朱玉龙

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丰田从 L2 演进 L3 的自动驾驶系统 Highway Teammate 1

环形隧道
自动驾驶

2021-04-08

引言

最近丰田发布了两篇文章(见最后的参考文献),是丰田从 L2 逐步演进到 L3 的自动驾驶系统 「Lexus Teammate」 的一些系统性的介绍,包含硬件配置、软件配置还有控制器方面的设计架构。我准备摘录一部分重要的部分内容供大家参考。这是丰田首次采用 NVIDIA 芯片开发自动驾驶技术的计算平台(基于 NVIDIA Xavier),这套系统在主要的其余是按照 L2 设计的,而在 2021 年允许 L3 路试的局面下,通过 OTA 可以进行 L3 的系统性测试,也算是和本田的节奏保持同步。

图 1 丰田的高速公路 Teammate 系统

Teammate 的传感器配置数据

丰田在传感器的配置上,考虑传感器的配置,一方面要应对环境的变化、识别道路环境和周围物体的准确度,还要考虑冗余识别的功能。同时基于成本的限制,在实际操作中没有使用大量的 Lidar(如之前测试过程中使用的那样),因此丰田的解决方案是基于之前的辅助驾驶系统的传感器配置,增加最少的传感器,如下图所示。

1)ADAS 基础部件:丰田标配的系统主要包括 Poramic View Monitor(PVM)环视摄像头

2)LSS + A (Lexus Safety System + A) 主动安全防护系统:这套系统是个基础版本的 L2 的系统,包括前双目摄像头、前长距离毫米波雷达、4 个环绕的毫米波雷达

3)新加入的传感器:主要包括一个激光雷达、一个定位摄像头和一个远距离相机

图 2 丰田 Teammate 感知系统配置

这张图里面紫色的感知传感器部分是新加的,而红色部分是复用原有的已经量产搭载的感知系统。

图 3 丰田 Teammate 感知系统的配置

这是新加入的感知传感器的基本参数,远距离摄像头和激光雷达探测距离都设置为 250 米,感知的间隔为 100 ms。

表 1 传感器的配置

这里与测试条件相比,Lidar 的使用缩减最为明显,从前 3 后 3 实际量产只有前向的 1 个,从这个意义上来看,丰田也是依赖于传感器融合和冗余,视觉是最主要的输入参考。

图 4 Teammate 的激光雷达的配置
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冗余和系统处理

在这里丰田做了一个很有趣的设计,这套系统是基于 HEV 来做的,也就是整车具备高压电池,为了 L2 丰田配置了 2 个 12V 电池,分两组进行供电。

1) 执行和通信部分:刹车 + 转向都是双冗余,双供电;通信也是基于以太网和 CAN 进行两种不同方式进行备份,并且供电也是分开的

2) 前向识别:其实能看得出来,丰田是分两组进行前向和定位的分析,两组输入两组处理冗余,并且进行了电源的供电分开的结构。

图 5 冗余的供电处理

下面这个图看的更清晰,ADS-ECU 是核心的处理器,输入几乎所有的感知传感器,ADX-ECU(这个 ECU 也就是基于 Xavier 来做的)通过前向的摄像头做一个冗余处理。

图 6 丰田开发的自动驾驶主域控制器

小结:

先摘录这么多,有空再补充,这个方向上面我们能看到主要的企业都在持续投入,也在独立投入资源开发软件

参考文献:

  1. Teammate Advanced Drive System Using Automated Driving Technology

  2. System Architecture Design Suitable for Automated Driving Vehicle: Hardware Configuration and Software Architecture Design

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。

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