丰田汽车执行总经理：日本自动驾驶战略促进项目SIP-adus详解 | CICV 2017

雷锋网新智驾按：日前，第四届中国国际智能网联汽车技术年会(CICV 2017)在上海举办。CICV 2017重点研讨从ADAS(L1)至第三级自动驾驶(L3)的重要技术和战略、实践经验，并展望更高级的自动驾驶技术，参会代表超过600人。其中，丰田汽车执行总经理葛卷清吾博士，发表了题为《日本自动驾驶系统战略创新促进项目（SIP-adus）》的演讲，全局层面介绍了日本 SIP-adus的战略分解和细节，雷锋网新智驾对其演讲做了不改变原意的整理。

SIP-adus，又被称为Innovation of Automated Driving for Universal Services，是自2014年起，日本以政府牵头推进的自动驾驶技术的研发和应用项目。如今，自动驾驶早已成为许多国家战略层面下的重点布局领域，而日本的以国家牵头、各方配合的整合型发展思路，也成为许多政府、组织机构借鉴的一部分。

2013年，日本启动了名为SIP（战略性创新创造方案）的项目，它是由日本内阁政府推进的日本复兴计划，将聚焦于联合产业界、学术界以及政府机构，促进技术的研发应用。其中，自动驾驶，即SIP-adus是它的核心之一。

而据雷锋网(公众号：雷锋网)新智驾了解，SIP-adus实际上凝聚了日本政府带领以丰田为首的国内ITS（智能交通系统）产业集群走向世界的决心，在智能交通和自动驾驶领域，日本有志于拓展市场，并将产业链布局到全球。而该项目的带头推动企业之一，就是日本丰田公司。

一、自动驾驶系统所需的技术

自动驾驶系统围绕自动驾驶车辆和人机交互（HMI）展开，并结合基础技术，如安全、仿真和数据库等，SIP-adus的技术布局也从这几方面展开。

自动驾驶车辆包含的技术，分为感知、决策和控制。

1、感知：包括传感器、地图、ITS info（Intelligent Transport System，智能交通系统）等，这将感知分为两个层面

• 对车辆自身位置的高等级自主评估，主要依赖于车载传感器和地图；

• 对邻近环境的感知识别，主要依赖于ITS智能交通系统，即V2V、V2X等技术辅助。

由此，引出了动态地图的重要性，其也包括两方面：

• 高精度数字地图

• ITS中的可预测信息

2、决策：如人工智能技术等

3、执行：执行器

HMI（人机界面）：关注三方面，分别是人类（驾驶员）、机器（自动驾驶车辆），以及人与机器的交互。

二、动态地图

动态地图在实际使用中，被作为一种高级的交通信息数据库，提供给所有车辆，而不仅仅用在自动驾驶车辆的高精度地图上。

地图信息分类：

1、动态信息（鲜度 < 1秒钟）——高价值数据，形成竞争力的地方

即ITS智能交通系统中的可预测信息，包括V2V、V2P、交通灯，等等。

2、半动态信息（鲜度 < 1分钟）——附加数据

包括事故、拥堵、当地天气，等等。

3、半静态信息（鲜度 < 1小时）——基础数据或普通数据

交通管制、道路施工、气象预测，等等。

4、静态信息（鲜度 < 1个月）——协同数据

道路线形、拓扑数据，等等。

据葛卷清吾介绍，这些动态地图信息不仅仅对自动驾驶车辆十分有用，还能应用在行人导航等更多应用场景中。

三、Dynamic Map Planning公司

去年，由三菱、Zenrin主导的一些图商、车厂成立动态交通地图公司（Dynamic Map Planning）。这个时间点，代表日本动态高精度地图开始走向产业化。他们的目标是在2020年，也就是东京奥运会之前，实现日本高精度地图的覆盖。

Dynamic Map Planning的成立，是SIP两年来推进自动驾驶的成果。Dynamic Map Planning的主要职能包括对动态地图数据的收集、集成、处理和使用。

• 收集：普通3D地图数据 ，如3D点云图像等；

• 集成：在静态数据基础上，进行动态地图数据协同；

• 处理：包括普通3D地图数据与动态协同数据的处理；

• 使用：不局限在汽车领域，还包括公共事业服务领域等可扩展的应用。

四、网络安全

网络安全，是发展自动驾驶的一个关键。据葛卷清吾介绍，自动驾驶网络安全的研究与日本SIP项目中对网络安全的布局密切相关，其中包括三方面：

1、建立线程分析：用于线程分析的通用AD模型

2、建立测试协议：校验/评估路径和标准

3、减少V2X签名：V2X通讯的证书验证

五、人机交互

人机交互关注驾驶员行为，以及驾驶员和自动驾驶车辆交流的路径等，传感器技术在其中发挥重要作用。总的来说，日本SIP-auds在人机交互领域主要关注以下三点：

1、调查系统信息对驾驶员行为的影响

2、调查驾驶员状态对其在交通环境中行为的影响

3、调查能使得自动驾驶汽车可交流的可行性路径

驾驶员状态

• 精神上未集中注意力

• 身体上未集中注意力

• 缺乏情境感知（situation awareness，SA）能力

• 偏离预定位置

准备就绪

• 头部方向和视觉质量

• 心率和血压

• 体温

• 皮肤传导反射

• EEG：脑电图

• 姿态和身体

在事故中的表现

• 车辆的纵向和横向控制

• 距离危险的最小刹车距离和最小碰撞时间TTC(Time to Collision)

