对话华玉通软毕晓鹏:智能驾驶国产路,有人逢山开路,有人遇水叠桥 | 华玉Wiki

 

 
 

编者按:

又到了2021年岁末的日子。回顾这一年,中国的智能驾驶产业正在发生“激荡”与“变革”。

 

一方面,中国智能驾驶产业的崛起和蓬勃发展,让更多产业链中的本土新兴之秀站上舞台;另一方面,随着“软件定义汽车”时代的逐渐到来,芯片和软件在产业中扮演着越来越重要的角色,OEM与供应链之间的关系逐渐发生变化。

 

近日,华玉联合创始人兼研发副总裁毕晓鹏博士接受《焉知智能汽车》的专访,从技术+生态的双重角度,聊了聊作为新兴之秀的华玉,会给中国智能驾驶产业带来哪些变化?智能化的背景下OEM如何构建正确的技术驱动力?华玉的产品和技术,又能为整个产业带来哪些价值?

 
 

出品 | 焉知智能汽车

作者 | 刘洪

 

“百年未有之大变局”正在让汽车这个夕阳产业一夜之间变成朝阳产业;而软件定义汽车正在驱动智能驾驶汽车电子电气(E/E)架构发生重大变革——计算集中化、软硬件解耦、平台标准化和功能定制化。硬件结构的简化、供应链条的缩短,将使汽车控制单元减少九成,汽车的核心价值也将转移到软件层面。

 

“在大家熟知的芯片、算法、高精度传感器之外,智能驾驶领域目前仍然面临诸多技术挑战,只有分层化、模块化、标准化的软件架构才能够满足智能驾驶的要求。” 毕晓鹏博士指出。

 

毕晓鹏 博士

华玉通软联合创始人

兼研发副总裁

 
 
 
 

 

 

架构变迁呼唤中间平台

 

软件定义汽车的E/E架构正在从原来的分布式向集中式转变。所有的信号,包括传感器之间的海量多源异构数据,以及车辆与车辆、车辆与云端等各种V2X场景下的数据通信和处理,都要集成到域控制器上;所有智能驾驶的上层服务与功能,包括感知、融合、决策和控制都是在域上完成。

 

这种面向服务的架构(SOA)将应用的不同功能单元(服务)通过定义良好的接口和协议联系起来,而接口是一种中立方式定义的平台,独立于实现服务的硬件平台。这样就加速了软硬件解耦,逐步实现了可以软件更新的各种功能。

 

毕晓鹏博士在访谈中谈到,除了硬件智能驾驶还有更复杂的软件挑战,包括算法应用和计算平台,因此需要有安全、可靠、灵活、标准的中间件通信服务、智能驾驶OS和运行环境。

 

 

分层化软件架构化繁为简

 

毕晓鹏博士表示,所有的软件功能都要在域上实现时,就会发展成分层化的软件架构,这是快速部署各种应用的最有效解决方案。例如,在实现一个功能时,传统分布式ECU是将代码直接写在硬件上,需要考虑信号从哪里来,怎么来,如何实现等简单逻辑;而在智能驾驶域上很难做这件事,因为每个功能都有自己的特殊业务逻辑,而这不仅仅是一个简单的加减乘除。

 

如果使用传统方式开发,开发人员可能只有20%-30%的时间是在做业务逻辑开发,剩下70%-80%的时间都是在做通信、交互、信息安全等方面的事情,将大大降低开发效率,增加开发成本。

 

可以这样理解,华玉是在做通用的东西,Tier 1 和OEM就不用再花时间去做这些通用功能。毕晓鹏博士提到,这和手机的逻辑很类似,底层是硬件,往上是操作系统,包括Linux、QNX等等,提供一个最基本的服务和环境。而再往上的中间件可以理解为在操作系统之外、为上层应用提供的一系列更复杂的SOA服务,中间件之上才是应用软件。

 

