博世首次展示4D成像雷達等技術(shù)成果

2021年10月15日，博世在上海舉辦博世汽車與智能交通技術(shù)創(chuàng)新體驗日。作為全球領(lǐng)先的汽車與智能交通技術(shù)供應商，博世帶來了豐富的產(chǎn)品并展現(xiàn)了其在智能汽車、電動出行、自動駕駛等領(lǐng)域的技術(shù)積累。

其中，智能化方面首次展出了博世第五代毫米波雷達至尊版（4D成像雷達），同時博世駕駛輔助升級版功能和已量產(chǎn)的智能座艙域控制器也集體亮相；電動化方面則主要展示了博世首款三合一電橋、燃料電池模塊等核心部件。傳統(tǒng)“技藝”方面：博世帶來了可以支持更高階駕駛輔助的電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，同時，出現(xiàn)在體驗日賽道上還有基于智能集成制動系統(tǒng)IPB開發(fā)的本土創(chuàng)新功能舒適制動，它將給你帶來“老司機”般的體驗感。

乘用車部分

作為邁向自動駕駛的基石，高級駕駛輔助功能是現(xiàn)階段的重中之重。無論是駕駛輔助，還是自動駕駛，作為復雜的系統(tǒng)，它包含感知、決策和執(zhí)行三大技術(shù)環(huán)節(jié)。針對這三個方面，博世對自己的產(chǎn)品進行了全面升級，并在此次體驗日上帶來了全新?lián)Q代升級的產(chǎn)品及功能，這些產(chǎn)品及功能皆為博世在中國市場的首發(fā)。

1）博世駕駛輔助升級版

整套系統(tǒng)包含1個博世第五代前雷達、4個博世第五代角雷達、1個博世第三代多功能攝像頭、1個輔助駕駛域控制器、駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)以及高精度地圖。這套系統(tǒng)可以實現(xiàn)在高速公路上，端到端的輔助駕駛體驗。（行業(yè)也稱其為“自動導航輔助駕駛功能”）

相比博世駕駛輔助基礎(chǔ)版與增強版，升級版在自動跟車、自動巡航以及自動變道等功能的基礎(chǔ)上，進一步拓展了高速公路輔助駕駛的應用場景，配合駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)與高精度地圖提供的信息，讓高速行車更安全、更舒適。

2）博世針對電動兩輪車的自動緊急制動

自動緊急制動，是基于環(huán)境感知傳感器感知前方可能與車輛、行人或其他交通參與者所發(fā)生的碰撞風險，并通過系統(tǒng)自動觸發(fā)執(zhí)行機構(gòu)實施制動，以避免碰撞或減輕碰撞程度的主動安全功能。

相比路面上的車輛，電動兩輪車的動作靈活性更大，同時體積較小，形狀復雜，因此對于系統(tǒng)的運算性能和傳感器的探測識別能力有更高要求。系統(tǒng)既不能發(fā)生誤判突然剎車，也不能“視而不見”，其難度會更大。博世針對兩輪電動車的信息對產(chǎn)品進行了升級，通過前毫米波雷達和前視攝像頭的數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)了專門針對兩輪電動車的自動緊急制動。

3）博世第五代毫米波雷達至尊版（4D成像雷達）

實現(xiàn)駕駛輔助，首先需要“看”和“聽”來感知汽車周圍的環(huán)境。感知系統(tǒng)在駕駛輔助中起著決定性的作用，大量道路信息需要由傳感器感知得到。博世此次帶來了全新的毫米波雷達產(chǎn)品——博世第五代雷達至尊版，即4D成像雷達。

4D成像雷達與傳統(tǒng)毫米波雷達比較主要區(qū)別是增加了高度探測，對于物體和人的探測更準確、更迅速，點云數(shù)量會更多。同時具備更高的魯棒性，能夠更好地滿足舒適、安全以及自動化的駕乘體驗。

博世第五代毫米波雷達至尊版采用76-77GHz頻段，最遠探測距離高達302米，水平視場角可達120度，垂直視場角可達24度。

其核心特點如下：

通過單幀測量數(shù)據(jù)可在遠距離情況下準確測量目標的位置、相對速度以及運動方向；

對于弱勢道路交通使用者（如行人、騎行人等）與潛在路障（如輪胎、拖車等）能夠進行直接地測量其高度并更好地進行目標分類識別；

適用于NCAP功能（各種自動緊急制動AEB功能以及最高時速達250km/h的自適應巡航控制ACC等功能）

可用于復雜的部分以及高度自動駕駛場景（如交通擁堵等）下提升了系統(tǒng)的舒適性與安全性。

樣車體驗：

4）博世遙控泊車輔助+3D環(huán)視功能+行車記錄儀功能

根據(jù)中國汽車流通協(xié)會報告顯示，全景影像是消費者最關(guān)注的安全功能之一，對于新手司機尤為重要。博世此次帶來了全新的3D環(huán)視功能，低速泊車過程中，3D環(huán)視使用4個近距離攝像頭捕捉車輛周邊視野，將多個圖像畫面進行拼接，使虛擬圖像與即時影像在顯示屏上結(jié)合顯示，提供更加有效視角，避免碰撞風險。

