首页 > 报告 > 行业报告 > 四年时间同济大学为智能汽车做了些什么?

众所周知,智能汽车是汽车的未来,要打造这个未来不仅汽车厂商们正在努力,我们的大学学府也正在为之做出贡献。作为国内知名学府——同济大学仿佛已经走在了各大高校的前列。

上海,安亭,这个全国知名的汽车城镇,而就在上海国际汽车城曹安公路4800号,就是是同济大学嘉定校区校址。由校门穿过广场右转,就可以陆续看到零散停靠的测试车。位于迩楼的智能型新能源汽车协同创新中心,集中了一批汽车前沿的创新研究的顶尖人才,在这里他们付出了4年的辛劳,那么这四年间,同济大学究竟为智能汽车做出了哪些贡献?

如何孵化汽车创新

智能型新能源汽车协同创新中心(以下简称协同创新中心)由同济大学和上汽集团牵头建立,数家高校企业参与其中,是一个帮助科研项目产品化的创新平台。根据上汽集团的产品规划和行业趋势,同济大学做一些探索性基础研究,上汽集团前瞻技术部则关注产品化,基础到产品的过渡则由协同创新中心协调。

结构框架如此设置的原因,也是考虑到高校在整个行业中扮演的角色。作为院校同济大学更善于孵化不同的观点,对于技术探索开发的容错更高。 而明确市场需求、确定质量指标、控制成本的工作就交给更擅长的企业来做。

在和中心的交流中,副主任李中亮强调了协同创新中心的桥梁作用。“在挑选项目时不会过于讲究先进性,而是关注实用可靠,根据内容和等级上进行项目筛选。”

李中亮表示:智能网联汽车是一个跨学科的系统工程,如果要面向实用,不是一个小团队做成的。协同创新中心的任务之一就是把学校各个老师的“单体化研究”集成起来,包括汽车学院、交通学院、电信学院、软件学院、测绘学院在内的学生,都已在协同创新中心参与项目。

协同创新中心成立于2011年8月,2014年起,任职于上汽的李中亮开始在这里驻扎办公。某种程度上,这一安排也说明汽车创新发展过程中,高校参与度开始逐渐增加。

比如上汽正在协同中心进行智能汽车的相关评估。其中涉及的整车测试包括通讯和基础设施等测试,需要大量完备的资源和学校齐全的学科体系。而智能汽车要从设计阶段牢固基础,技术参与和修正要在商品化之前全部搞定,这也要求高校更早参与到整车规划中去。

目前协同创新中心内有多个创新小组,锂电池、线控系统、毫米波雷达、智能评测等先导项目都包含在内。先导项目筛选后与上汽前瞻技术部进行产品化尝试,在协同创新中心,笔者获得了一些项目信息。

智能化在如何影响汽车测试

智能汽车的发展,正在逐渐改变汽车测试体系。在以往的汽车安全测试中,只含有被动安全的考察选项,随着主动安全的兴起,包括NTHSA、HIS、E-NCAP在内的多个机构都在逐渐将主动安全纳入考虑,对汽车安全的检测重新定义。

汽车安全技术研究所所长朱西产在协同创新中心参与的项目,就是智能汽车测试。拥有数十年汽车安全测试经验,他被问到智能化对汽车检测带来的新思考时,提到了一个名词:一体化安全。

他认为评测要考虑整个事故过程的安全,包括主动安全保护,碰撞、被动安全保护。因为在多数情况下,主动安全的制动或横向控制无法避免碰撞,主被动之间存在关联。

这就要求在汽车设计阶段开始考虑一些问题。除了加速度传感器,能不能加入ADAS传感器设计安全气囊弹出机制?在车辆发生碰撞时,如何控制转向,选择用什么角度撞击最安全?

这其中最困难的部分,还是一些主动安全时代的未知情况。

比如增加AEB功能后,前车制动车尾抬起,后车跟随制动车头下沉,进而导致后车钻车。那么要讨论的新话题就是,车速为60km/h的无AEB碰撞和50km/h有AEB钻入,哪种伤害更大?除此之外,紧急制动后,驾驶员处于前倾状态,是否会加大对乘客颈部的伤害?

