這是一場關於技術革命和人工智慧方面的競爭。交通運輸方面的趨勢與突破,表明自動駕駛汽車將會提供一個創新和技術進步的平台,這將揭示出我們這個時代的下一個先鋒,或者可以說這是一場新的工業革命。

以往一些被認為是不可能實現的夢想,現在陸續成為了現實,在這個進步的過程中,你可能會停下來問:「我們什麼時候才能看到無人駕駛汽車這一願景得以實現,甚至成為我們日常生活中常見的事物?」是否會有一種普遍存在的自動駕駛和人工智慧,以汽車的形式顯現出來,無需人員操控方向盤即可運送人員、貨物和服務呢?對於這一天何時到來,眾說紛紜,而且,為了使這一天成為現實,業界也面臨著許許多多數不勝數的挑戰。

當今自動駕駛汽車的舞台上存在著數之不盡的挑戰,這一市場即將見證到數量繁多而又不斷發展的創新成果;迄今為止,在管理方面的需求就是這個產業將要面臨的最大挑戰之一。然而,我們該如何因應呢?

簡單說來,靈活性至關重要

我們業內的許多人都在要求高度的精確性、可靠性與感知上的準確性,從而實現無人操控的車輛;如果說靈活性就是答案所在,似乎有違常理。但是,當您檢視自動駕駛領域內的一些主要模組時,很快就會發現,靈活性是絕對有必要的。

感測器的性能不斷改善,現在已經開發出能夠對車身進行360度感知的感測器,隨之而來的就是對移動大量資料所產生的挑戰──包括壓縮資料和原始資料在內。然後,這就衍生了一個問題:哪種網路架構的設計最為有益?究竟是保持分散式架構(對感知分佈進行分類),還是進行集中處理呢(全部的原始資料和處理工作都透過運算模組處理)?目前還沒有明確的答案,因為兩個選項都存在著巨大的優勢,兩者相互鬥爭,沒有一方能夠淘汰另一方。

網路資料

可以從靈活性中獲益的第一塊基礎,就是要在系統延遲較低的前提下,在全部感測器之間實現時間同步:車輛內部的網路資料。

隨著不斷的演化,新的網路解決方案可能會聚合並合併起網路流量,將其用於關鍵任務型、帶有時間戳記的同步資料。車輛的網路連接是一項挑戰,將會不可避免的對整個接線方法重新下定義,在實現無處不在的自動駕駛的過程中可以發揮重要的作用。在星形接線組態中,每個感測器的接線單獨接入回到中央控制模組,正如當今大多數的車輛中的方式;然而,這種組態下的獨立系統將來並不會成為車輛架構要採用的方式。

在專有的序列化鏈路上操作新型及原有的網路,例如 CAN、LIN 或視訊鏈路等等,也是不可行的──並且是不靈活的,這是因為越來越多的感測器都被新增或合併到混合型的感測器解決方案中。如果能夠靈活的將不同類型的網路和感測器的分區聚合起來,通過單獨的通道和協定將其接回到運算模組,那麼這種方式就會具有最大的靈活性,同時還可以降低複雜性、重量及成本。

硬體

在追求真正自動駕駛汽車的過程中,硬體就是產業遇到的第二個挑戰。在今日的自主運算解決方案的世界上,大多數的解決方案強調的是以自訂運算模組的形式作出貢獻,從而滿足一個單一產業的利益或需求。這類「單點解決方案」往往是封閉的,成本極其高昂。隨著在常規的節奏下新型的矽技術和處理能力逐漸問世,這類解決方案在許多方面均缺乏靈活性。新的矽功能或者新增進的功能往往需要全部重新設計,從而應對高溫方面的挑戰,或者利用新的輸入線纜和連接器解決方案──舉例來說,各種挑戰推動產業為下一層次的創新更新設備(retooling)。

我們並不需要回顧很久以前的歷史來瞭解電腦產業是如何發展過來的。在這一產業,集中的大規模硬體運算資料中心逐漸讓位給更加敏捷的分散式個人電腦產業模式。隨著個人電腦產業的過渡,我們見證了形形色色發展過程的一系列更迭,以及在硬體的成熟過程中靈活性是如何扮演了重要的角色。與靈活而又可升級的解決方案相比,單點解決方案的消亡過程要快的多,這樣就有助於市場創新的進一步擴張,並且促進了更好、更快的市場創新。

軟體

除了網路和硬體上的靈活性以外,在追求無處不在的自主性的過程中,軟體也構成了局限。大家對於軟體的演化都有著清楚的瞭解,無需多言。我們知道,軟體上將會有無窮無盡的創新,而這些進步將會對自動駕駛汽車所渴望的人工智慧作出改進。

然而,更大的挑戰是要以細水長流的方式,在汽車的複雜環境中實現幾乎每天都在出現的進步。毫無疑問,每種感測器和每一運算模組在每月、每週、每天甚至每小時都需要更新。但是,在如同車輛一樣複雜的環境下,如何來實現這一點呢?非常有可能的是,未來會利用遠端資源來完成這項任務,隨著開始採用並且不斷的利用共用的行動性與行動即服務(MaaS),這類資源可以滿足預期中對更高利用率的要求。

如果未來的車輛必須時常回到經銷商處進行升級,那麼便是不切實際;不僅是成本與實際性,更不用說還有對安全和安防的顧慮,都要求自動駕駛汽車技術成為一種真正普遍採用的技術,因此必須具備遠端更新的能力。

試考慮一下我們都有的智慧型手機,假如智慧型手機在有必要更新時,每次都需要完全的重新把韌體載入設備,就會非常不便。因為在當今以及未來,路上的車輛都必須具備這麼多必要的獨立組成部分,才可以獲得充分的功能性、安全性、穩健性,並且可以良好的執行,考慮到這一點,便會發現這種做法實在不那麼實際了。

我們需要充分的瞭解每種設備中軟體的目前狀態以及韌體的版本級別。對每台設備的健康和效能進行監控,從而保持這種資源的良好執行,又是另一個必需的條件。對於遠端更新軟體和韌體的需求,將要求我們的產業採用一種全新而又一致的無線(OTA)的方式。憑藉一種開放、安全而又靈活的方式來更新軟體,是實現真正自動駕駛的一項要素。

隨著自動駕駛汽車日益成熟,靈活的在網路、硬體和軟體等每個領域實現OTA更新的能力,將促成一條更加迅速和穩健的途徑來實現自動駕駛汽車既定的願景,確保價格上的承受能力。如果沒有這些主要的項目、沒有開放而又靈活的平台方式,產業在實現無處不在、能夠無需操控方向盤即可運送人員、貨物和服務的車輛這一願景的過程中,就會受到時間的約束。

本文同步刊登於EDN電子技術設計2018年11月平面雜誌