BMW - 可扩展、安全和Multi-OEM的自动驾驶平台架构

1、平台架构需要应对的挑战

1）数据
数据搜集 → 数据中心&大数据处理 → AI训练和算法评估

图1. 数据层面的挑战
2）软件环境模型 → 预测→ 驾驶策略

图2.软件层面的挑战
3）硬件&接口
360°传感器感知、高精地图与定位 → 高性能且安全的车规级芯片→运动控制

图3. 硬件层面的挑战

2 、平台架构的可扩展性

2.1 可扩展的平台架构

图4. 可扩展的平台架构

2.2 通用可扩展的传感器概念

图5.通用可扩展的传感器概念

1） L2级：ADAS基础配置：4全景摄像头 + 12超声波传感器 + 4个角毫米波雷达 + 1个前置长距毫米波雷达 + 1个智能前视摄像头（5R1V）

2）L3级：高速公路自动驾驶（在L2级上进行扩展）
新增扩展配置：2个后置毫米波雷达 + 2个短距离侧视毫米波雷达 + 1个后视智能摄像头 + 1个远距离智能前视摄像头+1个前置激光雷达（9R3V1L）

3）L4/L5级：市区自动驾驶（在L3级上进行扩展）
新增扩展配置：1个宽视野前置摄像头 +4个角激光雷达 + 2侧前视摄像头+2个侧后视摄像头 （9R8V5L）

3、 平台架构的Multi-OEM特性

通过一个Multi-OEM特性的应用程序接口，将将通用的软件堆栈与OEM特定的软件和硬件连接起来；

图6. 平台架构的Multi-OEM特性

4 、平台架构的安全性

4.1 自动驾驶的十条安全准则

1）由于系统负责执行驾驶任务，因此功能安全需要冗余

2）如果达到系统极限，则系统需要将这些风险降到最低或在足够的时间内执行安全的TOR

3）系统在交通流中的行为需要是可预测的，需要考虑所有有效的交通规则

4）驾驶员的责任：驾驶员监视和清晰的模式意识必不可少

5）如果驾驶员不响应系统启动的TOR，则必须执行最小风险操作

6）驾驶员操控驾驶程序启动的激活和停用需要驾驶员有明确的意图

7）需要考虑自动驾驶对驾驶员的影响

8）网络安全性 - 防止系统被篡权操控

9）系统处于活动状态时进行数据记录是识别和记录异常事件的必要条件

10）必须进行包括模拟仿真在内的多阶段验证，以确保达到安全目标

4.2 功能安全概念需适合任何软件堆栈

图7. 功能安全概念的可预测性

4.3 自动驾驶安全概念的主要优点

图8. 基于安全概念进行合作的好处

参考资料：

1. SCALABLE, SAFE AND MULTI-OEM CAPABLE ARCHITECTURE FOR AUTONOMOUS DRIVING.

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