TTTech Auto China总经理欧阳扬提到,辅助驾驶/自动驾驶的软件市场规模在2030年将达到330亿欧元。他表示,自动驾驶的市场需求,主要由更高的安全性、更强的便利性、更低的总拥有成本这三点驱动。
图片来源: TTTech Auto China总经理欧阳扬
然而,高市场占有量下,自动驾驶相关的事故也频频出现。让人不禁要问,自动驾驶/辅助驾驶领域,让消费者满意和对生命安全负责是一对矛盾吗?
欧阳扬指出,目前,消费者在使用产品时,不了解系统什么情况下是安全的,而什么情况下不安全,而从业人员会对这些情况更为清晰,两者存在一定的信息差。他认为,在将产品推给消费者时,需要将生命作为首要考虑的因素,任何技术的推进和发展都不应该以消费者生命作为代价,相比于生命,其他的目标都是其次的。
现如今,供应链关系发生变化,从原来的Tier2-Tier1-OEM的垂直链式关系,转变成现在以平台为中心,水平分层的架构,而这种新的架构会催生新的合作模式、新的玩家、新的交互界面,也会让OEM未来产品的更新速度更快,使用的模块更趋于标准化。为了迎接这一趋势,企业需要在供应链中的每一个环节找准自己的位置,配合OEM满足消费者需求。
自动驾驶功能安全领域的重重困局
以自动驾驶的功能安全领域为例,这一领域正面临重重困难。
首先,在整个汽车开发生命周期中,安全管理的法规要求不断增加。ISO 26262标准会根据不同的ASIL等级,导出对应的Safety Goal,基于系统架构识别出可能违背Safety Goal的系统软硬件要素,对这些要素分配具体的功能安全需求:比如ASIL D的安全标准最高,也就对应着最为严苛的功能安全开发要求。
第二,电子电气架构从分布式架构转向集中式,一方面为整车系统带来一定的便利性,但同时也为软件开发带来挑战:算力迭代倒逼软件开发周期缩短,工程师工作量大幅增加;集成趋势下,多个软件运行在同一芯片上,互相竞争硬件资源,会发生内存、通信、数据处理上的互相干扰,可能影响运行时效,甚至应用程序可能失效,造成安全性后果。
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第三,在L2级别驾驶员随时接管的部分自动驾驶向L4级别自动驾驶80%场景下的自动驾驶跨越的过程中,汽车对外界的感知总存在一定的误差:比如有车辆将白色车厢识别成天空。那么,如何在汽车出现错误感知时仍然能够保证其安全性?如何确保深度神经网络在所有极端情况下例如,欺骗系统的场景模式和像素点集都具备可靠性?
由此,智能辅助驾驶和高阶自动驾驶需要一种失效可运行的系统架构,确保必要的安全冗余,防止共模故障;同时搭配“创新、开发、友好”的软件架构,允许快速引入功能升级,从而不断强化安全性。
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第四,自动驾驶系统从故障静默、故障降级,升级至故障可运行的状态,这一转变也将导致行业洗牌。可以类比航空航天行业,企业要从军用飞机供应商转入商用飞机供应领域,必须拥有一定的安全认证积累,否则就难以满足商用飞机的安全性和认证需求。在这个过程中,企业原来的很多产品都需要推倒重来,欧阳扬表示:“在军用飞机上没有问题的软硬件产品,在商用飞机领域可能要从底层到架构全都重新开发。”
同理,在汽车自动驾驶向L4级别的演进过程中,只能满足L2或者L2+级别的供应商可能需要重新开发产品,甚至建立全新的产品线。
第五,自动驾驶系统需要应对复杂多变的场景,而行业目前主要关注显而易见的自动驾驶风险,对于来自未知、偶发的极端场景corner case并没有给予足够的重视。根据长尾理论,这些零散需求的必要性在总和上很可能超过头部需求。因此,自动驾驶系统的开发必须使用精心设计的验证策略,还需要在其核心算法中设计一定程度的多样性,以去掉长尾。
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考虑到诸多困境,欧阳扬认为,目前对自动驾驶的宣传可以保持克制,让消费者形成对于自动驾驶风险的清晰认知;另一方面,从车辆自身的功能安全设计到车路协同,企业需要以大量模拟、验证、仿真的手段将长尾缩小。
以安全为基因的TTTech
TTTech名字中的“TT“,代表时间触发Time-Triggered,该理论来源于奥地利的国家院士、TTTech的创始人Hermann Kopetz教授,他在研究可靠的实时系统理论中创立了时间触发架构Time Triggered Architecture和时间触发技术。
目前,时间触发技术已被广泛应用于各行各业,比如航空航天领域在使用时间触发以太网TTEthernet,TTP, ARIC659等;汽车领域在TSN时间敏感网络中使用了时间触发技术,TTTech正是TSN标准的制订者,推广者和实践者之一。
以上是TTTech命名的由来,TTTech的产品布局集中于飞控,电源系统,主干网络等安全关键或混合关键领域,被应用于波音787,空客380,中国C919,美国宇航局猎户座飞船,欧州空间局阿丽亚娜系列运载火箭等几十个航空航天项目上。欧阳扬强调:安全是TTTech的基因。
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产品与咨询服务并行 保障自驾系统功能安全
进入汽车领域之后,TTTech Auto主要提供安全自动驾驶解决方案组合Motionwise和汽车安全咨询服务。
Motionwise属于汽车功能安全中间件,介于硬件、操作系统以及上层应用软件之间,包含服务以及开发工程中所需要的各项工具链,提供符合ISO 26262标准的的独立安全元素SEooC、可以实现跨 SoC全局调度、确保端到端的任务确定性、充分调动车内各种资源,从应用层面降低总体成本,确保整个系统的功能安全。
此外,TTTech正推出模块化的MotionWise版本,这一版本可以填补AUTOSAR AP,ROS2,包括OEM自研中间件中,对跨SoC和跨域确定性通信内多任务编排、混合关键任务调度等领域标准的空白。
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另一方面,TTTech Auto提供针对高级别自动驾驶的咨询服务:包含安全性活动、安全性开发、后期生产和管理四大部分,具体包括车辆的危害分析和风险评估、安全性审查细则、ASIL分解、第三方软硬件安全手册集成、代码和架构审查等多个细分方向。
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软件定义汽车的趋势下,越来越多人将汽车看作第三生活空间、移动智慧体,但这些名号传唱得再广,汽车仍然首要作为载人工具而存在,安全始终是是一切新式功能开发的前提,这一点尤其体现在解放驾驶员双手的自动驾驶领域,因此,显而易见的自动驾驶风险和偶发的极端场景都需要得到解决,要做到这一点,必然离不开行业内外的协作共赢。
以上内容根据TTTech Auto China总经理欧阳扬于2022年8月4日由盖世汽车、AUTOSAR组织联合主办的2022第三届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日发表的《加速实现软件定义汽车》主题演讲进行理解和整理。
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