无人驾驶汽车操作系统

时间:2020-09-06

来源:腾讯网

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导语:自动驾驶汽车不仅是一台带轮子的计算机,还是执行不同任务的联网计算机组成的数据中心。这些计算机上的操作系统(OS)各不相同。

   自动驾驶汽车不仅是一台带轮子的计算机,还是执行不同任务的联网计算机组成的数据中心。这些计算机上的操作系统(OS)各不相同。

  1.操作系统的复杂型

  与制造当今在大街上行驶的任何车辆相比,制造自动驾驶汽车是一个挑战,使汽车更智能,更安全要困难得多。汽车操作系统也是如此。选择汽车操作系统很重要,它需要控制汽车的核心功能,同时又要确保乘客和驾驶环境的安全。

  在自动驾驶汽车中构建和运行操作系统不仅需要知识,还需要大量的计算能力。每一辆自动驾驶汽车都使用数亿行代码。查看此可视化,比较不同服务和应用需要多少行代码。

  不同服务,应用程序,操作系统和其他技术所需的代码行

  自动驾驶技术在其整个开发过程中都面临挑战。这就是为什么自动驾驶汽车尚未大规模生产的原因。自动驾驶汽车中的操作系统应帮助汽车制造商应对即时任务的复杂性和范围以及维护。当前无人驾驶汽车中的OS平台是什么?

  2.自动驾驶汽车是具有多个大脑的技术怪兽

  这不足为奇,因为它们必须替代方向盘后面的人脑。当数量与质量一样重要时,就是这种情况。电子控制单元(ECU)充当自动驾驶汽车(AV)的大脑。ECU可以看作是微型计算机。它们的大小,用途和运行的操作系统各不相同。

  车内电子控制单元

  自动驾驶汽车是允许多种操作系统共存的多样化和复杂的环境。不仅如此,它们甚至可以在同一硬件上相互运行。从发动机到挡风玻璃刮水器的每个组件,以及从转向到制动的每个汽车控制,均在ECU的指导下。

  我们可以将自动驾驶汽车中的所有ECU大致分为两类:

  ECU负责ADAS以及控制诸如转向,切换齿轮,制动,油耗等汽车操作。这些ECU可以通过各种实时操作系统(RTOS)进行管理。

  负责视听信息娱乐系统并运行不同应用程序的ECU。这些ECU可以通过与PC上运行的操作系统更加相似的操作系统进行操作。这些不仅可以是RTOS,而且可以是通用操作系统(GPOS)。

  现在,我们将讨论这两种类别的操作系统,这些操作系统受到汽车开发人员的青睐。

  QNX中微子

  QNX Neutrino是自动驾驶汽车OS平台中公认的领导者。QNX中微子是汽车制造商使用的实时操作系统,用于在成功和安全执行所需的时间范围内运行所有流程和操作。黑莓(BlackBerry)拥有的QNX软件系统公司与其汽车操作系统一起,构建了先进的汽车开发平台,运营着自动驾驶汽车创新中心,并提供了专门的团队(被福特使用)来扩展QNX Neutrino OS并提供其他服务。

  BlackBerry的QNX声称他们正在构建安全,可扩展且受信任的软件解决方案,以实现互联和自动驾驶汽车的未来。为了证明这一点,该公司在无人驾驶和半无人驾驶车辆的新自动化控制系统以及新的安全保护系统以及V2V和V2I通信技术方面进行了大量投资。

  使用它的汽车品牌:QNX Neutrino已经与约40家汽车制造商合作,包括福特,Ac歌,大众,宝马和奥迪。

  WindRiver VxWorks

  VxWorks 是符合以下条件的实时操作系统 ISO 26262安全标准。它的创建者Wind River是面向包括汽车在内的安全关键领域的全球物联网软件提供商。该操作系统可帮助汽车制造商和OEM厂商部署安全,可靠的可靠自治系统。

  使用它的汽车品牌:东芝,博世,宝马,福特,大众等。

  格林希尔斯INTEGRITY

  该实时操作系统是Green Hills ADAS平台的一部分,ADAS是构建安全,高性能和可扩展ADAS系统软件组件的完整解决方案。Green Hills声称生产级电子控制单元采用了诚信 操作系统将简化对生命至关重要的自动驾驶汽车应用的开发和测试。

  使用它的汽车品牌:Green Hills主要通过与OEM以及Tier 1 / Tier 2提供商的合作关系来工作。

  NVIDIA DRIV 操作系统

  尽管NVIDIA并没有引领汽车操作系统竞赛,但是我们不能低估芯片制造商的作用,这些芯片制造商的GPU是许多自动驾驶汽车的核心处理引擎。NVIDIA在2016年推出了DriveWorks Alpha 1,这是一种自动驾驶汽车操作系统。即使在汽车界并没有引起什么大的轰动,这种可扩展的自动驾驶AI平台框架中的新发展几乎每个月都会出现。NVIDIA驱动器 不仅仅是一个汽车操作系统:它是一个巨大的平台,其产品和服务肯定会吸引OEM和一级供应商。

  使用它的汽车品牌:DriveWorks被全球370家汽车制造商,一级供应商,开发商和研究人员所使用,其中包括特斯拉,大众,奔驰,奥迪,威纳和博世。

  MentorNucleus OS

  西门子子公司Mentor提供的一系列服务可帮助汽车制造商和OEM满足集成ADAS,驾驶员信息和信息娱乐的日益增长的趋势。的Nucleus实时操作系统就是这些服务之一。另外,Mentor推出了DRS360自动驾驶平台,该平台旨在提供5级自动驾驶车辆所需的低延迟,高精度感应。