他举例说,如果要做一个自动泊车系统,它有各个模块或不同独立业务逻辑的软件,在进行通信、数据交互,或者调用底层资源时,只需要中间件的一个接口就可以实现,其他事情不需要考虑,这样开发人员就可以专注自己的业务逻辑。

 

又如,一个摄像头需要感知前面的车道线、红绿灯等,开发人员就专门做红绿灯和车道线检测算法,与外界一切数据交互只需要使用中间件的通信服务,例如订阅摄像头信息,发布检测结果,而不必关心数据从哪里来、发给谁。

 

由此可见,这是一种非常解耦的设计和开发模式。

 

 

OEM竞争力由此而来

 

时下,汽车设计的同质化越来越令人担忧,OEM都希望自己的产品更有个性和特色,消费者也希望能有多样化的选择。

 

毕晓鹏博士认为,从OEM角度讲,在软件定义汽车时代,最能凸显其竞争力的莫过于上层软件功能的差异化,因为这是C端消费者最能明显感知到区别的部分OEM的主业应该是聚焦差异化服务、差异化软件,或是开发其他OEM实现不了的功能。

 

现在,实现上层软件功能所需的算力在底层硬件中基本都已固化。尽管不同供应商会提供不同方案,OEM或Tier 1也会选择不同的芯片,但真正底层硬件部分可变动的东西,或者寻求差异化优势和卖点的地方比较少。

 

OEM如果想寻求差异化,或建立其竞争优势,最重要的一点是需要关注上层应用,比如提供更加安全的保障,有的车在某种场景出事故撞了,而我的车可以识别出来,不会造成事故或安全问题。OEM应该更集中于功能、服务、算法层面。

 

通信中间件的另一个重要方面是方便OEM和Tier 1的集成与扩展,让上层应用开发的软件实现复用性和规模化。这对未来OEM节约成本,通过软件进行规模化创收非常重要。

 

 

所以选择了智能驾驶中间件

 

毕晓鹏博士说:“我们注意到,随着操作系统的发展和逐渐成熟,在上层软件应用开发时会遇到软硬件解耦以及上层应用快速移植、集成、复用等问题,因此在操作系统之上还需要有一层能提供更广泛服务的基础软件,也就是智能驾驶中间件。目前智能驾驶领域对中间件的需求非常强烈。”

 

目标有了,华玉开始基于DDS(Data Distribution Service,数据分发服务)标准完全自主研发国产通信中间件——“雨燕”通信中间件,并推进应用和量产。同时还在以“雨燕”为核心打造完全自主可控的智能驾驶中间件——“蓝鲸”智能驾驶OS+,这是华玉做的第一件事。客户在使用智能驾驶通信中间件时可以进行定制化的深度配置和优化。

 

“雨燕”通信中间件架构

 

第二件事是在底层通信中间件或底层广义的智能驾驶中间件上做一些定制化解决方案,例如针对自动泊车场景(APA)的包含融合、感知、决策、控制的解决方案。这些方案将利用华玉的设计优势,基于自主研发的中间件打造。

 

“蓝鲸”智能驾驶OS+

 

记者比较好奇的是,华玉为什么没有选择最底层的操作系统呢?毕晓鹏博士回应道:“我们认为,软件定义汽车时代,应该专业的人做专业的事。我们的核心团队及核心成员主要是做通信和基础软件出身,所以我们希望在基础软件上有所建树。”

 

 

中间件之间有何不同?

 

国内外做中间件的不止一家,华玉有什么优势呢?

