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WICV2020 | 东软睿驰刘威:安全开放的自动驾驶计算平台

时间:2020-11-13 10:32:44|来源:|编辑:网络|点击:

11月11-13日,“2020世界智能网联汽车大会(WICV2020)”在北京隆重召开,本次大会由北京市人民政府、工业和信息化部、公安部、交通运输部、中国科学技术协会共同主办。旨在打造全球智能网联汽车领域内规模最大、级别最高、影响力最大的世界级平台,持续引领全球汽车产业发展趋势,全面开启智能网联汽车产业发展的新征程。下面是东软睿驰智能驾驶业务线总经理刘威在本次论坛上的发言:

东软睿驰智能驾驶业务线总经理 刘威

大家好,我是来自东软睿驰的刘威,负责东软睿驰的自动驾驶业务线。演讲之前感谢主办方邀请东软睿驰参加智能网联汽车大会,东软睿驰是一个面向智能汽车新四化的公司,主要的业务四个方向,电动化、智能化、网联化,东软睿驰的logo有一条车道,一个车印,白色分别代表电动化、智能化和网联化,意味着我们向未来新四化汽车努力的前行。

演讲的主题是安全开放的自动驾驶平台,在介绍平台之前,我想简单的分析一下我们现在新的汽车产业变革到底产生了哪些挑战的问题,未来的趋势怎样进行演化的。这个图大家非常熟悉,我们今天汽车产业整个面临升级,从整个架构看,汽车是从过去的单体式架构,向分布式架构演化,过去整车有70多个ECU,甚至上百个ECU,现在演进到预控的时代,自驾,座舱。实际说过去很长的时间和硬件密切相关,软件和硬件相绑定,为特定的硬件,特定的ECU开发很多的软件,我们叫作单体式的架构,面向过程的开发方式。

今天开始演进预控的时代,大家谈自动驾驶预控制器,解决更多单点ECU运行的功能很好的运行。我们前行的功能是EREV,我们的泊车有一个单独的APA,RPA的控制器,这是若干年辅助驾驶的方式。现在开始逐渐放到预控到,是分布式的架构。未来我们也知道,演进到中央预算单元,有可能合成两个中央单元,也可能是一个单元,集中化越来越高。

未来我们需要的是什么样的建构?整车需要的,特别是在自动驾驶上,需要面向服务的架构,也就是SOA的架构,为什么?我们可以看到,今天无论是自动驾驶也好,还是芯片也好,还是整个汽车在产业链上也好,面临的挑战和变革是飞速的,我们迭代速度越来越快,我们汽车升级换代速度越来越快,功能开发速度越来越快。过去的经验,功能,如何能够很快速的迁移到未来新的硬件上,迁移到新的架构上,这是今天汽车业面临巨大的挑战。很多嘉宾刚才讨论了,自动驾驶面临很多的挑战,很多系统不确定性,我们很难在短时间内,通过技术的演进就能解决所有的问题。我们面临所有的挑战是长期挑战的课题。

我们过去所做的工作,最小代价,在未来能够被重用,能够满足未来自动驾驶产业快速发展,能够持续进化迭代升级的关键,我们看到未来整车架构,或者自动驾驶的架构应该是自适用的。我们也看到,刚才很多嘉宾提到,我们自动驾驶的算力,芯片不断演进,业界有很多说法,很多厂商比拼自己的算力,我们需要的感知、融合、定位、规划、决策、控制所有的这些问题越来越复杂,一旦实现无人驾驶,实际上面临的挑战是非常之大的,需要能够代替人,去感知整个周边的世界,需要预算,需要巨大的算力。

我们看到今天L1,过去零点几T的算力制成L1的开发,L2的时候,只是一个EREV2.5T就够了,我们看到算力还是往上持续的。L3,L4是数量级的增长,L5算力要求更多。算力激增,算法复杂度越来越高,这些复杂的算法,我们集成在中央计算单元上,这么多复杂的算法,原来都是运行在单独的ECU上,每个供应商,每个厂家维护自己的算法,保持自己的迭代更新,未来走到预控,走到中央计算单元,这些的算法,这些复杂的需求在一个框架下,在一个硬件平台上做,这个挑战非常巨大。

也就是为什么大众的ID3做集成的计算单元所面临的挑战,整合是整个汽车产业链的上下游,整合是所有ECU上单独运行的软件,统一一个框架下运行,这是自动驾驶面临的巨大挑战。除了人工智能技术的发展,更重要的是如何在一个平台上,一个架构下保障有效的运行,解决很多技术上,工程上,系统上的问题,这是我们今天面临的巨大挑战。

