電腦卡死可以重新開機(jī) 無人駕駛“卡殼”了該咋辦？
2017-08-21 15:40
來源：蓋世汽車
[摘要] 如何保障如此龐大數(shù)據(jù)量的高效傳輸將成為車企面臨的一大難題。設(shè)想下，萬一哪個(gè)部位出現(xiàn)斷路，抑或被屏蔽，或者網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)太慢等，導(dǎo)致無人駕駛汽車“卡殼”，那該如何解決？
前一陣子， “李彥宏乘坐無人駕駛車上五環(huán)”的話題瞬間占據(jù)各大媒體頭條。先拋開交通違規(guī)的反轉(zhuǎn)劇情不說，僅無人駕駛這個(gè)點(diǎn)就足夠讓百度又“火”了一把。
無怪企業(yè)拋噱頭，當(dāng)今，談人工智能尤其涉及汽車領(lǐng)域，不說無人駕駛似乎你就OUT了。相反，只要跟此技術(shù)沾點(diǎn)邊，則會(huì)立刻顯得高大上，富有科技Style，誰讓人家是數(shù)字化時(shí)代下的“當(dāng)紅小生”叻！就連票房爆棚的《速度與激情8》也將其作為一個(gè)重要的吸睛點(diǎn)。
無人駕駛作為未來出行趨勢(shì)，承載了消費(fèi)者和汽車制造廠商的眾多科技?jí)粝搿ｋm然真正實(shí)現(xiàn)還有較長一段路程，然在數(shù)字化發(fā)展過程中足以讓人興奮和聚焦。除了百度外，我們還看到奔馳、福特等車企以及零部件巨頭博世、大陸等企業(yè)的無人駕駛測(cè)試車已經(jīng)上路。
不僅如此，奧迪近期放出消息，其首款采用無人駕駛技術(shù)的量產(chǎn)車型將于2017年推出，而沃爾沃、福特、寶馬則對(duì)外聲稱2021年將推出完全自動(dòng)駕駛汽車，并使其上路…，這意味著無人駕駛將不再是理想化或概念化，而是即將成為現(xiàn)實(shí)，走進(jìn)大眾生活。
不過當(dāng)由原來的耍酷炫秀真正進(jìn)入“實(shí)戰(zhàn)”時(shí)，諸多的挑戰(zhàn)亦伴隨而至，而大數(shù)據(jù)的傳輸和處理則是當(dāng)中首要解決的問題之一。大數(shù)據(jù)分析師、BigData-Startups.com創(chuàng)始人馬克·馮·里吉門納姆(Mark van Rijmenam)曾表示，如果無人駕駛汽車每秒生成1GB數(shù)據(jù)（相當(dāng)于每秒發(fā)送20萬封純文本電子郵件或用電腦上傳100張高清數(shù)碼相片），那么每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將達(dá)到約2PB(千萬億字節(jié))。據(jù)了解，里吉門納姆是根據(jù)每輛汽車每年行駛600小時(shí)(216萬秒)得出這一結(jié)論的，或許未來無人駕駛所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量還不止于此。
因此，如何保障如此龐大數(shù)據(jù)量的高效傳輸將成為車企面臨的一大難題。設(shè)想下，萬一哪個(gè)部位出現(xiàn)斷路，抑或被屏蔽，或者網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)太慢等，導(dǎo)致無人駕駛汽車“卡殼”，那該如何解決？這時(shí)你不能像電腦卡死了去重啟，或出現(xiàn)故障了拿去維修，車輛駕駛畢竟關(guān)乎人身安全。
可靠的數(shù)據(jù)傳輸是強(qiáng)制性要求
目前來看，無論是自動(dòng)駕駛還是無人駕駛，大數(shù)據(jù)產(chǎn)生及高速傳輸應(yīng)用主要呈現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
1、車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）；隨著消費(fèi)升級(jí)和需求的多元化，我們看到，IVI所呈現(xiàn)的顯示器屏幕增大、數(shù)量增多，而所涉及的內(nèi)容和功能也更多、更詳盡，如3D導(dǎo)航、輔助駕駛、故障檢測(cè)、車輛信息、車身控制、移動(dòng)辦公、無線通訊、車機(jī)互聯(lián)、基于在線的娛樂功能及TSP服務(wù)等一系列應(yīng)用。
所有應(yīng)用在給駕乘者帶來前所未有的感官享受和信息需求的同時(shí)，也帶來龐大的數(shù)據(jù)量。而一旦數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生問題，聯(lián)想到手機(jī)和電腦使用過程中的煩擾，恐怕有過之而無不及。
2、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）；汽車智能化的發(fā)展，諸如自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)泊車、自動(dòng)緊急剎車等功能不斷延伸。而隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基礎(chǔ)傳感器、攝像頭、雷達(dá)所采集的信息量也會(huì)越來越大，而其他車身傳感器所需數(shù)量亦將會(huì)增加不少。所有這些均關(guān)系到車輛行駛安全性，數(shù)據(jù)傳輸方面更是馬虎不得。
