马自达病理语言分析学,右手自动驾驶

在马自达,半数的董事都自己驾驶MT车,享受驾乘的乐趣。马自达虽然追求由人来操控机械,但并没有放松对自动驾驶汽车的开发。为了制造拥有MT和自动驾驶这两种相反“性格”的汽车,该公司正在与东京大学合作推荐一个研发项目。

随着5G等技术的加快落地,智能化、网联化的脚步也慢慢临近。在汽车行业,传统老牌车企也正在谋求转型和技术迭代,本文以丰田为例,试图窥探车企在此大背景下如何谋求转型以及转型中的底层技术配置。

研究主题是病理语言分析学(Verbal analysis of pathophysiology)在汽车中的应用。病理语言分析学是判断人的语音中隐藏的情绪和健康状态的学科。人发出的声音不仅含有词语和音高,在震动等模式中还包含着情绪和心情。

据《日本经济新闻》报道,丰田6月与百度旗下阿波罗自动驾驶平台签订协议,该平台主要是采取“开放源代码”机制,向参与企业公开采用AI控制自动驾驶汽车的软件的技术信息,由各企业分别推进具体开发。

声带活动受运动神经和副交感神经两套系统控制。因此,人说出的话可以与想法和感受完全相反。所以,通过分析语音,可以了解一个人真实的状态。

通过加入“阿波罗计划”获得的技术,丰田还有望在中国国内推进自动驾驶的技术开发和体制构建,以及加速技术的实用化进程。

东京大学研究生院医学系研究科特聘讲师光吉俊二发现了语音与情绪的关系。他在研究中通过喜怒哀乐中“喜”、“怒”、“哀”的部分来判断“快乐度”,在 “乐”的部分则通过平稳和兴奋的程度来测定“放松度”。根据由快活度与放松度两个要素组成的“精神度”,可以得出身心健康程度。而且还能用来预防大脑和心 脏疾病。

此外,百度副总裁、智能驾驶事业群组李震宇在采访中表示,公司将在未来为丰田e-Palette汽车提供Apollo Minibus(一款用于自动驾驶巴士的软件产品)。

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入局自动驾驶

(通过病理语言分析学进行感情分析。病理语言分析学对感情的分类。将语音分成10种感情,通过对压力、身体疲劳程度、精神状态进行分析,可以判断心脏和大脑疾病的预兆、心理问题等。)

其实早在2017年,丰田自动驾驶的发展已初现端倪。

病理语言分析学乍看上去与汽车没有任何关系,但在根本上是相通的。马自达综合控制系统开发本部主管研究员栃冈孝宏正在研究病理语言分析学在汽车中的应用,其中也包括自动驾驶。

2016年1月,丰田在美国成立的人工智能技术研发公司Toyota Research Institute,Inc.和美国的非盈利性组织Open Source Robotics Foundation合作,共同研究机器人及自动驾驶技术。

栃冈等人为了证明驾驶汽车有助于改善驾驶员的心情,利用病理语言分析学方法进行了调查。研究人员在2015年募集到174人驾驶马自达“ATENZA”,对驾驶前和驾驶后的语音进行分析对比,结果发现,被调查者的快活度有明显提升。

2017年丰田官方宣布, 3月4日TRI研究院在加州展示并发布了最新研发的自动驾驶试验车,该试验车是2013年美国国际消费类电子产品展览会(以下简称“CES”)上发布的自动驾驶试验车的改良版,是以雷克萨斯LS600hL为原型车改制而成。

老年人也能驾驶的汽车

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马自达一贯主张“要开发让老年人能永远安心驾驶的自动驾驶技术”。因为马自达认为,对于正在迈向超级老龄社会的日本,汽车必须进化成能为社会作出贡献的机器。

丰田研究院基于LEXUS雷克萨斯LS 600hL原型车打造的无人驾驶测试车

栃冈说,使老年人永远保持旺盛精力的一个有效方式是让他们亲自操作汽车,提高身心的活力。根据这个思路,栃冈正在研发能应对驾驶员的身体情况的变化和操作失误等,让驾驶员可以安心享受驾乘乐趣的汽车。

