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空港智能设备域控制器及其操作系统的可靠性和安全性探讨
时间:2020-11-20| 编辑:sunwenjin|【
 

宋志伟:各位领导、各位专家、各位同仁:

大家好!

非常荣幸可以参加本次会议,来分享探讨做无人驾驶方面就空港设备问题。前面各位专家分享了很多机场设备,从电动化、安全性、运营等各方面介绍,以及如何保证的稳定、效率以及安全运行。

我是做无人驾驶,我叫宋志伟,是仓擎智能科技创始人我们在无人驾驶当中就讨论很多的东西,就叫域控制器域,控制器与操作系统本身和无人驾驶和辅助驾驶很重要部分在这个部分在空港设备里面,空港设备逐渐进行无人化升级会牵扯到域控制器的概念,想借这个机会探讨一下。在空港要求安全性、稳定性、可靠性的地方怎么可以保证智能车辆跟智能无人车辆在当中进行安全可靠的探讨。

首先介绍一下仓擎的基本情况。仓擎智能主要是做仓到仓的无人驾驶AI技术解决方案提供商,包括机场、港口、厂区、园区都是仓到仓物流当中的重要一环,我们也是从现行场景起步来做。

关于机场我们与威海广泰合作,包括昨天我们也看了牵引车,针对鄂州机场我们入围三款车型无人驾驶。牵引车最近刚刚做好,昨天大家也看了展示,后期我们也会进行更多的测试、运营,让性能会更加的好,功能更加的完善,安全性、可靠性也会非常好这是昨天的平台车的对接,估计很多都昨天看过了,今天就再回放一下。

当时是模拟的情况,所以每一个对接之后会停留20秒钟的时间然后再继续往前行走,到下一个托盘再继续装卸货往前走。这是转弯,左边是下坡道下去,人没有控制方向盘,后期测试稳定之后就没有驾驶员,因为刚刚开始测试所以还是有人在里面,但是人在里面是没有进行任何操作。

飞机引导车,我们与刘教授进行了合作在鄂州机场进行运营测试,前期8月份合肥骆岗机场模拟真实场景,我们做了一些测试。首先当然是包括无人驾驶基本功能测试,像检测控制运行以及其各种各样物体都做好检测和避让。当然还要做业务的测试,最重要的是要引导飞机,在这个机场当中也是用引导车辆模拟。还有交互功能,这当中有红绿灯,发送红绿灯信号,车辆可以通过红绿灯信号知道是停止还是继续前行,还有因人化操作,比如自动跟车、自动绕让等各种各样功能,跟随前车、跟随后车,这些都是自动驾驶的功能,自动绕让再并回原来的直道。模拟后车,后车是飞机,前车根据后车速度调整前车速度,对于引导车来说是非常需要这种功能,需要车端装360度的传感器,能够看到各方向是否有飞机,当然我们也会通过刘老师说V2X模式跟车端合作完成非机行道功能。

小巴车也进行了展览,在合肥的园区运行,我们也是拍了一些视频,给大家看一下这个可以用于机场也可以用于VIP摆渡,它具有公交的功能,可以在站点自主停车,上来之后可以自主的关门自主开车,就我们公司来说主要是聚焦在单车智能,V2X这块与合作方合作。单车智能最重要的几个工作就是高精度知道自己在哪里,其实光依赖于北斗等设备都是不行,有人车都是用RGP,其实就是北斗、GPS定位,这些定位大多数都是很好,但是有5-10%是不行的,这种情况下对于无人车是不能接受,无人车一定是100%,所以不能用GRP,所以要用高级定位。另外就是感知功能,路径规划、车辆控制,大家有了任务之后能够沿着最优的路径执行任务。我们也实现了5G远程驾驶,除了自动驾驶之外我们可以通过远程的驾驶舱通过5G把车放到视频里,传到驾驶仓,驾驶舱有方向盘和刹车、油门,信号是5G信号传到车端,车端再进行改变,无人车是新生事物,如果出现事故可以通过远程驾驶模式把车开到边上。