自動泊車方面則推出了全新的遙控泊車輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前都是用的藍牙控制，通訊方式主要由主機廠定義，博世和主機廠定義好藍牙模塊與博世控制器之間的通訊協(xié)議與接口，藍牙模塊與手機APP之間通訊由主機廠負責。

博世行車記錄儀功能為駕駛和泊車過程中出現(xiàn)的事故提供有效判斷依據(jù)。

5）博世家庭區(qū)域泊車輔助

該系統(tǒng)可在博世遙控泊車輔助功能的硬件平臺（12枚博世超聲波傳感器系統(tǒng)與具備4枚近距離攝像頭的環(huán)視攝像頭系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)融合）上，復用駕駛輔助功能的4個角雷達，在不額外增加硬件傳感器的基礎(chǔ)上，通過軟件升級實現(xiàn)記憶泊車功能。整個功能使用方便，只需被教授一次泊入所需停車位的確切路徑，系統(tǒng)將能完全自動地重復泊車。不過需要注意，駕駛員需要對整個泊車過程負責，并與車輛保持在6米范圍之內(nèi)。整個輔助系統(tǒng)的顯著特點是幫助減少家庭區(qū)域狹小車庫內(nèi)低速行駛時的刮蹭。

6）博世智能座艙解決方案

軟件在定義車輛的功能與體驗方面扮演著關(guān)鍵角色，它讓汽車變得更加智能，因此使駕乘者受益。座艙作為人機交互的起點，如何輕松地化繁為簡，博世于本次體驗日帶來了全新的智能座艙解決方案：博世智能座艙域控制器與博世駕乘人員監(jiān)控系統(tǒng)。

博世智能座艙域控制器

搭載全球領(lǐng)先的高通8155芯片平臺，博世智能座艙域控制器將以往獨立的信息娛樂和儀表域的計算功能，集成到一個功能強大的電子控制單元中，高度靈活、模塊化且具備可擴展性。其最多可支持8塊物理顯示屏和12枚攝像頭的系統(tǒng)需求，是當前智能座艙的理想運算平臺。

博世駕乘人員監(jiān)控系統(tǒng)

博世駕乘人員監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部搭載了一顆230萬像素的RGB-IR攝像頭，可以實現(xiàn)主副駕以及后排乘客的檢測。通過捕捉車內(nèi)乘客的眼瞼運動、視線方向等關(guān)鍵點，系統(tǒng)可以在行駛時監(jiān)測駕駛員是否疲勞，并根據(jù)相應程度進行干預；同時也支持手勢識別等功能，提升駕乘樂趣。

7）舒適制動

新手司機在開始時，可能會控制不好剎車力度，“深一腳、淺一腳”的駕駛方式不僅影響舒適性，也增加了追尾的風險。為此，博世帶來了基于智能集成制動IPB系統(tǒng)開發(fā)的舒適制動功能。這套方案系統(tǒng)高度集成，可以為混合動力或是新能源車型提供更高效，動態(tài)響應更好的制動效果。

相對于制動力度和踏板行駛已經(jīng)預想設(shè)定好的傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，博世智能集成制動IPB系統(tǒng)取消了真空助力器，制動助力由內(nèi)部電機完成。當制動踏板位置傳感器感知到踏板位移后會把信號傳遞給控制單元，控制單元經(jīng)過計算，對助力電機發(fā)送執(zhí)行信號，最終助力電機作用于制動總泵并提供額外扭矩，從而實現(xiàn)助力的效果。這樣IPB就能更精確的控制壓力，工程師也能實現(xiàn)不同的踏板感和制動特性的調(diào)校。在此技術(shù)上，工程師可以利用精確控制制動壓力的方式，消除減速度沖擊力，從而使剎車過程變得平滑，最終得到類似“老司機”的剎車體驗。

8）博世集成式車輛動態(tài)控制IVC

從ABS到TCS（牽引力控制）再到如今的ESP®，博世在車輛動態(tài)控制上的研究可謂是積累深厚。在此次體驗日上，博世又帶來了一項車輛動態(tài)控制技術(shù)：集成式動態(tài)車輛控制（以下簡稱IVC）。