丰田公开表示,这辆测试车安装了线控驱动技术接口,能够灵活地更换传感器。此外,新型试验车具备高级计算能力,强化了机器的视觉识别和学习能力。

要想让老年人也能继续开车,必须具备在驾驶员出现突发情况时可以切换到自动驾驶、继续保持安全驾驶的功能。

同时,丰田也考虑到没有高精度地图信息的地区也需要使用自动驾驶,该试验车强化了激光雷达、雷达、摄像头等探测、传感功能,以便尽可能最大程度减少对高精度地图的依赖。

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2013年,丰田开发了利用无人驾驶技术的下一代高速公路高级驾驶辅助系统“Automated Highway Driving Assist”(以下简称“AHDA”),该系统可通过与前车进行无线通信来追随行驶的“利用通信技术的雷达巡航控制”技术,以及辅助驾驶员在所有车速范围内将车辆按照事先通过传感器监测出的最佳线路进行驾驶的“车道跟踪控制”,两项技术结合能在一定程度上减轻驾驶员驾驶负担和协助安全驾驶。

(检测驾驶员状态的技术。马自达正在该公司的测试道路上进行测试,让驾驶员佩戴各种检测设备进行驾驶,检测其脑部的活动和生物信息,积累正常状态的数据。今后的目标是,使用座椅和方向盘内嵌入的传感器、摄像头和麦克风来掌握驾驶员的心理、身体状态。)

2015年12月,丰田宣称将在2016年1月在美国内华达州拉斯维加斯举行的2016年International CES(国际消费类电子产品展览会)上展示“地图自动绘制系统”。

2016年2月在大阪梅田,一名驾驶员突发重病,将车停到了路边,但因为驾驶员失去了意识,汽车重新发动并撞向路人,造成了人员伤亡。

该系统可以充分利用搭载于市销车上的摄像头及GPS,自动绘制车辆自动驾驶所必须的高精度地图。该系统采用了由丰田中央研究所开发的空间信息自动生成技术“COSMIC”,可利用车辆收集的图像数据和GPS信号绘制高精度地图。丰田表示,该技术未来还将扩充应对“一般道路”及“道路障碍物”。

如果汽车能发现先兆,事先做好准备,即使驾驶员突发疾病,也能防止这种悲剧的发生。还有可能采取措施,防止驾驶员病情恶化,避免出现生命危险。除了替代驾驶员进行操控,将汽车停到安全位置以外,还可以同时呼叫救护车,或是直接开往医院。

2015年10月12日,丰田使用目前正在开发的自动驾驶实验车(Highway Teammate) 在东京高速公路上进行了示范行驶,通过自动驾驶进行并线、车道保持、变道和分流等操作。丰田将其自动驾驶理念命名为“Mobility Teammate Concept”,该理念主要指人与车朝着同一目标,互相守护,互相帮助,建立如同心意相通的伙伴一样的关系。

马自达想要实现的“可以安心驾驶的自动驾驶”,并不是要“放弃MT车”。而是将性质相反的MT车与自动驾驶汽车融合到一体。将相反的操作系统整合到一辆汽 车中,这按照过去的机制根本无法想象。比如说,当汽车判断无法完成转弯时,自动驾驶系统会干预控制,以保持安全行驶。

此外,日本面对社会老龄化的到来,丰田在2014年公布了新一代辅助夜间视野的车灯照明技术-LED排式AHS(自适应远光灯控制系统),跟以往技术相比,这一新技术通过独立控制LED车灯照明,能够实现更加精准的配光控制。这一技术无疑是老龄化社会的福音。

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丰田频繁地向外界宣布正在发展的这些技术,除了是给投资者不断地投喂定心丸,还揭示了其试图摆脱传统汽车制造商的标签,向移动出行服务公司转型的野心。

(利用自动驾驶技术避免危险。已经配备了利用转向角传感器和加速度传感器防止车体侧滑的安全装置,今后还将通过更先进的传感技术、线控技术,向行驶中的驾驶操作提供支持,以提高安全性。)

