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WNEVC2022吉林大学高振海:如何开发让用户欣然接受的智能汽车

车坛信息

由中国科学技术协会,北京市人民政府,海南省人民政府,科技部,工业和信息化部,生态环境部,住房和城乡建设部,交通运输部,国家市场监督管理总局,国家能源局联合主办的第四届世界新能源汽车大会于8月26—28日在北京和海南以线上线下的方式举行其中,北京会场位于北京经济技术开发区艺创国际会展中心

会议由中国汽车工程学会等单位主办,以碳中和愿景下的全方位电动化与全球合作为主题,邀请世界各国政产学研各界代表共同探讨大会将包括20多场会议,13,000平方米的技术展览和多项同期活动200多位政府高层领导,海外机构官员,全球商界领袖,院士和行业专家将出席会议并发表演讲

其中,吉林大学汽车学院院长高振海在8月27日举行的新能源汽车用户生态发展论坛专题论坛上发表了精彩演讲。

以下为现场演讲实录:

亲爱的用户,老师和专家们,我很高兴在网上与你们分享这份报告我的报告是《如何开发被用户接受的智能汽车》以下两方面报道,先说挑战,再说我的探索智能网联汽车现在是一个热点,但是在安全的前提下成员的接受度是智能汽车大规模应用的关键未来,量产的智能汽车将通过安全测试的验证,驾乘者将体验到由汽车自身DNA控制的操控和乘坐舒适性,这将直接成为市场竞争的焦点,也是整车企业必须掌握的核心集成匹配技术这是因为智能汽车到来后,驾驶的主次任务开始发生变化,从操控的主要任务转变为驾驶安全和乘坐质量这是我对智能汽车的理解无论是人控车还是智能控车,都是一个人车环境闭环系统,协同工作人们常说,人是最不稳定的因素我们突破智能车和智能路来模拟甚至超越人来实现这辆车的驾驶

智能汽车对汽车功能专业的挑战是如何将设计质量从原来的基于汽车特性的设计转变为以人为本因此,如果我们充分发挥汽车的垂直动力学性能,包括人类驾驶员和充分利用环境信息全面优化驾驶性能的智能汽车驾驶员,最终推出智能汽车产品,这些产品很容易被汽车中的驾驶员和交通人员接受在此基础上,从原始的角度来看,传统汽车的品质过于注重汽车的性能,而忽略了对人的性能的考虑本来,使汽车能够行驶的动力性,经济性,行驶稳定性都涉及到人的因素,比如HMI设计,空间布局,座椅设计等,其实都是基于人的极限能力,也就是人的手臂和身体的接受范围因此,这样的约束性设计无法清晰地描述用户的体验,而从乘坐的角度来看,智能驾驶舱如何提供理想的驾驶姿态,包括类似于自家客厅和卧室的第三生活空间,更强调多模态人机交互,声音,触觉和嗅觉因此,智能汽车的品质要在保证安全的前提下充分考虑驾驶体验,包括运动的操控感,乘坐的舒适性,操控的便捷性

在此基础上,我们进一步考察未来交通的生态是什么愉快的驾驶,愉快的乘坐,让人被动适应车,车主动适应人,从批量开发到人性化定制,甚至个性化定制,最后让车主动理解人去做所以我认为未来的汽车设计将从信息体验到驾驶体验再到骑行体验,重塑人,车,环境之间的居住生态

最近几年来,我们做了一些探索我所在的学院和重点实验室从20世纪80年代开始开展汽车驾驶员行为模型的研究,从郭院士提出的方向控制模型到葛勋老师提出的方向与速度综合控制模型到现在,我博士毕业后,一直在拓展应用于智能驾驶的拟人控制我们希望更科学地揭示自然驾驶的本能规律和运动控制机制,并在此基础上构建智能汽车驾驶品质的设计,让智能汽车最终融入产品生态在此基础上,近十年来,我们探索并构建了智能汽车驾驶品质R&D体系,以人为本的设计方法和突出驾驶体验的关键技术从应用角度,我们重点研究了乘员可接受性高的智能驾驶的人性化决策和运动控制,人机兼容性高的智能座舱的舒适性和交互性设计

为此,我们首先建立了以人的体验为中心的智能汽车驾驶品质的设计机制和规律,从感知,决策,操控瞬时短持续时间几个维度建立了清晰的驾驶员行为分析在此基础上,构建了模仿驾驶员自然操纵行为的智能车控制架构,从信息感知到轨迹决策,再到自动控制到最终的控制执行其中最大的特点是:原有的智能汽车控制基本分为感知和安全决策,即部分安全决策和控制我们提出的架构提出感知来增强认知预测,认知预测主要是模仿驾驶员的全身和特征认知行为,然后进行人性化的决策,再进行愉快的运动控制,最后在底盘上实现运动控制操控风格的融合,这是一条五位一体的一体化技术路线在这一基本路线下,智能驾驶和智能人机的研究全面展开从智能驾驶的角度,以人,车,环境为约束,建立区域安全性,驾驶可接受性,驾驶可达性等评价指标,进一步模拟驾驶员控制技能的学习趋势,建立汽车动力学离线标定和在线学习的机制,进一步提出反映熟练驾驶员特征的控制曲线还充分利用了发动机的反作用制动,在制动过程中兼顾了乘客的乘坐舒适性