這項技術(shù)從2009年開始研發(fā)，是博世的專利。其最早被搭載在AMG SLS Electric Drive上，之后蘭博基尼、阿斯頓馬丁等豪華車制造商也將其匹配到旗下的車型中。

此次國內(nèi)的首秀來自于華人運通的HiPhi。IVC系統(tǒng)主要控制這臺車的制動與后輪轉(zhuǎn)向。車輛低速時反向轉(zhuǎn)向，縮短轉(zhuǎn)彎半徑；車輛高速時同向轉(zhuǎn)向，提升車輛的穩(wěn)定性。

IVC之所以能實現(xiàn)以上功能，在于其獨特的工作邏輯。目前市場上標準的車輛回饋式控制，不同執(zhí)行器或控制器之間需要單獨交流，收到上層控制器回復之后再到下一級執(zhí)行，所以車輛表現(xiàn)與駕駛員請求會有延遲。IVC使用的是前饋式控制邏輯，基于車輛模型的設(shè)計，控制器會統(tǒng)一對所有執(zhí)行器發(fā)出指令， 執(zhí)行器無需等待控制器的進一步的反饋便可執(zhí)行，這樣帶來的好處是整車表現(xiàn)反應更迅速，同時工作更統(tǒng)一。

正所謂“潤物細無聲”，IVC通過前饋式控制邏輯，根據(jù)駕駛員操作來預測車輛的行為，以此啟動相應的控制器，從而帶來更好的彎道性能和牽引力控制體驗，讓車輛擁有更高的穩(wěn)定性和操控可靠性，最終在保障安全可靠性的基礎(chǔ)上讓駕駛者得到最大的駕駛樂趣，適用于主機廠定制化的工程開發(fā)需求。

9）三合一電橋

根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)顯示，2020年中國汽車市場新能源汽車產(chǎn)銷分別完成136.6萬輛和136.7萬輛，同比增長7.5%和10.9%。其中純電動車型和混動車型產(chǎn)銷同比增長，銷量的提升必然會帶來電氣化產(chǎn)品的需求提升。本次體驗日，博世在電氣化方面的重磅產(chǎn)品是三合一電橋。

此三合一電橋針對中國市場研發(fā)，其驅(qū)動電機、控制器以及減速器全部集成在一起，以此形成緊湊的布局，該電橋的最大輸出功率為80KW～200KW，峰值扭矩2000Nm～5000Nm，效率超過93%。

智能化方面，博世的三合一電橋集成電子駐車系統(tǒng)，其控制部分集成在電機控制器中，執(zhí)行機構(gòu)集成在變速箱中，使用時可以進行選配。同時還具備CAN FD及高速CAN通訊，滿足不同的CAN電氣架構(gòu)需求。

除此之外，針對高速電機常見的NVH (Noise噪聲,Vibration振動,Harshness聲振粗糙度)問題也進行了特別優(yōu)化。在設(shè)計開發(fā)之初，從系統(tǒng)層面進行NVH設(shè)計仿真和優(yōu)化，并通過諧波注入等軟件手段控制噪音，保證電橋在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均具有優(yōu)異的NVH特性。

安全方面進行了極端工況測試（碰撞、低壓供電丟失等），其結(jié)果穩(wěn)定，可以處以要求的安全模式，究其原因在于完善的功能安全開發(fā)體系。三合一電橋通過軟硬件功能的配合，采用芯片監(jiān)控、緊急供電等設(shè)計手段。同時產(chǎn)品使用三層功能安全架構(gòu)，最高可支持ISO26262 ASIL D安全等級要求。

商用車部分

氫能被譽為“21世紀的終極能源”。博世非常重視氫能市場的發(fā)展，預計2021-2024年間將在氫動力領(lǐng)域投資超過10億歐元。2021年3月，博世首個在德國以外的氫燃料電池中心在無錫正式投入使用，集前瞻研究、工程開發(fā)、小批量產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化能力為一體，并具備從關(guān)鍵零部件到全系統(tǒng)的測試能力。與此同時，博世與中國領(lǐng)先的商用車制造商慶鈴汽車（集團）有限公司在今年3月正式合資成立了博世氫動力系統(tǒng)（重慶）有限公司。8月，首批搭載博世氫動力模塊商用車已經(jīng)在重慶宣布交付。

另外，中國在2019年發(fā)布了針對商用車自動緊急系統(tǒng)的性能要求和相關(guān)法規(guī)，并開始對商用車（中、重型卡車及大巴）強制安裝自動緊急制動、碰撞預警等相關(guān)駕駛輔助功能。博世在商用車領(lǐng)域的研發(fā)和積累歷史悠久，其產(chǎn)品早已在歐洲大規(guī)模應用。本次體驗日博世帶來了在駕駛輔助方面最新的研究成果：應用于重型商用車的高級駕駛輔助系統(tǒng)和電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