• 重新获得车辆控制权的时间

其中，驾驶员在面对事故时的表现，与驾驶员状态参数互相关联。

如何减少行人事故？

1、V2P（车辆to行人）通讯：使用700M赫兹无线通讯

• 700M赫兹频段通讯

• 高精度定位

• 危险识别和行人安全支持

2、V2I（车辆to基础设施）通讯

使用来自交叉路口边缘的基础设施79赫兹频段雷达，进行无线通讯。

六、下一代交通（ART）

ART，即智能轨道快运系统（Autonomous rail Rapid Transit，ART），是一种融合现代有轨电车和公共汽车各自优势的新型和跨界交通工具，特点是安全、友好、更加流畅，其主要解决大众城市中的出行难题。

日本SIP-adus致力于建设ART信息中心，联合交通应用服务提供商、相关交通机构部门、道路维修维护公司、铁路等轨道交通公司，以及公共交通服务公司。ART信息中心将把各种交通信息向所有关联企业和机构开放，提供一个开放信息平台。

其中涉及的应用包括，交通拥堵预测、动态车辆互联指导，以及远程交通事故诊断等。

七、ITS（智能交通系统）的“退出战略”

ITS智能交通系统，致力于逐步实现更高等级的自动驾驶。包括：

• 通过车载传感器和自动驾驶系统进行自动驾驶的早期实现；

• 通过协同类型系统对自动驾驶进行渗透和加强。

这个过程，体现了从多传感器的环境感知到结合外部智能交通系统的预测信息，实现精益自动驾驶的发展路径。

1、通过传感器精益系统，逐渐渗透

2020年，基于自动驾驶类型系统，通过车载传感器等设备，实现车辆自动驾驶（AD）性能。2030年，部署协同类型系统，通过配合智能交通系统的可预测信息（V2V，V2I，V2P）加强了自动驾驶性能。

2、将自动驾驶技术适配到复杂驾驶场景中，从2020年的高速公路，到2030年的普通道路。

3、自下而上，不断加强自动驾驶性能。

八、场地操作测试（FOT）

自动驾驶场地操作测试目的是：1、刺激自动驾驶技术的研发迭代；2、验证自动驾驶环节中每一个基础技术；3、加强国际合作和协调；4、建立社会公众认可度。

其参与者包括：OEM厂商/汽车供应商；大学/研究机构；军队、政府机关；外国OEM厂商/汽车供应商；记者等。

日本SIP-adus将自动驾驶的场地操作测试阶段，定于2017年秋季——2019年初。主要课题包括动态地图、公众接受度提升活动、HMI（人机交互）、每个课题的交叉学科、下一代城市交通、信息安全、减少行人事故。如下：

目前，日本SIP-adus对自动驾驶场地操作测试的试验场地规划为：

• 高速公路：利用高速公路部分路段进行测试，总长度300公里；

• 干线道路：东京海滨城市区域；

• 测试场地：为自动驾驶系统开放的全新测试场，4月17日开放。

场地操作测试还包含了对动态地图数据的一些验证，如：验证3D高精度数字地图数据；验证数据收集和分发途径；核验半动态地图信息的效用等。其中，地图数据由SIP-adus项目提供。

场地操作测试的HMI部分：

• 收集和分析驾驶员状态数据

• 确认驾驶分神状态

• 验证人机交互路径和设备等

场地操作测试的网络安全部分：

• 验证网络安全的评估路径

• 检查自动驾驶车辆的网络安全防御功能，其中包括，（1）车辆外部通讯；（2）E/E架构（汽车电子/电气架构）；（3）车内总线协议；（4）ECU（电子控制单元）软件架构。

其他场地操作测试还包括：减少行人事故率、下一代城市交通等。

减少行人事故率：通过V2P通讯技术和高精度定位技术，减少可能的行人碰撞率。

下一代城市交通：校验公共交通设施通过ART技术在便捷性和运行效率上有哪些提升；校验智能手机用户通过智能交通系统支持，是否获得了更便捷和高效的推荐出行路径信息。

九、社会5.0（超级智慧社会）

社会5.0（Society 5.0），是日本向未来社会前进的道路标示，也是日本政府寄予厚望的项目。Society 5.0是2016年1月内阁会议在决定五年科学技术政策基本指针“第5期科技技术基本规划”中，所使用的新词汇。主要意图是最大限度应用信息通讯（ICT）技术，通过网络空间和物理空间的融合，实现“超智慧社会”。

社会5.0：

• 网络空间与物理空间的高度、复杂化集成

• 通过提供必要的物资和服务，实现经济增长，并解决社会难题

• 实现以人为中心的社会，人类可以过上活力与舒适的生活

社会5.0平台的构建：SIP自动驾驶系统将为社会5.0平台的构建贡献力量，并通过扩展动态地图数据的不同应用来实现这一目标。其中包括，自动驾驶、 个人导航、自然灾害管理、社会基础架构维护等。

超智慧社会，简言之就是精准服务，它通过整合各社会子系统，对人类/地理/交通灯大数据进行横向应用，从而实现一个活力和舒适的社会，每个人都能接受到高质量的服务。而SIP-adus，也将在这个国之战略下体现应有的价值。

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