上述问题只是汽车智能化带来的影响之一,随着新情况出现,然后慢慢归类到测试体系中,同济大学关于智能汽车的评测体系也正在框架搭建之中。更重要的是,测试可以为制定标准提供支撑。在科研院校确定测试方法后,标准制定更加容易进入流程。

这项研究在5月19日同济大学与上汽签署的《共建共营智能网联汽车测评基地合作协议》中有所体现。同济大学将会自建智能车测评基地,侧重上汽的产品测试。与更加重视科普的上海国际汽车城无人驾驶测试基地一道,作为智能网联汽车(上海)试点示范区的组成部分。

一辆自动驾驶电动清扫车

在本月初上海汽车城无人驾驶测试基地的开园仪式上,同济大学展示的自动驾驶电动清扫车也是协同创新中心孵化的产品。这辆车由同济大学与上汽南京南汽专用车有限公司等合作完成,整辆车使用了同济大学自主研发的低速自动驾驶技术。

这辆车的意义在于,将同济大学的自动驾驶技术产品化。低速自动驾驶技术更加可靠,因此是尽快商业化的路径之一。

这辆自动驾驶电动清扫车装载了超声波、长短距雷达、摄像头等传感器设备,在产品化过程中做减法。传感器融合获得的数据与决策系统对接,用于车辆行驶导航、躲避障碍以及错误管理等功能。整车通过锂电池组供电,使用线控系统,并搭载了车载北斗高精度导航系统用于实时定位。

目前自动驾驶电动清扫车处于测试阶段,车上装载了各类传感器装置,测试的主要工作是收集数据,在产品化的过程中逐步做减法。考虑制作高精度地图的难度,技术路线也会灵活调整。

根据计划,明后年会在今年3辆的基础上生产第二批30辆样车,第一步封闭道路运行,下阶段会进入固定线路开放道路。自动驾驶电动清扫车上路后,车速大约为10km/h,可以全自动驾驶也可以人工操控。

毫米波雷达国产化

针对中国特定市场设计,为国内用车和道路定制,毫米波雷达产品的本土化,为国内产品研发提供了尝试机会。作为国家千人专家之一,白杰在协同创新中心的工作更加关注智能汽车的感知阶段。他手头正在进行的工作为毫米波雷达的国产化,同济大学正在为此打磨一款自主研发的24GHz远距离毫米波雷达。

目前市面上国产毫米波雷达自主研发多为24GHz与77GHz两类,之所以选择这一频率有多个原因。第一是芯片,77GHz芯片获取困难。第二,24GHz频率更容易控制性能,77GHz的毫米波雷达更难控制RF噪声,性能一致性就难达到。第三,制造工艺,24GHz的工艺现在手机产品集成就可以满足。第四,国内对24GHz的频率无限制,而且成本比77GHz更低。

目前同济大学的毫米波雷达处于试制生产阶段,计划明年量产。团队有日立、大陆、德尔福在算法上的积累,不用从0摸索,硬件方面的牵头人才也已经陆续到位。

在实验室制造一个Demo件并不困难,谈起国产毫米波雷达之所以难以量产,白杰认为这是一个从雷达零部件,信号处理到车载控制系统的系统工程。

但就毫米波雷达产品本身而言,由高/低频电路、天线、雷达算法共同组成决定。天线决定波的发射和接收,高/低频电路、算法软件处理雷达信号与目标跟踪,最后的合理装配也要考虑如何减少衰减。

其次对产品的研发设计测试生产整个周期,要对性能和价格进行平衡,对产品线进行平衡,而且每一代产品设计间进行连接迭代,也是一个更大范围的系统工程。

为了打磨毫米波雷达产品,目前同济大学正在对产品进行三道测试。第一,产品初期阶段的室内测试,建设电波暗室减少电波干扰和雷达漫反射,用测试仪器来评价标定做软件测试。第二,一般道路测试,将毫米波雷达在室外相对静态放置或进行标准运动,评价毫米波雷达对障碍物的检测情况。第三,实际车载环境测试,将毫米波雷达装车,在实际驾驶场景中观察应用情况。

智能型新能源汽车协同创新中心短暂一瞥,可以看到智能化所需的创新,已经在各个学科间协作展开。企业与高校各司其职,企业依靠自身的市场敏感度把握研发方向,高校利用宽容的研究环境孵化最新想法。每一个关于产学研合作的尝试,都在帮助技术从实验室走进汽车。

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