除了算力上的提升,我们也看到车载通信网络持续的升级,过去20几年一直都是用的网络,几兆的带宽,走到今天很多主机厂要求你的控制器上的有以太网,从过去的一兆几兆未来持续升级千兆,百兆的进化。辅助驾驶,我们做的简单的感知,融合,我们所传的目标数据,感知的数据,其实都是以字节为单位,几兆的带宽足够用。今天自动驾驶需要传雷达也好,毫米波雷达也好,我们做前融合,跟今天所做的前融合,后融合完全有本质的区别,带宽在持续的增长。

从整个扁平自动驾驶计算平台,今天无论是在在做,第一个多核异构的控制器,一个典型的芯片,有AI的加速,有可能是典型的图像的预处理,这些都是通过布头计算单元实现,是一个典型的多核异构平台。算力L2到L3,同样我们前讲过去运行多个ECU上整合一个硬件平台,实现软硬分离,今天更多谈的我们需要基础软件,把硬件软件做分离,跨硬件和操作系统,甚至跨车型,能够最小代价做迁移,保证过去所有的工作能够被重用。

网络典型的OBV升级。我们也提出从我们的角度认识自动驾驶的技术标准,4S。我们知道,中国已经开发的第五代,也有4S的标准,隐性,超因素,从我们角度看做好自动驾驶,同样有4S的标准,包括感知,包括机动,真正想无人监管,完全替代人,感知绝对不是一个今天我们看到的感知,我们对目标有预判,能清晰的预测意图,这是一个好的高度增加,一个好的无人驾驶车必须具备的能力。

剩下所谓的目标感知,99.99%,还是100%是必须的。有一个和人思考比较接近的能力,如何思考周边环境的变化,如何判断周边环境目标参与者的行为意图,需要有一个很好的思考能力。机动能力,我们自动驾驶车辆最终服务的人,除了安全可靠前提下,还要保证舒适性,可控,机动性满足舒适性的要求。另外,就是安全可靠,这是自动驾驶替代人,取代人必须具备的要素。

东软睿驰做了自动驾驶的平台,我们叫X-Box2.0,整个平台看包含几部分。第一,算力,做成L3自动驾驶以上的,至少要求30,我们最多要求64T的算力。控制功能的时候,要求很强的实时性。除此之外,要有多传感器的备份,除了摄像头的接入,还有以太网,可以支持V2X或者激光雷达的接入。这是一个硬件的特性。在软件上,整个平台架构上,我们考虑整个系统的冗余备份,有两个高算力的SOC,接入各种传感器和输出一些信号,除此之外,有一个高等级安全的AXU,支撑各种传感器的接入。

这是我们的硬件平台,各家都有自己的方案,其实更关键的是软件架构。刚才铺垫了很多,未来集成一个控制单元里去,再一个架构运行不同的功能,满足4S的技术标准,怎么构建框架,实现刚才我们讲的软硬分离,要面向服务,要能够迭代升级,持续进化,在一个架构上有效的运行,这是计算平台面临的巨大挑战,我们提出面向SOE的软件架构。

分成三个层次,硬件层,软件平台层和服务应用层,我们以服务的方式提供各种应用,比如说自动驾驶服务,视频的服务和场景的服务。我们解决的是刚才提出的几个挑战。第一,做到不同传感器的接入,未来传感器的种类,数量,方式都可能发生变化。自动驾驶服务,自动驾驶有前行的功能,有泊车的功能,变道的功能,这些方式通过配置,好处是未来不是通过发布新的功能,不是升级所有的程序,而是组合服务的方式进行。

这样用户可以在你的车机上发现这样的服务,订阅这样的服务,这是未来自动驾驶能够持续迭代升级,快速升级的必要保证。另外,我们场景的服务。我们知道,今天的自动驾驶技术远远没有达到大规模,可量产的阶段,很多技术仍然局限在限定的场景运行。实际上未来的自动驾驶是要跨越进行,不断升级,怎么解决这些问题。

有迭代的,有净化的,我们需要大规模的车去升级数据,实际上你的架构应该支持这些工作,而不是重新做一套非量产的,专门收集数据的产品。所以这里应该是解决一种问题,这些都是通过场景的服务满足要求的。我们可以提供主动安全的服务,也可以提供自动驾驶的服务,泊车的服务,包括其他的辅助服务,未来自动驾驶可能有交互,人机的交互。

很多不可能重新开发,我们会跨域,和座舱域和动力域做交互,在不改变软件框架的基础上实现这些内容,通过这样的建构来实现的。在软件平台层我们考虑安全的问题,也考虑安全的升级,有一个中间键,同样在硬件和软件平台层之间,我们有一个软件,来保证架构是可以实现的软硬件分离的,我们自己的软件,已经迭代到3.0,在很多主机厂产品里使用自己的技术软件,也是纯国产的技术软件。