回到正题,我们要探讨一下空港设备的可靠性和安全性问题,当然这个就牵扯到多方面的问题,包括像陈部长讲的电池的安全性问题、车体安全性问题,对于无人车来说有一个线控安全性问题,线控也是车厂要做的事情,当然还有传感器,无人车或者是智能车也是要装传感器,各种各样传感器,智能车用的最多像摄象头、超声波或者是环卫波,对于无人车还需要使用激光、雷达,传感器也需要有安全性这一块也不是我们主要工作,不会太多探讨。

当然对于机场还是有调度系统,这要包括安全和稳定的问题。这边主要就是探讨域控制器问题,域控制器要实现自动驾驶功能或者辅助驾驶功能,是由AI算法完成,AI算法要做高精定位,知道在哪里,检测路上各种各样物体,还要做路径规划,这些算法功能是模拟人类智能,所以算法非常的复杂算法复杂之后要求对域控制器硬件也比原来更好,操作系统也不是简单的PLC就可以解决,所以需要有完整的操作系统。

为什么叫域控制器?域控制器对于汽车来说是从ECU到DCU,原来都是有很多的电子部,电子部件现在是越来越多,对于空港设备来说也是有不少,但是这些东西多了之后可靠性、安全性总体运行时就会有问题所以现在就提出了一个新概念,满足相同功能所有DCU综合在一起变成一个控制器,比如安全,跟安全相关的就用一个控制器控制,对于与车驾相关就一个控制器,或者车体相关,或者对于乘用车智能座舱现在比较流行,智能座舱功能做成一个域控制器。对于智能设备还有辅助驾驶或者是车有自动驾驶,这也是一个单独的域控制器。对于后来以后的车辆就只有大的域控制器,就不再是很多ECU,或者他们部件也在,但是主要的控制算法都是在域控制器下来实现,域控制器就需要计算能力满足,操作系统也需要用比较成熟稳定、空用的操作系统来做。

我们在做自动驾驶的过程当中除了硬件、操作系统,操作系统是比较流行的当然还有其的,因为要满足算法非常多所以一定要使用通用的操作系统,但是从操作系统AI算法中间,其实很少有人提的东西是这中间需要有主间件,或者叫操作内核、基础软件,为什么需要这个东西?对于AI算法来说无人驾驶公司每天研究的东西大家都比较了解,当然后面需要再讲一下怎么可以保证这方面的稳定。操作系统本身也是非常成熟,但是中间这一层很少有人提,可是又很重要,为什么很重要?很少人接触到这个问题,这也是我们专业问题。对于无人车或者智能辅助驾驶来说有非常多的传感器,每一个传感器数据量都非常大,不像原来传感器数据量很小,像摄象头每一针数据都是几兆,至少也得10-20赫兹频率,可能还有很多摄象头,当然也有很多的AI算法,做物品识别、道路标准识别、地上线路识别、高精定位、模拟跟踪等等,当然还有激光雷达等其他传感器算法,最后还需要做传感器融合,这些算法很难像传统软件一样做成一个程序,这是很困难的事情其实每一个算法都是一个独立的程序,每一个传感器驱动也是独立程序,这些传感器数据要进行融合,之后要发给每一个AI算法,就需要大数据高清的时空,而这过程当中数据系统没有很方便功能实现,就需要中间件做。

当前中间件用的比较多是美国ROS,从2007年开始做,2010年出来第一个版本,ROS有几个功能首先,要实现数据的通信,另外要提供工具,因为你要使用需要工具,另外是实现能够算法,基于这些无人车可以很快跑起来做演示,但是实际商用时就需要根据不同场景需要改进这些算法,因为不是自己写的就比较麻烦。最重要就是他是用别人也是不可控的,就像安卓不让华为用,说不定这个就会变成我们的瓶颈。

