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Friday, June 14, 2024

Porsche Engineering 的快速原型設計!加速自動駕駛功能開發


開發自動或連接駕駛功能是一項巨大挑戰,在 Porsche Engineering 的 JUPITER 測試車輛中,機器人操作系統(ROS)加速了新功能的開發,使這些創新功能能夠更快地進入測試階段。自 2007 年以來,全球的研究人員一直致力於推進 ROS 的發展,最初是在 Stanford Artificial Intelligence Laboratory,如今是作為 Open Source Robotics Foundation (OSRF) 的一部分。儘管名稱上可能有所誤導,ROS 並不是獨立的操作系統,而是基於 Linux 或 Windows 等系統的中介層,介於硬件和軟件之間。ROS 提供了各種設備驅動程序,使新傳感器和執行器能夠輕鬆集成到現有系統中。此外,ROS 還是一個為研究和應用驅動自動化設計的“軟件工具箱”。

自 2019 年起,Porsche Engineering 開始使用 ROS。公司的工程師與 Porsche 的 ADAS 工程師合作,開發了複雜的軟件接口,將 ROS 層與量產車輛的總線系統連接起來。這意味著新功能可以無縫集成到現有車輛中,這些車輛可以作為一種新的“軟件功能裝配載體”。這就是 Porsche Engineering 在其 JUPITER 測試車輛(Joint User Personalized Integrated Testing and Engineering Resource)中採取的方法。這些車輛可以配備多種用於自動駕駛功能的傳感器,目前包括立體攝像頭和激光雷達。“多虧了 ROS,我們在一周內安裝並集成了激光雷達傳感器,並在一天的調試後立即開始錄製測試數據,”Porsche Engineering 的駕駛輔助系統開發工程師及 JUPITER 項目負責人 Marcel Pelzer 報告說。“通常情況下,集成和調試時間需要數天到數周不等。”

ROS 應用由相互通信的單個節點組成。為支持這一點,ROS 還提供了許多軟件庫,用於標準化數據交換、數據可視化、調試等。“這使得新節點可以立即使用其他節點的數據,”Pelzer 解釋說。“您不需要一開始就知道誰應該與誰通信,標準化的消息也有助於將算法適應於各種傳感器。”

這使得 ROS 不僅對機器人構建具有吸引力,還對開發新的自動化或連接駕駛功能有利,因為這些應用需要在原型車輛中快速體驗新軟件和傳感器。除了簡單地集成新硬件外,節點概念還提供了決定性的優勢:先進駕駛輔助系統(ADAS)功能可以靈活地作為新節點實現,並可以在統一的平台上測試它們之間的互動。Pelzer 舉例說明了一個先進泊車輔助功能的原型實現。“在量產開發中,通常需要數月才能在車輛中實現供應商解決方案。在 JUPITER 車輛中,我們僅用一位開發人員並在一半時間內實現了自動行人識別倒車輔助功能。”

除了快速實現新傳感器和功能外,JUPITER 車輛還為開發人員提供了其他好處:傳感器安裝在未來量產的潛在位置,以評估其對算法的影響。此外,還可以訪問傳感器的原始數據,以及車輛總線,從而訪問所有執行器。

新的 ROS 2 版本基於 ROS 的經驗構建。其通信基礎設施也因 DDS 標準(數據分發服務)而獲得汽車應用認證,這意味著 ROS 2 理論上可以在量產車輛中使用。根據數據來源,DDS 提供了配置屬性(服務質量)、傳輸機制和訪問權限的主要優勢,從而最大限度地利用硬件資源。“ROS 已被證明是測試新技術和向我們的客戶提供尖端技術的出色平台,”Pelzer 總結說。“這使我們能夠快速展示使用案例,並顯著減少交付給客戶的時間。我們為此感到自豪,因為智能加速解決複雜任務的交付和提供時間是我們優化流程和方法活動的重要部分。此外,ROS 使我們能夠使用標準化的基礎來研究多個技術領域(如 ADAS、V2X、人工智能和模擬)之間的相互作用。這使我們能夠在開發未來的連接和智能車輛方面利用許多協同效應。”

這種技術聽起來相當前衛,無疑是汽車行業未來的趨勢。透過這些創新技術,我們不僅能享受到更智能的駕駛體驗,還能確保更高的安全性。就像我第一次駕駛配備自動泊車功能的車一樣,感覺既新奇又方便。隨著技術的不斷進步,未來我們在駕駛時可以更加輕鬆自在,期待著這些變化早日實現,讓我們每次上路都像是一次愉快的冒險。

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