◆环境模型是自动化驾驶的核心要素。一目了然——随时随地掌控车辆环境动态
◆环境传感器高清三维激光扫描雷达支持实时三维机器视觉，无需使用任何机械移动件。
◆中央域控制单元：辅助和自动化驾驶控制器（ADCU）将作为构建复杂汽车周围环境模型的平台。
能够可靠地感知汽车外围环境并实时进行准确的评估，是对尖端的高级驾驶员辅助系统和自动化驾驶的基本要求。国际科技公司大陆集团正在致力于打造下一代环境模型，以无缝、逼真的360度全景视图完整呈现车辆外围环境。为了能接管驾驶员的操控工作，自动化驾驶汽车必须在获取和构建情境信息的同时，不断获取数据并对数据进行处理和解读。这是实现尖端自动化驾驶的唯一办法，即能够掌握从笔直的高速公路到路况极复杂的城市环境等不同驾驶环境。可靠的环境模型需要一系列的信息，例如其他交通参与者的信息、道路边界等静态对象的信息、车辆自身的精确位置以及交通管理措施。大陆集团高级驾驶员辅助系统业务单元负责人Karl Haupt表示：“为了使系统逐步获得这些信息，需要使用雷达、摄像头和360度全景系统等一系列传感器来收集汽车周围环境的信息，使系统收集的信息与人为了解的一样多，甚至更多。传感器越多，感测范围越大，采集的数据就越多，借助强大的计算机系统将这些数据综合在一起，有助于优化视野，也是呈现统一周围环境视图的关键所在。”
↑大陆集团高级驾驶员辅助系统
不同的环境传感器，不管是雷达、摄像头还是360度全景系统，都免不了具有各自的物理优缺点，在有些应用中，这些传感器会达到其功能的极限。之所以需要更多传感器，除了提供额外的信息（如后端信息）外，还为了增强可靠性和稳定性，并进一步实现冗余。Haupt说：“因此我们才要研发高清三维激光扫描雷达。这种传感器完全能满足监测汽车外围环境的严格要求，可捕获并处理实时三维机器视觉，不含任何机械组件。”各种传感器采集的数据可以在各个传感器中进行处理，也可以在中央域控制单元上处理，从而构建高精度的车辆外围环境模型。要处理和分析的数据量越大，需要的计算能力就越高，因此需要更强大的控制单元（能力高于目前现有的控制单元）来构建和管理环境模型。环境模型表示各个传感器和不同应用之间的中间软件层。该层含有数据融合和预期设入的算法，旨在增强精度和可靠性，扩大各个传感器的视野，充当不同功能的抽象层。大陆集团的辅助和自动化驾驶控制单元将用作评估和解释所采集信息的核心点，以高于50次/秒的速度生成环境模型。
从航空应用到公路交通：高清三维激光扫描雷达
高清三维激光扫描雷达是生成完整的三维环境模型的核心组件。大陆集团高清三维激光扫描雷达业务负责人ArnaudLagandré表示：“该项技术已经在航空领域进行部署。利用此项技术生成的整个汽车外围三维视图（白天和夜间）更全面、更详细，即使在恶劣的天气条件下也能可靠地工作。”高清三维激光扫描雷达进一步丰富了大陆集团用于高级驾驶员辅助系统的环境传感器产品组合，支持高度全自动化驾驶与其他传感器组合使用。此产品计划于2020年开始批量生产。
↑大陆集团高清三维激光扫描雷达
与目前使用的许多扫描仪部件相比，高清三维激光扫描雷达只有两个关键部件：一个是激光，另一个是高度集成的接收器芯片。激光用作发射源（类似于照相机的闪光灯），可作为200米以内的汽车外围环境的照明源。接收器芯片在概念上与数字相机中的传感器芯片类似，但它还能记录激光脉冲传输时间，并将反射回来的光记录到各个像素上，以对应于被测物体的相对距离。这种方法简单而高效，能在每次激光闪光时都生成高精度、无失真的周围环境图像。
Lagandré说：“通过这种方式，只需用时1.32微秒，就能以30次/秒的频率构建出完整的汽车外围环境三维模型，模型覆盖的范围近至离汽车几厘米，远可达200多米。此外，还可以准确测量与各个被测物体之间的距离。”“这种方法复杂性低，工业可行性高，因此我们能够有效地在汽车周围安装多个传感器，从而能够实时生成完整的360度的汽车周围环境全景图像。”
↑大陆集团高清三维激光扫描雷达
↑大陆集团高清三维激光扫描雷达
采用最严格安全要求的中央计算机为自动化驾驶保驾护航
辅助和自动化驾驶控制器是由多个不同处理单元构成的网络，用于对采集的数据进行评估和解析，并最终构建出一个完整的环境模型。控制单元在电子底盘和安全系统互连中也发挥着关键作用。通过将用于单独操作的系统互连，扩大了控制单元的作用范围。由于干预决策是以集中方式协调，因此对不同系统同时进行干预可实现完美相互协调。隶属于高级驾驶辅助系统业务单元的辅助和自动化驾驶控制器产品负责人Michael Zydek表示：“对于大陆集团而言，辅助和自动化驾驶控制器是实现必备功能性安全架构的核心元件，也是控制自动化驾驶所需的中央环境描述和驾驶功能的核心单元。”
目标是推出面向辅助和自动化驾驶的可扩展产品系列，满足即将于2019年实施的最严格安全功能等级要求（ASIL D）。控制器将配备与以太网和低压差分信号（LVDS）的各种连接，以管理所需的数据流。Zydek表示：“在开发过程中，我们是将辅助驾驶控制器和自动化驾驶控制器区分开来的。辅助驾驶控制器是用于高级驾驶员辅助系统的可扩展控制器模块，针对每个设备级别，提供包括传感器和控制器在内的成本最优完整产品包。而自动化驾驶控制器是一台功能强大的计算机，能满足高度自动化驾驶的要求，专注于环境模型的特定数字结构，是面向ASIL D的计算机，具备实时性能。”
大陆集团目前在全球范围内（美国、日本、中国和欧洲）开发和生产用于自动化驾驶的必备部件和系统。为了实现自动化驾驶梦想，研发工程师们正在着力研究以下六大要素要素：传感器装置、仪表的互联性、人机对话、系统架构、可靠性与自动化驾驶的接受度。