因为我们是选择做工业场景、现实场景无人驾驶车辆,现在可以落地的技术已经成熟了,落地的过程需要考虑商用性问题,商用性就需要考虑安全性、可靠性、稳定性问题,而不是做很多现实的测试,这个我们很关心,我们做了自己的内核。就自己做的对标Autokernel,我们的目标就是想解决ROS基本问题,ROS本身就是提供很好的大数据高速通讯,但是也是有问题的。第一个问题就是通讯不算稳定,这是我们使用过程当中发现,其实其的无人驾驶公司也发现这个问题,但是现在没有其更好的替代方案,我们自己做了这样一套系统,首先是解决可靠性的问题。第二,我们增加了安全机制,做了数据加密,这样让系统本身会更加的安全,所以他的基本功能基础上加了安全加密。第三,实现实时高速通讯,因为做高速通讯就需要管理这些数据,就做些大数据管理,在管理上又可以进行数据备份,把车端所有数据包括传感器数据、角色数据、B2X、云控平台发布数据都可以做数据备份,另外提供远程监控功能,车端系统都是要跟远程控制平台对接,对接过程当中怎么让车端数据很好的、安全的传输到云端,我们通过Autokernel机制,因为用这个中间件实现远程监控,同时因为5G传输率非常的高,在以后5G时代不仅可以把调度数据传上去,原始传感器数据也可以通过远程监控功能传上去,因为所有数据在这当中都有。

基于这样的Autokerenl我们也会开发工具,可视化工具、数据分析工具,基于这些工具和功能再开发自己的算法,因为Autokernel也是我们自己做的,所以所以算法也都是我们自己做的。

这个系统怎么比ROS好?看一看它的基本原理ROS本身是有主程序的,跟每一个程序带一个ROS库进行通讯,主程序数据传输时我们都知道,只有一个程序维护所有通讯时就会成为通讯瓶颈,对于Autokernel做成分布式,分布式之后每一个程序都可以做整个数据管理,即使一个程序出现问题,一个程序不是很重要,那么车还是可以继续跑。如果ROS系统主程序出现问题那么整个系统都会瘫痪,会成为一个安全问题。

ROS是没有数据加密功能的,没有什么安全性能,我们也是在通讯过程当中加了加密算法保证数据通讯。另外我们也做了对比,肯定我们要做测试。纵轴是时间,横轴是数据,从小到大用时非常稳定,微妙的级别就可以完成,对于ROS来说前期还好,数据量小还好,但是数据量大就不好了。后面我们会把Autokernel年底进行发布,我们也邀请软件测评专家对我们的软件进行实际测评,自己测是不算数,希望新萄京同志可以一起进行探讨。

Autokernel可以用在什么地方?首先可以用在自动驾驶或者是辅助驾驶的域控制器,对于机场无人车都可以使用,辅助驾驶也是可以使用的,比如像平台辅助等级或者是牵引,一般人开摆渡车辆辅助驾驶也是完全可以使用的,其实有些已经使用ROS,有些不适用。另外场景下无人驾驶、辅助驾驶域控制器都是可以使用,像安全座舱域控制器也可以使用,机器人也可以使用,只要牵扯到AI算法都是可以使用,因为域控制器就算AI的软件。

我们主要做两个东西一个是AI算法,一个是技术软件。AI算法大家了解的比较多,对于机场来说我们觉得最重要的东西就是关于高精定位,车辆必须要知道自己在那里,而不是说像90%的时间是对的,10%的时间不知道了,这个是不行的。这一定是需要有高精地图方式,这个高精地图跟刚才的高精地图不一样,定位地图是属于高精地图一部分,属于静态一部分,这一部分是属于定位。把整个场景做了数据化,就像人眼一样,记住这个场景就可以做定位。我们有一个好处,我们在港口把GPS取下来也可以做定位,像上面有楼房,港口机场比较空旷,比较空旷场景比较小,基于空旷场景高精定位这是去年港口已经运行独创,我们把左边所有小的东西,像地上标识、地上的线都可以检测到,来保证定位的可靠性

时间的关系就不讲太多了,这是我今天主要大概讲的域控制器和AI算法当中的问题,希望后面有更多的交流,谢谢大家。

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