向出行服务公司转型

想到这里,笔者的脑海中忽然浮现出了一幅未来汽车的场景,那就是“MT车的完全线控化”。要求各操作系统的位置关系精确到毫米、追求操作感受的马自达,莫非也要涉足线控技术?如果实现,市面上可能会出现过去根本无法想象的汽车。

2016年10月,基于汽车共享等相关服务逐渐普及的大环境,丰田计划在现有丰田智能中心、丰田大数据中心、金融及结算中心的基础上,构建出行服务平台——MSPF。

这与由机器和系统全权负责的“完全自动驾驶”属于不同的发展道路,是拉近人与汽车关系的革新。例如,为了方便不擅长半离合的驾驶员,可以加大连接离合器的踏板行程。

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其发展的方向,是可以称之为终极跑车的贴近人类感受的汽车。也就是能够根据驾驶员的喜好和目的改变响应性,灵活、细腻地进行操作的汽车。

图片来源:丰田官网

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在MaaS领域的布局,在地理位置上遍布日本、中国、美国、东南亚。

(马自达的概念车“RX-VISION”。照片是马自达在2015年的东京车展上展出的“RX-VISON”。如果未来的跑车既是MT车,还具备灵活的可操作性,在出现紧急情况时可以安全运送乘员,那会是多么有趣。)

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笔者觉得,马自达这样的中型车企要想不被大型车企吞并,继续保持独立自主,需要具备这样的独创性。这是因为自动驾驶汽车全面普及后,方便性虽然会突飞猛进,但私家车的概念会越来越淡,汽车保有量也会不断减少。

图片来源:日本经济新闻网

这也许只是汽车这种机器具备的一种可能性。但是,对于像笔者一样想要享受驾乘乐趣的用户,遍地皆是“机器人出租车”等完全自动驾驶汽车的未来未免有些乏味。对于这种人与汽车相融合的自动驾驶汽车的发展,笔者将拭目以待。

从日本本土来看,丰田拉上了日本综合性风险投资公司入局出行服务。

2018年10月4日,丰田和软银宣布将合资成立成立汽共享汽车服务领域企业Monet Technologies Inc.(以下简称“Monet”),2019年3月28日,本田与日野汽车将加入该合资公司。

2019年6月,马自达、铃木、斯巴鲁、五十铃和大发汽车纷纷表示将入局丰田的出行服务公司。

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图片来源:中国汽车报

此次注资之后,软银和丰田仍为Monet大股东。

丰田成立“Monet”,不仅能实现产业链上的各企业联动发展,还能互相消化产能,形成资源互换,共同推动自动驾驶技术在日本本土的发展。

有消息称,Monet还计划2020年在日本推出按需巴士和车辆服务,并在2023年基于丰田的“e-palette”多功能设备在日本推出电动汽车服务平台。

2018年1月,丰田在美国内华达州拉斯维加斯召开的2018年International CES上,正式展出可用于移动、物流、产品销售等多用途的移动服务专用新一代电动汽车“e-Palette Concept”。

丰田宣布,伺候将开放车辆控制接口,可搭载其他公司开发的自动驾驶控制组件;在移动服务平台上公开服务供应商所需API;初期合作伙伴有滴滴出行、亚马逊、必胜客、马自达、优步等。

在东南亚市场,丰田联合东南亚O2O移动平台Grab Holdings Inc. (以下简称“Grab”)进军网约车市场,丰田参与Grab两轮融资。

此前,丰田在Grab所使用的丰田品牌汽车上,为司机装配了通讯模块,通过这个模块可以将车辆行驶信息和车型信息传输给丰田移动出行平台。另外,通过Grab在汽车保养方面的服务,丰田以此数据可以计算每辆车需要支付的保险费用,同时将这些信息共享给保险公司,相对应开发金融服务。

在中国市场上,丰田早就瞄上了中国的滴滴出行。早在2018年初,丰田就宣布与包括亚马逊、马自达、Uber、滴滴、马自达在内的多家企业结成“移动出行联盟”,联盟成员将在产品规划、应用、验证等方面展开合作。

