio(左中)与硬件参考设计(右)DriveCore的Studio(左中)与硬件参考设计(右)

而对于开发者来说,Studio最大的便利之处在于可以在初始没有任何硬件的情况下进行模拟。但凡底层通用平台支持的硬件与传感器都可以在Studio中进行选择模拟。在模拟的基础之上,再去搭建硬件平台。

另外,为了一步到位,Studio中还集成了自动驾驶的测试与仿真环境。这个测试与仿真不仅仅是针对算法、传感器或者是硬件平台,还能够输入车辆的物理属性与执行数据,可以看到在真实应用到具体车辆上,系统的表现。

在这个时间节点发布自动驾驶解决方案,对于伟世通这个级别的制造商而言,实则有些晚了。毕竟目前自动驾驶的各个节点上,竞争都已经非常激烈。而热爱吃螃蟹的主机厂们,其实也已经早早与供应商配好了对,诸如戴姆勒与博世、宝马与英特尔、英伟达更是自处联盟。尤其是对L4级以上的自动驾驶来说,更是早早进入研发阶段。

在这个阶段,相对而言系统的自由度与灵活性其实并不为主机厂或者供应商所看重,他们更看重的是先把自动驾驶的研发流程走一遍,真正知道会遇到什么问题,该如何解决。等到这个过程取得阶段性成果之后,落实到产品层面,自由度与灵活性才会被考虑。

所以如果伟世通要仿照博世、大陆、德尔福这类供应商的模式推出产品的话,那么在各个阶段都会存在时间积累与经验上的差距。所以,伟世通另辟蹊径,希望将自己原本积累的技术优势能够带到自动驾驶这个新的技术领域中来。

DriveCore的开发流程DriveCore的开发流程

从王凯的介绍中来看,我们也能够看到伟世通的商业逻辑:

  • 1.首先是针对最终落地产品,系统的灵活性、开发的便利性与成本优势为主机厂看重,主机厂希望能够在新的商业模式中依旧掌握话语权,并且能以最快的速度将产品推向市场

  • 2.想尽一切办法给开发者提供便利,Studio的便利性不说,伟世通在美国也参与投资了ACM与MCity这两个测试中心,也已经开始在这两个地方开始自动驾驶的相关测试,并且能够给OEM提供测试机会,仿真与测试也是当前自动驾驶技术落地的关键环节

  • 3.以「模块化平台」掌握属于自己的话语权,伟世通希望籍此建立一个生态,让自己成为OEM主机厂与技术供应商之间的“沟通者”

这次CES上伟世通就宣布了四个合作伙伴,包括提供深度学习技术的DeepScale、提供全自动泊车方案的Steer、提供计算机视觉算法的StradVision以及为Studio提供图形环境模拟技术的AAI。伟世通自己在进行相关算法的开发,并希望与不同的技术供应商进行合作来完善算法能力,最终选择了DriveCore的主机厂可以随意搭配,而对于技术供应商而言则是借助伟世通的平台将产品推向更多客户。

从这个角度看,伟世通又走得很靠前。目前同样采用平台类方案的有百度Apollo,但是两者的理念差距很大,技术积累的领域也各有不同。据王凯介绍,伟世通的自动驾驶组在2017年1月份才成立,到5月份才初具规模。一年时间里,伟世通完成了硬件开发,当然还没有实现车规级,这是下一步要做的;自动驾驶车也已经在美国开始测试,目前已经实现没有高精度地图的情况下依靠摄像头完成高速公路上的自动超车。

车云小结

摆在伟世通面前的难题也是实实在在的:要真正做到「模块化可扩展」,那么必须要有足够多的合作模块。

单纯从技术来看,硬件层面相对好解决,伟世通有足够的积累,真正的难点在于中间层,尽管有SmartCore此前的虚拟化技术开发经验,但要让不同厂商的算法能够在这一平台实现高效通讯,这是一个长期的积累与优化的过程,最终优化的表现决定了DriveCore的竞争力。

好消息是,汽车产品的当前转变趋势是深层次的,汽车底层架构的变化与伟世通DriveCore的逻辑类似:软件与硬件剥离,只是完全实现的周期会相对较长。伟世通的当前优势在于速度,第一家从这个角度切入。未来要在整个行业层面去实现这种转变,承担类似伟世通角色的厂商就不可能只有一家。

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