美國時間5月14日,IoTWorld2019將在美國硅谷圣克拉拉會議中心舉行,今年的主題是“工業與IOT的交互”,雖然這個展覽是付費的,但仍有超過12000人報名參會,大批IOT產品在展會上展示,僅入圍IoTWorld產品獎的產品就有500件!由此足見其熱度!
5月13日,IoTWorld2019預備會議也在這里舉行,分為IoT與生命拯救、IoT與渠道、Eclipse?IoT開發和智能交通系統四個分論壇,其中,智能交通系統由美國工業互聯網聯盟承辦,邀請了來自博世、賽靈思、RTI、甲骨文、GuardKnox、LHP、MITRE等公司的技術專家就自動駕駛安全與未來進行了深入探討。
人類對自動駕駛充滿期待
這是一張1831年的卡通漫畫,當時汽車發明不久,作者認為未來道路是極其危險的,擁塞了大量的車輛。這位作者想象力確實豐富,如今高速路上的車流確實很大,但是只要遵守規則是不會有危險的。
再看這張圖,這是上世紀50年代美國一幅關于自動駕駛的廣告畫,畫中的人物輕松地玩著填字游戲,任由汽車飛馳,這個理想已經在實現了。
這是1940年代一幅關于2011年東京的科學漫畫,作者想象2011年的東京交通工具有很多種,有在高空飛行的,也有在地面飛行的,可惜我們唯一實現的就是那個立交橋吧。
這是一幅關于自動駕駛的設想,在這個構想中,自動駕駛車儼然成為一個流動的家,人可以在上面辦公也可以休息還可以娛樂,這上面甚至還有烹飪的工具,人可以在車里烹制自己喜愛的食品,這個可以實現嗎?
要實現這個目標,就意味著自動駕駛要達到Level5的水準,這個目標可以實現嗎?
自動駕駛挑戰巨大
不過要實現這個挑戰非常大!
首先是軟件復雜度驚人!博世軟件創新事業部的KaiHackbarth分享了戴姆勒公司用高塔比喻軟件復雜度的圖示,如果1955年的奔馳S級轎車復雜度是3米,那么2020年S級轎車的復雜度就是哈利法塔的高度,軟件復雜度呈指數級上升!
GuardKnox公司的CTODionisTeschier則用具體代碼行數來說明這個復雜度,從他的圖例中看到,現代轎車需要150個ECU,七個網絡,而火車代碼是145000行,到了飛機是400萬行,到高級轎車是1億行代碼,而無人駕駛車呢?其代碼是3億行!
這真是非常驚人的數字!當我詢問他是否可以實現Level5水平的自動駕駛時,他說:“可以,但是非常難!”
自動駕駛挑戰應對
由于自動駕駛關乎人的生命,因此其可靠性要求非常高。DionisTeschier提出了一種網關架構來應對自動駕駛的安全挑戰。
他還對比了IT架構安全和汽車架構安全,顯然汽車安全級別要高很多。
他提出了幾種提升汽車安全的策略,這些措施通過鎖定機制實現了系統安全。
有專家提出了一種VisualSystem集成器來解決自動駕駛軟硬件設計復雜度問題,號稱可以提升設計效率。
他表示利用部分動態可重構技術可以響應需求,動態改變系統的功能。
而博世的KaiHackbarth提出了空中編程的思路實現軟件定義交通工具,他也提出系統要使用FPGA來實現硬件可更新以兼容OTA的架構。從目前來看,全球量產的L3奧迪車采用的就是FPGA做ADAS處理,看來未來車廠會傾向于使用FPGA做硬件可重構。
隨后全球FPGA領頭羊賽靈思汽車事業部總監DanIsaacs則介紹了賽靈思公司在硬件可重構方面的優勢。
他特別強調了FPGA的動態功能交換功能(DFX),與OTA果然是絕配,實現功能的升級和改換。
他還強調DFX可以提升系統及靈活性。
他也介紹了FPGA了在汽車AI方面的應用實例。
圓桌論壇對話
在介紹環節之后,現場還進行了圓桌論壇環節,與會嘉賓回答觀眾的提問進行深入探討。
甲骨文公司的企業云架構負責人ShyamNath介紹了數字孿生(也叫數字映射)技術在工業和自動駕駛中的應用。DigitalTwin數字孿生:是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據,集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。DigitalTwin是一種超越現實的概念,可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。
ShyamNath數字孿生在工業交通中已經有很多應用。
他說:“數字孿生就是把物理世界跟傳感器世界融合在一起的藝術。”
RTI公司首席解決方案架構師RajiveJoshi博士分享了高級自動駕駛車的連接架構,他指出自動駕駛汽車是復雜的分布式系統。它結合了視覺、雷達、激光雷達、接近傳感器、GPS、地圖、導航、規劃和控制等組件。這些不同的模塊必須組合成可靠、安全、牢固的系統,可以實時分析復雜的環境并對其做出正確反應。理想的自動駕駛系統是高可靠的、不能出現任何錯誤的實時系統,微妙級的系統故障有可能會釀成無法預估的損失。RTIConnextDDS通過簡化構建完全冗余系統的難度來滿足數據持續可靠、可達的需求,這些數據的來源可以是由計算機、傳感器、云端等任意一種。RTIDDS標準提供了可靠、靈活、實時、安全的連接,RTIDDS在超過10億美元的產品線中被證明是可以信賴的產品。
RTIConnextDDS還允許通過在中間件收到多份數據時,僅向上層應用遞送一份有效數據來進行智能的冗余網絡傳輸。由于RTIConnextDDS在高性能、大規模的IIoT系統中已被證明是最成熟的中間件,它的諸多特性可以滿足自動駕駛系統中苛刻的各類需求。
RTIConnextDDS通過無服務器、無代理的模式直接發送節點之間的消息,并盡可能通過使用多播、優化發送和接收代碼路徑的方式來保證實時性能。
aicas公司聯合創始人兼CEOJamesHunt博士認為未來的汽車技術一個邊緣設備。
而軟件是不斷增值的源泉。
而LHP公司副總裁兼聯網安全首席架構師SvenSchrecker表示功能安全沒有考慮聯網安全,而這是自動駕駛汽車需要嚴重考慮的。
總之在自動駕駛的發展道路上,挑戰很多,除了設計挑戰還有安全挑戰,但是這些總歸都是能解決的,因為半導體技術在不斷進步,同時人的智慧潛能是無限的。
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