同时,最初的决策实际上仅仅依赖于环境检测的信息我们认为决策过程考虑了车轮与地面的关系以及汽车动力学的特性因此,我们模仿人—车—信息交互的机制建立动力学和轮胎关系的管理服务机制,为决策层提供运动学指导和状态反馈,并向极限控制执行层提供基于决策信息翻译的理想控制指令,使熟练和真实驾驶员行为的模拟更加精细化和人性化在控制研究的同时,我们还探索了驾驶体验的主客观体验方法在汽车战略的制定上,所有的原始测试都是以汽车评估师的主观评价为主,主观评价体系过于主观,没有科学的指导因此,在主观评价上,我们提出了基于实验虚拟学习的驾驶体验主观评价,从乘客对安全的接受程度来了解操控的压力和信任度,从而在科学的理论上建立了主观评价表,同时提出了基于人体的主观评价表这种方法有点像去医院体检,直接测量人的骨骼和肌肉的生物电,并基于这种感觉,评估智能汽车控制驾驶时成员身体产生的肌肉反应,从而客观评价驾驶体验

在客观评价的基础上,还要进一步考虑运动病的控制根据美国的统计,超过20%到30%的人乘坐自动驾驶汽车,很可能会引起司机和乘客的晕车行为智能驾驶的机理是人体系统感知到的运动信息,视觉信息和他的运动信息与过去根据经验建立的内部模型估算出的运动信息发生冲突,以至于冲突导致晕车的感觉因此,我们致力于研究晕车的缓解方法,改善驾驶舱环境,改进速度规划的算法我们在速度算法中引入了舒适度指标,以进一步在晕动病中占据主动在自动驾驶的同时,我们也在探索应用研究在智能驾驶舱的应用创新性地建立了基于人体动力学模型的人机交互特性优化设计方案我们根据中国人体的体征和生理特点,基于他的运动控制行为和测量的骨骼肌生物电特征,开发了高精度的人机交互仿真设计

我们尝试将用户体验融入到整个人机交互设计中,从定义到设计到测试到评估,建立一个完整的正向开发流程在此过程的基础上,首先针对国内车企缺乏平顺性正向设计方法,提出了基于人体骨骼肌运动控制行为的平顺性设计方法目前国内的汽车座椅大多是从国外加长或倒过来的,国内的座椅都是按照欧美,日本等的车身尺寸做的因此,首先开展中国人体体征研究,建立乘员乘坐舒适性主观测试评价方法,进一步建立基于人体骨骼肌和座椅模型骨骼,座椅材料的座椅舒适性正向设计评价方案最后建立了仿真逼真度高的人体骨骼肌模型,结合有限的座椅模型实现了乘坐舒适性的正向设计在此基础上,我们将进一步与国内各大车企合作,试图挑战目前座椅的固化,希望提出基于乘员身体体征和动态演化规律的智能健康座椅我们的输出结果是基于对驾驶姿势设计因素的考虑,综合考虑物理体征,即乘客的个人体征,乘客的驾驶姿势,乘客在车内的工作时间以及车内的振动环境,建立一套智能,舒适,健康的汽车座椅主动控制和调节的方法

同时,我们正在与美国福特公司合作开发下一代智能被动安全座椅如果不能预测智能汽车时代司机和乘客坐在座椅上会是什么样的姿势,那么原来汽车设计中的乘客和司机都是面向仪表盘的,未来的智能汽车会把仪表盘往后移,座椅会调整方向因此,我们现在正在研究碰撞前不同朝向的座椅与人体伤害程度的关系,以实现汽车被动安全性能的主动改善,从而在不可避免的碰撞前做到最好

最后,我们在探索更前卫的东西,希望聚焦汽车的生态,整个产品运营的生态,探索智能汽车在法律约束下的伦理属性比如我们遇到一个两难的问题,当你选择打人或者撞墙的时候,你怎么选择我们希望做出伦理本能的决定来实现这种我们定义为隐性和显性的表达同时进一步探索驾驶员社会属性的决策,可以支持未来整个城市大脑完成车路云一体化的控制和调控从国外来看,包括英伟达,虽然都在提出新概念,最后叫ISS,是责任敏感安全模型,为城市大脑提供了完整的智能汽车行为决策算法

最后,进行了总结最近几年来,我们一直致力于建立以人为本的智能汽车驾驶品质的设计方法,技术和应用我们希望从智能驾驶体验的意义上优化我们对人的研究,包括人对汽车垂直动态的理解,包括人的心理从众和身体从众来实现全车运动控制的预控一体化

最后感谢各位领导专家的聆听,谢谢,也希望我们能在线好好交流,谢谢。

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