IoT World2019专家论道自动驾驶挑战与未来

美国时间5月14日，IoTWorld2019将在美国硅谷圣克拉拉会议中心举行，今年的主题是“工业与IOT的交互”，虽然这个展览是付费的，但仍有超过12000人报名参会，大批IOT产品在展会上展示，仅入围IoTWorld产品奖的产品就有500件！由此足见其热度！

5月13日，IoTWorld2019预备会议也在这里举行，分为IoT与生命拯救、IoT与渠道、Eclipse?IoT开发和智能交通系统四个分论坛，其中，智能交通系统由美国工业互联网联盟承办，邀请了来自博世、赛灵思、RTI、甲骨文、GuardKnox、LHP、MITRE等公司的技术专家就自动驾驶安全与未来进行了深入探讨。

人类对自动驾驶充满期待

这是一张1831年的卡通漫画，当时汽车发明不久，作者认为未来道路是极其危险的，拥塞了大量的车辆。这位作者想象力确实丰富，如今高速路上的车流确实很大，但是只要遵守规则是不会有危险的。

再看这张图，这是上世纪50年代美国一幅关于自动驾驶的广告画，画中的人物轻松地玩着填字游戏，任由汽车飞驰，这个理想已经在实现了。

这是1940年代一幅关于2011年东京的科学漫画，作者想象2011年的东京交通工具有很多种，有在高空飞行的，也有在地面飞行的，可惜我们唯一实现的就是那个立交桥吧。

这是一幅关于自动驾驶的设想，在这个构想中，自动驾驶车俨然成为一个流动的家，人可以在上面办公也可以休息还可以娱乐，这上面甚至还有烹饪的工具，人可以在车里烹制自己喜爱的食品，这个可以实现吗？

要实现这个目标，就意味着自动驾驶要达到Level5的水准，这个目标可以实现吗？

自动驾驶挑战巨大

不过要实现这个挑战非常大！

首先是软件复杂度惊人！博世软件创新事业部的KaiHackbarth分享了戴姆勒公司用高塔比喻软件复杂度的图示，如果1955年的奔驰S级轿车复杂度是3米，那么2020年S级轿车的复杂度就是哈利法塔的高度，软件复杂度呈指数级上升！

GuardKnox公司的CTODionisTeschier则用具体代码行数来说明这个复杂度，从他的图例中看到，现代轿车需要150个ECU，七个网络，而火车代码是145000行，到了飞机是400万行，到高级轿车是1亿行代码，而无人驾驶车呢？其代码是3亿行!

这真是非常惊人的数字！当我询问他是否可以实现Level5水平的自动驾驶时，他说：“可以，但是非常难！”

自动驾驶挑战应对

由于自动驾驶关乎人的生命，因此其可靠性要求非常高。DionisTeschier提出了一种网关架构来应对自动驾驶的安全挑战。

他还对比了IT架构安全和汽车架构安全，显然汽车安全级别要高很多。

他提出了几种提升汽车安全的策略，这些措施通过锁定机制实现了系统安全。

有专家提出了一种VisualSystem集成器来解决自动驾驶软硬件设计复杂度问题，号称可以提升设计效率。

他表示利用部分动态可重构技术可以响应需求，动态改变系统的功能。

而博世的KaiHackbarth提出了空中编程的思路实现软件定义交通工具，他也提出系统要使用FPGA来实现硬件可更新以兼容OTA的架构。从目前来看，全球量产的L3奥迪车采用的就是FPGA做ADAS处理，看来未来车厂会倾向于使用FPGA做硬件可重构。

随后全球FPGA领头羊赛灵思汽车事业部总监DanIsaacs则介绍了赛灵思公司在硬件可重构方面的优势。

他特别强调了FPGA的动态功能交换功能（DFX），与OTA果然是绝配，实现功能的升级和改换。

他还强调DFX可以提升系统及灵活性。

他也介绍了FPGA了在汽车AI方面的应用实例。

圆桌论坛对话

在介绍环节之后，现场还进行了圆桌论坛环节，与会嘉宾回答观众的提问进行深入探讨。

甲骨文公司的企业云架构负责人ShyamNath介绍了数字孪生（也叫数字映射）技术在工业和自动驾驶中的应用。DigitalTwin数字孪生：是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。DigitalTwin是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

ShyamNath数字孪生在工业交通中已经有很多应用。

他说：“数字孪生就是把物理世界跟传感器世界融合在一起的艺术。”

RTI公司首席解决方案架构师RajiveJoshi博士分享了高级自动驾驶车的连接架构，他指出自动驾驶汽车是复杂的分布式系统。它结合了视觉、雷达、激光雷达、接近传感器、GPS、地图、导航、规划和控制等组件。这些不同的模块必须组合成可靠、安全、牢固的系统，可以实时分析复杂的环境并对其做出正确反应。理想的自动驾驶系统是高可靠的、不能出现任何错误的实时系统，微妙级的系统故障有可能会酿成无法预估的损失。RTIConnextDDS通过简化构建完全冗余系统的难度来满足数据持续可靠、可达的需求，这些数据的来源可以是由计算机、传感器、云端等任意一种。RTIDDS标准提供了可靠、灵活、实时、安全的连接，RTIDDS在超过10亿美元的产品线中被证明是可以信赖的产品。

RTIConnextDDS还允许通过在中间件收到多份数据时，仅向上层应用递送一份有效数据来进行智能的冗余网络传输。由于RTIConnextDDS在高性能、大规模的IIoT系统中已被证明是最成熟的中间件，它的诸多特性可以满足自动驾驶系统中苛刻的各类需求。

RTIConnextDDS通过无服务器、无代理的模式直接发送节点之间的消息，并尽可能通过使用多播、优化发送和接收代码路径的方式来保证实时性能。

aicas公司联合创始人兼CEOJamesHunt博士认为未来的汽车技术一个边缘设备。

而软件是不断增值的源泉。

而LHP公司副总裁兼联网安全首席架构师SvenSchrecker表示功能安全没有考虑联网安全，而这是自动驾驶汽车需要严重考虑的。

总之在自动驾驶的发展道路上，挑战很多，除了设计挑战还有安全挑战，但是这些总归都是能解决的，因为半导体技术在不断进步，同时人的智慧潜能是无限的。