首先从技术软件一层一层讲技术架构,主要解决软硬分离的问题,屏蔽掉硬件的无关性和硬件的差异性。我们知道,基础软件有AP,有CP,AP主要面向自动驾驶的,解决高算力,高带宽,低延时的问题,我们采用最新版本,“1911”的版本,我们是开发者成员单位,在国内是为数不多的成员单位,集成了SOA的协议站,可以支持面向自动驾驶的协议。

另外,主要解决的是安全,实时,可靠的问题。我们的技术软件是国内为数不多的,通过研发过程和产品的验证,保证架构实现软硬分离,又可以保证安全性。来到中间件,Seruice,未来整个自动驾驶适配不同的车型,OS可能不同,采用硬件也有不同,整车通讯或者外界的通讯方式有不同,我们在这部分做了封装,尽可能屏蔽影响,我们做了面向服务的封装,将来做不同车型的适配,换操作系统的时候代价是最小的。

我们可以实现同步的实时通讯,做一些任务的监督,包括健康管理,保证中间层的软件是持续可靠的。Module有一些传感器,都是以服务的方式进行提供的。这样的好处在于未来我们想增加一个功能,比如说已经实现了HWP,未来增加方式,不用改框架,不用改更细节的软件模块,通过订阅服务的方式实现,这是最小的代价做操作,我们加了故障的探测,坐标系的统一的工作。

刚才讲自动驾驶解决安全的问题,它的核心本质是把人货从A地安全的运送到B地,保障这样的东西从信息安全,预期安全几个维度考虑,我们整个框架里面,无论是在技术软件层,还是中间件层,我们考虑了这样一些机制,包括在自己上层的应用层,我们也是按照功能安全的方式进行开发。

除了我们系统功能上做了这些东西,我们也讲了硬件上可以支持传感器的冗余,电源的冗余,在硬件功能上我们选用功能安全的芯片。整个系统开发的过程是按照这种方式功能安全的方式做,仿真测试,场地测试和道路测试也是同样。我们采用架构,无论是AP还是CP,都能动能安全,我们AP和CP,也经过了国际认证机构的认证,达到一定的级别。

刚才讲,整个软件架构里面我们有两块,一块是提供信息安全的服务,我们把信息安全的各种服务,各种功能以服务的方式进行封装,可以以服务的方式进行调用,我们封装了防火墙,可以提供黑名单,白名单,我们可以提供安全的启动,我们可以提供入侵检测,商务这个论坛同样有嘉宾讲到,整车智能驾驶的时候遇到很多的挑战问题,其中有一个信息安全的问题,有可能被远程攻击,有可能入侵检测,这些东西如何解决,有IDS的套件,我们的数据自动驾驶涉及大量数据的传输,我们有安全的传输,安全的OTA,保证云端,车内升级被安全的监控的,保证不会被篡改。

另外,有一个安全的数据这样的机制,保障信息安全。

刚才讲了这么多,是我们自动驾驶安全平台生态软件包,无论是车规级的支持,还是功能安全,还是相关软件,还是面向自动驾驶的框架,还是算法的软件包,还是上面的应用服务,可以开放式的提供服务,我们知道,主机厂都在构建自己的生态,构建自己的能力,未来持续的进化,离不开主机厂生态的,在这里我们也愿意提供不同层次的解决方案和软件。

最后介绍一下东软睿驰自动驾驶产业生态,今年9月份在汽车工业协会的组织下,成立了一个组织,当时开了一个发布会,主要想解决的是自动驾驶里面的一些和软件相关的一些标准,协议,接口。首先解决的是中国技术软件架构的标准和产业生态,过去很多年中国是缺失技术软件的,同样的,大家都在开发自己自动驾驶产品,我们应该有一个软件基础上,有一个开放的自动驾驶软件架构和自动程序接口。过去若干年很难替换供应商,没有软硬分离,有强依赖。

未来软件开始软硬分离,做一些拆分,硬件和软件开始无关性,随之而来的是一些问题,有效解决明知道前面是那样的问题,会面临挑战,我们怎么解决这样的问题,这是我们的宗旨。这个组织在这样基础上成立的,东软睿驰是这个组织的一部分,目前也在推动开放的产业生态构建,帮助中国的汽车产业,或者更好为中国的汽车产业像高等级的自动驾驶快速的演进,做一些自己的贡献。

以上是我的介绍,谢谢。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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