  Linux

  Linux是自动驾驶汽车中流行的OS平台。甚至在几年前,谷歌自动驾驶汽车中的计算机都在运行的Linux,大众和通用汽车的原型也是如此。Linux有各种版本,但是在汽车上使用最广泛的两个是Ubuntu和嵌入式Linux。

  像大多数汽车操作系统一样,Linux不是一个单独的操作系统。它是一个基于基础的整个组织,称为汽车级Linux(AGL),可提高其系统的安全性并致力于远程信息处理解决方案和制图项目。除了当今广泛使用Linux的信息娱乐系统之外,实时Linux将在最高级别的自动驾驶中发挥作用。

  使用它的汽车品牌:宝马,通用,大众,丰田,雪佛兰,本田,梅赛德斯,特斯拉,Lyft,百度。

  Android汽车操作系统

  Google不会浪费资源来带头管理自动驾驶汽车的信息娱乐系统。科技巨头计划通过扩展版本的Android Auto,目前仅可与Android智能手机配对使用。在信息娱乐显示屏上显示,此操作系统提供对Google Play生态系统的访问,并通过高级Google Assistant可以连接到系统级操作。该系统也是可定制的,因此对汽车制造商和最终用户更具吸引力。

  使用它的汽车品牌:沃尔沃(Volvo)和奥迪(Audi)已与Google签订合同,于2020年开始使用升级版。随后是雷诺-日产-三菱联盟,该联盟正与谷歌合作在其未来嵌入Android操作系统。

  苹果CarPlay

  如果您听说Google开拓了某种服务,请注意Apple(反之亦然)。的确,很难称呼苹果的信息娱乐系统提供了完善的操作系统,但是他们确实拥有一点优势:一个名为“泰坦”的所谓的“秘密”自动驾驶项目。苹果正在为自动驾驶汽车开发自己的操作系统并不是什么秘密。现在,我们所能做的就是拭目以待,他们将扩展当前版本的汽车游戏。

  使用它的汽车品牌:截止到今天,Apple CarPlay已作为30多种制造商的标准或可选功能,包括奥迪,宝马,丰田,日产,福特,本田,马自达和梅赛德斯·奔驰。

  ROS(机器人操作系统)

  不要被它的名字所欺骗: 机器人操作系统本身不是操作系统。这是一个开放源代码软件平台和一套用于机器人编程的工具。自动驾驶汽车由执行不同功能的各种ECU组成,但它们应作为单个系统进行通信和管理。这就是ROS可以提供帮助的地方。它以完全分布式的计算术语工作,这意味着不同的计算机可以参与控制过程,但可以充当单个实体。

  阻止ROS在汽车工业中大量采用的主要问题是安全性。由于没有防止第三方进入ROS网络的安全机制,人们永远不会同意将自己的生命放到这个开放平台上。汽车制造商完全意识到这一点。

  使用它的汽车公司:通用汽车,宝马,福特,博世。

  微软

  微软Windows在台式机和笔记本电脑上,全球最受欢迎的操作系统落后于联网和自动驾驶计划。但是,Microsoft确实有计划与需要其操作系统的汽车制造商合作,并帮助他们开发自己的自动驾驶功能。借助Microsoft联网车辆平台,其中包括Azure,Office 365,Cortana和其他基于云的智能服务,Microsoft一定会加入自动驾驶狂潮。

  使用它的汽车公司:雷诺-日产联盟。

  3.汽车制造商和OEM可以采用的两种汽车操作系统方法

  大规模实施自动驾驶汽车的时代尚未到来,因此汽车制造商仍有时间选择最合理的方法来开发汽车操作系统。通常,问题归结为专有问题还是开源问题。公司必须决定是继续使用自己的独立操作系统,还是选择要在不同制造商和型号之间使用的标准操作系统。

  第一种选择会带来复杂性,例如与众多操作系统的兼容性,机密性协议和标准化。随着非汽车行业参与者继续向汽车行业扩展,情况可能会变得更加严峻。他们肯定会满足市场对增强和虚拟现实解决方案,虚拟助手,人工智能服务,3D映射产品等的需求。

  第二种选择似乎更可行-特别是对于OEM厂商,因为它们通常缺乏组织内部开发自己的操作系统所需的能力。对于OEM而言,伙伴关系和协作非常合适,但对于汽车等竞争激烈的行业,这是巨大的文化转变。几十年来,制造商一直在努力保持对其品牌和技术的控制,而且改变起来并不容易。造成这种情况的几个原因是安全方面的挑战。

  无论汽车制造商和OEM选择哪种方法,他们的决定都会影响汽车软件开发的未来,我们希望这种改变会变得更好。

  4.展望

  目前,很难说已建立汽车操作系统市场。但是它正在增长并变得越来越强大。汽车工业已经投入了大量资金和技术来开发互联汽车操作系统(汽车操作系统的第一个用例)和自动驾驶汽车的操作系统平台。行业参与者之间的竞争正在加剧:技术巨头,OEM,一级和二级提供商以及初创企业都在尝试为未来的汽车构建操作系统。

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