 

毕晓鹏博士解释说,以通信中间件为例,OEM和Tier 1在选择时通常有三种做法:一是直接购买国外厂商生产的通信中间件,二是使用开源的通信中间件,三是进行自研。

 

购买国外产品和使用开源通信中间件会面临一些问题:在现在的市场环境下,购买国外产品会遇到“卡脖子”问题,因为核心技术由外方掌握,应用于某些关键业务场景可能存在安全隐患。另外,国外的通信中间件一开始并不是以智能驾驶领域为目标,基本上是以军工和工业互联网为目标开发的,最近几年才慢慢被AUTOSAR引入;因此对于Tier 1和OEM而言,在国外产品上进行针对智能驾驶场景的开发或产品迭代成本非常高,难度也比较大。

 

第二个问题是,由于通信中间件需要深度的适配工作,要根据不同应用场景进行定制和优化,购买国外产品可能无法获得这些服务。例如,域控制器上很多都是异构SoC,上面有很多核,通过Hypervisor每个核上运行不同的操作系统。虽然这些核在同一个芯片上,但由于上面运行的操作系统不同,在默认情况下是通过网络传输。在这种情况下,是否可以实现核与核之间不通过网络,而通过共享内存通信,以达到更高的效率,这是一个需要优化的典型例子。以上问题都会影响系统集成效率和使用性能。

 

再说基于开源版本DDS研发的通信中间件,其最大的问题是不稳定。相关测试表明,它在几个节点之间使用没有什么问题,而真正的智能驾驶领域并不只是几个节点,可能会有几十个节点,它们之间互相发布、订阅的主题可能有几十种之多。这个场景下,开源版本不能提供稳定性,可能会崩溃。这也是目前OEM和Tier 1在具体实践中遇到的问题之一。

 

华玉的最大优势之一在于,雨燕”通信中间件是国内首个基于DDS标准完全自主研发的产品,也是目前国内唯一个从0到1完全自己写的代码、没有借鉴和使用任何开源DDS或商用版本的通信中间件。这就满足了当前国内OEM和Tier 1对第三方完全自主可控通信中间件的需求,也迎合了未来智能驾驶整体产业选择第三方完全自主可控基础软件产品及技术的发展趋势。

 

 

推动自主创新的生态建设

 

如何实现自主创新和自主可控是摆在每个OEM面前的一个现实问题,这也是国内智能驾驶技术如何在生态上突破壁垒的关键。华玉最近加入了中国汽车工业协会牵头的AUTOSEMO(中国汽车基础软件生态委员会)组织,积极参与制定国产软件架构标准的工作。

 

毕晓鹏博士认为,在解决智能驾驶问题时,现在国际上比较流行的AUTOSAR标准并不能很好的支撑应用和创新的发展,有必要建立一套更适合中国智能驾驶发展、且自主可控的技术架构和生态体系。他举例说,AUTOSAR CP是部署在ECU上的,现在在CP基础上开发的AP也和智能驾驶领域的概念完全不同,沿用了AUTOSAR CP的方法论,即用静态化开发方式做动态化部署,有很多不合适的地方。而且,AUTOSAR代码量非常臃肿,开发者购买和学习AUTOSAR AP的成本非常高,开发困难,效率不高,是OEM实现创新的难点。

 

这也是为什么国内很多OEM开始提出“全栈自研”,都想做一个自己的智能驾驶软件架构。但是,OEM选择“全栈自研”也会遇到一些问题,包括拉长研发周期、增加研发投入等。

 

从发展角度看,上层应用的差异化和根据市场需求进行快速迭代是未来OEM在软件领域需要牢牢把握的核心竞争力,而选择“全栈自研”会让OEM软件创新能力和产品迭代效率下降。因此OEM需要结合自身情况,构建正确的技术驱动力,合理规划“自研”和“采购”战略;而且他同意,智能驾驶产业链上下游企业一起制定一个通用化的标准和生态势在必行。

 

 

遇水叠桥

 

智能驾驶就像一个水域生态系统,河流的两岸是操作系统和上层应用,而要想顺利到达彼岸,就必须有承上启下的中间件作为桥梁。

 

华玉正在凭借自己的能力在智能驾驶水域上架起的一座安全、稳固、可靠的桥梁,通过协作和赋能连接自研架构与跨平台应用,帮助OEM赢在智能驾驶赛道起跑线的同时,也让智能驾驶产业链上的每位参与者发挥出自身最大优势,在行业的激浪变革中,更快迈向“软件定义汽车”的时代。

 

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