而在此方面的傳輸，現(xiàn)有的CAN總線已很難滿足需求。目前諸多企業(yè)將目光聚焦于成本低、重量輕且效率高的以太網(wǎng)技術(shù)上。
3、車聯(lián)網(wǎng)；現(xiàn)在人們更多地將無人駕駛車稱作“智能網(wǎng)聯(lián)”車。除智能化外，還涉及車輛到后臺(tái)（V2B）、車到車（V2V）、車到基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、車到用戶（V2U）和/或衛(wèi)星通信的可靠的空中（OTA）數(shù)據(jù)流的集中，實(shí)現(xiàn)車的聯(lián)網(wǎng)功能。如果沒有一定的吞吐量和高效的傳輸方案，無人駕駛只能停留在L2階段止步不前，安全性更不用提。
無怪企業(yè)拋噱頭，當(dāng)今，談人工智能尤其涉及汽車領(lǐng)域，不說無人駕駛似乎你就OUT了。相反，只要跟此技術(shù)沾點(diǎn)邊，則會(huì)立刻顯得高大上，富有科技Style，誰讓人家是數(shù)字化時(shí)代下的“當(dāng)紅小生”叻！就連票房爆棚的《速度與激情8》也將其作為一個(gè)重要的吸睛點(diǎn)。
從以上來看，無論是愈加復(fù)雜的人機(jī)界面，還是逐步增多的傳感器系統(tǒng)，又或是未來的車聯(lián)一切，這些都會(huì)使高速數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量倍增。據(jù)行業(yè)預(yù)計(jì)，2020年數(shù)據(jù)速率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過12Gbps。
而對(duì)于無人駕駛汽車來說，安全是底線，也是最主要的愿景。傳輸過程中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題或傳輸滯后，造成的后果難以想象。因此，可靠的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)無人駕駛來說是強(qiáng)制性要求，而這一標(biāo)準(zhǔn)和要求的實(shí)現(xiàn)，則需要可靠的汽車連接系統(tǒng)作為支撐。
無人駕駛的連接解決方案
近年來，隨著汽車電子產(chǎn)品的應(yīng)用日益增加，推動(dòng)了汽車連接器應(yīng)用數(shù)量的增長。據(jù)估計(jì)，每輛汽車預(yù)計(jì)使用到600~1,000個(gè)電子連接器。目前全球汽車連接器約占連接器產(chǎn)業(yè)15%左右，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，未來有望占有更大的比例。不過如上述所言，隨著無人駕駛的到來，連接器除了要滿足嚴(yán)苛環(huán)境下的耐高溫、抗震等條件外，還要不斷適應(yīng)更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足大數(shù)據(jù)條件下的高效傳輸需求。相當(dāng)于要在這個(gè)小小的元器件身上再注入更多能量，對(duì)于供應(yīng)商來說，又一次極限挑戰(zhàn)擺在面前。
不過，一些企業(yè)在此方面已經(jīng)開始挑戰(zhàn)和嘗試，并且取得了相應(yīng)進(jìn)展。根據(jù)大數(shù)據(jù)的來源和傳輸應(yīng)用場(chǎng)景，行業(yè)領(lǐng)先的連接解決方案提供商TE Connectivity（TE）亦將高速高頻信號(hào)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用分為三個(gè)類別：信息娛樂鏈接、以太網(wǎng)鏈接和安全鏈接；并圍繞此開發(fā)出了相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品系列。
無怪企業(yè)拋噱頭，當(dāng)今，談人工智能尤其涉及汽車領(lǐng)域，不說無人駕駛似乎你就OUT了。相反，只要跟此技術(shù)沾點(diǎn)邊，則會(huì)立刻顯得高大上，富有科技Style，誰讓人家是數(shù)字化時(shí)代下的“當(dāng)紅小生”叻！就連票房爆棚的《速度與激情8》也將其作為一個(gè)重要的吸睛點(diǎn)。
以下為蓋世汽車記者所梳理的部分技術(shù)，供行業(yè)參考：
HSD連接器平臺(tái)：為滿足車載娛樂系統(tǒng)顯示屏不斷增大及分辨率精度提升的要求，TE開發(fā)出了HSD系列產(chǎn)品。據(jù)了解，在專有數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議下， HSD可達(dá)到3Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，通過使用下一代傳輸協(xié)議，其很快就可以達(dá)到6Gbps的速度。
光信號(hào)連接器平臺(tái)：該產(chǎn)品也是專為滿足信息娛樂系統(tǒng)的連接需要而開發(fā)的，符合MOST規(guī)范的要求。它使用塑料光纖（POF）作為物理層，并以高達(dá)150Mbps的速率來運(yùn)行數(shù)據(jù)。