据《日本经济新闻》报道,丰田正讨论向滴滴出行出资。除了对该公司出资外,还讨论成立涉足移动出行服务的新公司。

据丰田此前公告显示,丰田2017财年在中国大陆销量达到129万辆,同比增长6%;2018年在中国大陆销量达到147万辆,同比增长13.9%。日系车在中国大陆的较好行情,加上滴滴等网约车覆盖的大量司机,有望转化为丰田的潜在目标销售人群。

其次,滴滴作为中国影响面较广的出行平台,不仅有人的流量,还有海量的数据交易,这些都为丰田的移动出行平台数据服务提供了帮助。

此外,联合滴滴也有利于丰田日后开拓中国电动车市场和获得相应的政策支持,为其电动化战略做铺垫。

成立无人驾驶研究院、联合日本汽车制造商成立出行服务公司及加入阿波罗自动驾驶平台等一系列动作,一方面可以消化汽车制造商自有库产能和减轻同业之间的竞争程度,另一方面还可以拓展金融、出行等多元化业务及海外市场来保障企业长线发展,此外还可以拉动日本各汽车制造商联合出行公司形成新的GDP增长点,获得政府支持。

一连串布局下,丰田在自动驾驶和出行领域已经织下了一张大网。与此同时,它针对自动驾驶“感知-决策-控制”的三大技术板块进行研究。这是所有的出资谈判和市场规划能够落地的关键基石。

要实现出行服务在全球市场的全覆盖,首先要解决的就是技术层面的问题。不过作为老牌汽车制造商,丰田具备一定优势。但是随着智能化、网联化时代的到来,传统车企面对的是自动驾驶等一系列的技术迭代。

自动驾驶的布局

2018年1月,丰田在国际消费电子展上展出了可用于移动、物流、产品销售等多用途的移动服务专用新一代电动汽车“e-Palette Concept”,并且宣布将开放控制接口,可搭载其他公司开发的自动驾驶控制组件,在移动服务平台上公开服务供应商所需API,初期合作伙伴有滴滴出行、亚马逊、必胜客、马自达、优步等。

自动驾驶的实现,主要体现在感知、决策、执行这三个层面形成协作。丰田在这三个方面有优势也有需要补足的地方。

感知层面:激光雷达、毫米波雷达、摄像头

2015年,媒体曾报道丰田打造的一款基于雷克萨斯GS 450h打造自动驾驶汽车。车头配备有三个激光雷达、三组毫米波雷达以及后风挡后方的摄像组件。车尾安装了三组激光雷达和两组毫米波雷达及后风挡内摄像头。

作为自动驾驶基础的第一层技术,感知层,丰田在这台无人驾驶车配有众多传感器装置,车顶处有一台Velodyne 生产的64线激光雷达HDL-64E,车头与车顶还装有6枚16线激光雷达PUCK,车顶前后及左右两侧是普通雷达和GPS天线,车头两侧分别安装了三枚摄像头。

但是在2019国际消费电子科技展上,丰田发布了新款自动机驾驶原型车——TRI-P4的激光雷达保持了以前的水平,还额外加了新的传感器和摄像头,其LIDAR扫描系统在此前的测试模型中增加了8个扫描头。

丰田表示,TRI-P4搭载的P4系统将于今年春季投产,随后供应给丰田Guardian and Chauffeur自动驾驶测试项目的测试车使用。

众多汽车制造厂商表示,除了特斯拉,大多数车企发展自动驾驶技术依赖于激光雷达探测系统。据路透社对公开的投资数据所进行的分析所知,2016年至2018年,约有50家激光雷达初创公司获得了超过10亿美元的投资,其中仅2018年就获4.2亿美元投资。