1）燃料電池動力模塊

氫燃料電池具有燃料加注時間短、續(xù)航里程高、零排放等優(yōu)點。博世的燃料電池電動解決方案適用于多種車型及性能需求。博世提供緊湊、高效、可靠、易于集成的燃料電池系統(tǒng)解決方案，專為中重型商用車而設(shè)計。當前展品功率70千瓦（更高功率產(chǎn)品已在開發(fā)中），功率密度高達0.4kw/kg，峰值效率高達60%。該動力模塊采用了博世的先進電堆、氫氣供給模塊、電子空壓機以及系列傳感器。

燃料電池電堆可為燃料電池電動汽車提供電能。該部件由一片片燃料電池堆疊而成。在這些串聯(lián)排列于電堆內(nèi)的每個電池中，連續(xù)供入的氫氣和空氣中的氧氣之間發(fā)生電化學反應，并將由此產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能。該反應僅產(chǎn)生水、電和熱，不排放如顆粒物或氮氧化物這類的污染物。該燃料電池電堆功率密度高，其額定功率可根據(jù)使用案例調(diào)整，并可按電池數(shù)量擴展。

燃料電池控制單元是燃料電池系統(tǒng)運行的中央控制單元，從車輛控制單元中獲取電力和熱能需求以及系統(tǒng)當前的傳感器數(shù)值。燃料電池控制單元控制、監(jiān)控相連的系統(tǒng)部件（如氫氣噴射閥、電子空氣壓縮機、氫氣循環(huán)泵、傳感器等）并提供所需電量。燃料電池控制單元開環(huán)和閉環(huán)控制軟件結(jié)合了基于物理模型的功能?？焖倏刂苹芈房蓪崿F(xiàn)現(xiàn)代電動汽車所需的燃料電池高動態(tài)運行。

2）博世用于重型商用車的高級駕駛輔助系統(tǒng)

博世的商用車高級駕駛輔助系統(tǒng)包含了從視覺到雷達一整套的硬件產(chǎn)品。視覺方面為第三代多功能攝像頭，雷達包含第五代前雷達和角雷達。作為商用車產(chǎn)品，雖然從外形上看和乘用車毫米波雷達近似，但在使用壽命方面得到增強，可以滿足商用車電磁兼容（EMC）和長使用壽命的需求。另外在軟件方面也進行了優(yōu)化，整個產(chǎn)品更適應商用車場景和車輛動態(tài)特性。這套系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動緊急制動、自適應巡航、車道保持以及盲點監(jiān)測等功能，可滿足目前國標的要求。

第三代多功能攝像頭（商用）：該攝像頭帶有集成控制單元，采用可靠的硬件設(shè)計，水平視場角達100度，分辨率高達260萬像素。除了具備支持識別車輛、行人、騎自行車人、道路標識、對向車燈等目標的經(jīng)典算法外，該攝像頭還將博世自主開發(fā)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度信息還原等人工智能算法集成到其片上系統(tǒng)。結(jié)合經(jīng)典算法與人工智能的多路徑算法，支持全面理解各種場景，滿足法規(guī)對于重型商用車的要求。

第五代毫米波雷達（商用）：該雷達傳感器使用緊湊型設(shè)計，重量更輕、能耗更低。全新的線性調(diào)頻序列技術(shù)支持準確、迅速且可靠的物體與行人探測，有效支持復雜交通狀況下的駕駛輔助功能，如自動緊急制動、盲區(qū)監(jiān)測、駛離提示系統(tǒng)等，滿足法規(guī)對于重型商用車的要求。全新一代雷達傳感器為重型商用車提供更優(yōu)的安全、舒適體驗。

3）電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

重型商用車在轉(zhuǎn)向時需要克服的轉(zhuǎn)動阻力力矩很大，普通的機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)難以滿足要求。因此一般會使用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，系統(tǒng)可以將發(fā)動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，在駕駛員控制下幫助其轉(zhuǎn)向。

博世在此技術(shù)上繼續(xù)進行升級，利用電機代替發(fā)動機來驅(qū)動液壓泵，構(gòu)成電液轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（商用車Servotwin®電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）。此系統(tǒng)可以提高轉(zhuǎn)向精度，針對車速和路況對轉(zhuǎn)向助力進行精確控制，提高操控舒適性。此外，基于輔助及無人駕駛硬件的需要，電液轉(zhuǎn)向機能夠?qū)崿F(xiàn)與整車的通信，實現(xiàn)輔助駕駛功能。

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