HSL接口：現(xiàn)在手機(jī)已喊出“充電兩分鐘，通話兩小時(shí)”的口號(hào)，因此汽車USB充電端口的升級(jí)勢(shì)在必行。TE的HSL產(chǎn)品已可滿足USB2.0 480MB/秒的傳輸速率，更重要的是，可以支持2.5A的大電流充電。TE表示，未來USB Type-C將成為主要發(fā)展趨勢(shì)，目前正在開發(fā)此方面產(chǎn)品，屆時(shí)充電功率將會(huì)達(dá)到100瓦，也即是說不僅僅手機(jī)，電腦充電也會(huì)順利完成。
NanoMQS連接器：該產(chǎn)品為了滿足汽車以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)，提供了用于差分對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q方案，實(shí)現(xiàn)了采用堅(jiān)固耐用的汽車級(jí)端子來滿足100BASE-T1以太網(wǎng)鏈接的需求。其優(yōu)點(diǎn)在于，在遵循特殊應(yīng)用指南的同時(shí)，可以靈活地對(duì)標(biāo)準(zhǔn)連接器進(jìn)行重新使用和配置。
MATEnet 模塊化和可擴(kuò)展連接器平臺(tái)：該產(chǎn)品亦是汽車以太網(wǎng)鏈路的關(guān)鍵元件，傳輸速率高達(dá) 1 Gbps。據(jù)了解，通過使用已有的高度調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，MATEnet連接器有潛力以高達(dá)6Gbps的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行。
無論是NanoMQS連接器，還是MATEnet 模塊化和可擴(kuò)展連接器平臺(tái)，均是用于ADAS安全系統(tǒng)中功能模塊與處理器之間的連接；而用在攝像頭和處理器之間的則是Fakra 連接器和MATE-AX連接器。
MATE-AX連接器：該產(chǎn)品是下一代小型同軸連接器，專為高速率、頻率高達(dá)9GHz的射頻性能以及緊湊高效的體積要求而設(shè)計(jì)。其電氣性能符合連接和零部件級(jí)別信號(hào)完整性以及EMI要求，且堅(jiān)固緊湊的設(shè)計(jì)擁有不同的變型，適用于不同的環(huán)境條件。
WiFi/BT和4GLTE等天線產(chǎn)品：作為主營產(chǎn)品，TE的天線在消費(fèi)類產(chǎn)品中名列行業(yè)第二，未來這種先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)將會(huì)被移植到汽車上，以滿足車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的傳輸需求。
無怪企業(yè)拋噱頭，當(dāng)今，談人工智能尤其涉及汽車領(lǐng)域，不說無人駕駛似乎你就OUT了。相反，只要跟此技術(shù)沾點(diǎn)邊，則會(huì)立刻顯得高大上，富有科技Style，誰讓人家是數(shù)字化時(shí)代下的“當(dāng)紅小生”叻！就連票房爆棚的《速度與激情8》也將其作為一個(gè)重要的吸睛點(diǎn)。
傳輸途中的多重保護(hù)
任何事情不怕一萬，就怕萬一。無人駕駛所面臨的環(huán)境是苛刻的，而連接器一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，則會(huì)出現(xiàn)牽一發(fā)而動(dòng)全身的境況。
針對(duì)此，TE相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，且不說無人駕駛，在已經(jīng)量產(chǎn)的車型上，不少客戶遇到過在高振動(dòng)和高溫下連接器突然失效的問題，最無奈的是有時(shí)連原因都找不到。這是因?yàn)楣I(yè)類和民用產(chǎn)品用的是單點(diǎn)接觸的連接器，一旦發(fā)生問題沒有備選方案。針對(duì)此，TE采用了多點(diǎn)接觸的技術(shù)方式，設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜，每時(shí)每刻都會(huì)保證端子有幾個(gè)點(diǎn)是通的，不會(huì)產(chǎn)生瞬間丟失信號(hào)的情況。
而在天線產(chǎn)品上，該負(fù)責(zé)人亦表示，自動(dòng)駕駛對(duì)抗干擾能力的要求很高，當(dāng)中包括自身發(fā)射的信號(hào)不要影響到其他車輛和被其他信號(hào)所干擾兩種情況。就連接器產(chǎn)品本身來講，其設(shè)計(jì)都具有屏蔽抗干擾能力，目前的問題關(guān)鍵是要減少對(duì)其他外界車輛的影響。此點(diǎn)同樣適用于高壓連接器。
綜上所述，無論是滿足高速傳輸?shù)腍SD連接器、或MATEnet連接器，還是天線產(chǎn)品，又或是連接上的多重保護(hù)技術(shù)，可以看到目前針對(duì)無人駕駛的研發(fā)已經(jīng)滲入到細(xì)節(jié)。除車企外，包括TE在內(nèi)的供應(yīng)商亦在從每個(gè)節(jié)點(diǎn)去為其安全保駕護(hù)航，進(jìn)一步去印證了這種駕駛技術(shù)并非僅僅是狂熱，而是腳踏實(shí)地地在逐步變成現(xiàn)實(shí)。
