1、总体冗余设计概述

博世自动驾驶系统的冗余设计方案，贯穿了实现自动驾驶整个过程中的各个技术环节；如环境感知、定位、决策与规划、执行等各模块均采用了冗余的系统解决方案。

图1. 总体冗余设计示意图（来源-博世）

2、各模块冗余设计解析

2.1 感知模块冗余设计

自动驾驶的感知层面，博世采用超声波传感器+毫米波雷达+摄像头+激光雷达多传感器冗余方案。由于不同传感器其工作原理、技术特性各不相同，这就决定了其适用的应用场景各异，故采用多种传感器相融合的方式以应对各种可能发生的场景状况，以保证系统冗余。

图2. 环境感知模块冗余解决方案（来源 -博世）

2.2 定位模块冗余设计

基于卫星信号的绝对定位和基于道路特征的相对定位所组成的冗余定位方案，在天气恶劣或遮挡等不利条件下，两种定位方案相互校验的，可以保证车辆获得更精准定位的结果；

1）基于卫星信号的绝对定位：卫星定位智能传感器（VMPS），集成了GNSS信号接收器、高精度惯导IMU及信号纠偏服务，能保证多种工况下定位稳定，精度可达20厘米以内。

2）基于道路特征的相对定位：通过车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，并实时上传到云端后台与高精度地图进行比对，以此来确定汽车在当前车道中的位置，从而实现厘米级定位。

图3. 高精度定位冗余解决方案（来源 -博世）

 

2.3  决策模块冗余设计

博世在L3级的自动驾驶功能中，配置有两套核心运算单元（即域控制器）；整车E/E架构也会做相应的冗余设计与之相呼应；总之，从整车架构层面、功能定义层面，到系统的分解，到部件的软硬件设计等都采用了冗余架构设计理念；

图4. 可扩展的域控制器解决方案（来源 -博世）

图5. 博世-电子电气架构路线图（来源 -博世）

2.4  执行模块冗余设计

1）制动系统

冗余方案 - ESP 9.3与iBooster形成了整车制动的双重保障；

iBooster 即电控刹车系统，它通过油压电控机构代替了传统的真空助力泵，有更快速的刹车响应速度；可以在ESP失灵的情况下，帮助车辆安全刹车制动，防止车辆失控的发生；

图6. 制动系统冗余设计方案（来源 - 博世）

2）转向系统

冗余方案：采用最新线控转向系统  配备了两套电机，两套电源以及两套绕组；

该线控转向系统从控制领域来看，无论电源、传感器和执行部件等，整套系统实际上是并行的两套完全一致的独立控制系统，一旦其中之一出现任何故障，都会直接切换到另外一套系统继续实现控制功能，虽然他们之间会协同调控，但并不存在相互干涉影响的问题，这就保证了两套控制系统的独立性。

图7. 线控转向助力系统冗余设计展示图（来源 -博世）

 

参考资料：

1. 通往未来出行之路-自动驾驶 （博世技术宣传材料）

2. Trends of Future E/E- Architectures (博世技术宣传材料）

 

注：如需获取参考文件，扫描下方二维码，关注公众号“筋斗云与自动驾驶”，在公众对话框回复【冗余】即可获取。