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图片来源:丰田官网

作为一项比较年轻的技术,激光雷达变化性比较大,特斯拉CEO马斯克表示,其Autopilot自动驾驶系统就不需要激光雷达,仅依靠雷达、摄像头和软件组合。

除此之外,在感知层面,2018年12月,丰田宣布推出一款基于传感器的设备,可防止老款丰田普锐斯和丰田Aqua系列车型(以上车型无自动制动系统)因踏板操作错误而引发交通事故。

资料显示,该款传感器可检测3米范围内的物体,在驾驶员错把油门当制动踩得时候会发出警报。此外,当车辆逆行速度超过5公里/小时的情况下会让汽车自动减速。

2018年8月外媒报道称,丰田已将用于主动安全套装Toyota Safety Sense 高级驾驶员辅助系统内的单目摄像头的CMOS图像传感器换成了索尼公司的产品。更换之后,高级驾驶员辅助系统的自动制动功能(该系统的主要功能之一)能够在夜间检测到行人。

决策层面:布局略显单薄

对于感知层面的部署,丰田在实际应用中也做出了回答。

此前,英伟达首席执行官Jensen Huang在2019年GPU技术大会上宣布,丰田研究院正在利用其端到端的技术进行全端研发和生产,并开发、培训和验证其自动驾驶汽车技术。

其实早在2017年,丰田已经与英伟达建立合作关系,利用其Drive PX车载超级计算机,Xavier处理器平台来为丰田自动驾驶系统提供技术支持。

圣何塞时间2019年3月18日,英伟达宣布其云自动驾驶仿真平台Drive Constellation(可让自动驾驶汽车开发商在虚拟、非真实的道路上进行测试)将全面上市,丰田为其首位客户,丰田也将协助英伟达研发仿真和自动驾驶技术。

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目前,丰田已经在使用英伟达的车载AI处理器“DRIVE AGX Xavier”。NE时代记者此前研究显示,DRIVE AGX Xavier配备SoC“Xavier”,其处理能力高达30 TOPS。功耗为30 W,大于传统ECU的功耗,因此配备了水冷式的冷却机构。此外还具有OTA功能,可通过无线通信更新软件。

此外,据外媒消息称,今年2月,丰田TRI研究所与美国CARMERA达成协议,将合作在普通道路上进行自动生成高精度地图的实验。在高精度地图这个版块,丰田采取“众包”模式,与众多平台联合开发使用。

执行层面:线控技术有待普及

同样,在执行层面,丰田虽然有作为汽车制造商的优势,但是在线控技术上,显得有些乏力。

作为自动驾驶实现L4和L5级别的执行层面的硬核技术——线控技术,主要包含三个方面:线控转向、线控油门和线控制动。

从线控转向来看普及程度不高,市面上采用的主要是接近于线控转向的电动助力转向。

与线控转向相比,EPS技术差距在方向盘与车轮之间的连接并非采用线控,而是采用机械连接。当前仅有部分量产的乘用车如英菲尼迪Q30配有线控转向技术。此外,英菲尼迪Q50L搭载源于NASA航天科技的线控转向系统,不过它依然保留了机械装置。

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图片来源:丰田官网

2019年上海车展期间,博世亮相了其线控转向系统,该系统取消了传统转向系统的中间轴连接,实现了上转向与下转向的非机械连接,将其结构分为方向盘执行机构、转向齿条执行结构。怎么实现转向呢?需要方向盘执行机构将驾驶员的转向意图通过传感器转换成数字信号传递给转向齿条执行结构,接收信号后进行轮胎的摆动。

2017年,丰田子公司Toyota Research Institute, Inc.(以下简称“TRI”)公布了自动驾驶技术。自公布自动驾驶测试车之后进行了一番技术改良,在副驾驶席安装了线控驱动转向系统、油门踏板及刹车踏板。

但是在目前丰田的量产车里面,线控转向、线控油门和线控制动的技术并没有完全实现应用。

中国人工智能学会理事长李德毅指出,自动驾驶车的量产举步维艰,最重要原因在于线控的制动,这是量产自动驾驶的“定时炸弹”。

左手布局出行服务市场,右手抓自动驾驶底层技术,这张大网也是汽车行业整体发展路径的一个映射。

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