每天，世界上成千上万的司机需要在半夜从床上爬起来，进入大型卡车狭窄的驾驶空间。这个劳动力群体每年向仓库、杂货店和港口运送数十亿吨的货物。运输业每年通过人工卡车运输近 110 亿公吨（120 1亿吨的货物。

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自动驾驶卡车，TuSimple 它可以把高速公路变成卡车司机和其他司机更安全的地方。同时，使用自动驾驶卡车也可以节省关键材料的运输成本。

尽管这些卡车对世界各地供应链的运作至关重要，但该行业仍面临着日益严重的司机Microsemi代理短缺。卡车运输业一直面临着留住老司机，发展新司机的两难境地。随着新冠肺炎疫情期间许多驾校的关闭，这种情况变得越来越困难。在上述因素的综合作用下，卡车运输能力已经不能满足不断增长的运输需求，从燃油燃料到电子产品的供应也受到了影响。

六级自动驾驶(图片所有权:NHTSA.gov）

Malleichervu 说，“许多 OEM 提供的自动驾驶功能已经实现 2 级或 2 级。加号意味着在 2 自主性有所提高，但尚未达到 3 级。达到这一水平后，车辆上的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 它可以控制制动系统、加速和转向，而人类驾驶员仍然需要随时监控环境，并执行所有其他驾驶任务。”

这种相对有限的自主性的部分原因是在城市环境中测试和开发车辆 ADAS 安全顾虑。

韩是韩晓玲说的 TuSimple 卡车的优点。尽管该公司预计至少会有卡车 2024 它只能在几年内完全上路，但它为实现完全自动驾驶提供了更容易的方法，而不是在驾驶密度较低的高速公路上市中心进行测试。为了在城市测试自动驾驶汽车，公司必须首先与当地有关部门就测试车辆的区域、频率和速度达成协议。这通常意味着可用于测试的区域和时间会减少。

高速公路测试的另一个优点是，与城市道路相比，它面临的行人障碍较少，在很大程度上避免了交通状况和狭窄或不平坦的道路。这意味着，如果有问题，虽然伤害其他司机的风险不是零，但它确实可以降低致命事故的可能性。

韩晓玲说，TuSimple 卡车已经到了 4 级自主性。这意味着车辆可以在没有人类司机帮助的情况下在有限的条件下自动驾驶。 — 不过 TuSimple 该公司仍计划让人类司机监控驾驶座。目前的卡车运输要求人类司机始终保持警惕，4 级或 5 自动驾驶卡车的区别在于，卡车司机有机会在空旷的道路上通宵休息。

韩晓玲和他的团队正在开发自主线控制动系统的关键技术之一。大型卡车的重量和牵引满载拖车的动态特性使卡车更难快速停车。满载卡车重达 36,000 公斤（80,000 磅)，而公交车的重量只有 1,360 公斤（3,000 磅）。制动系统必须能够安全防止重型卡车高速行驶时的向前冲力。

韩晓玲说：线路控制动系统非常复杂。从感知开始，我们的程序应该观察车辆的前后情况。这涉及到运动计划、预测和控制算法。

在感知和激光雷达的帮助下，TuSimple 的 4 自主级系统可以 360 观察车辆周围和前方 1,000 大米范围的路况。这些数据随后将传输到安全关键线控制动控制系统，韩晓玲解释说。控制系统将在软件感知和卡车硬件之间建立联系，以激活安全制动。

制动是自动驾驶中最基本的系统，对制动安全的要求动安全的要求比其他所有系统都要高。

这些更严格的制动系统标准也反映在其冗余上。这意味着，如果有问题，人类控制器可以进行干预和手动制动。

对于车辆的其他部件，如发动机，一定程度的冗余就足够了，但由于制动系统是车辆安全的核心部件，我们必须有完全的冗余，包括物理、信号、电源和软件系统。 韩晓玲继续说。

信任模型

TuSimple 它的大型卡车已经在真正的高速公路上进行了测试，包括从亚利桑那州到俄克拉荷马州的一段时间 951 英里之旅。然而，韩晓玲解释说，完全依赖道路测试将导致成本的快速增长。作为替代品，该团队主要依靠建模和模拟作为线路控制开发经济高效、安全的替代品。据韩晓玲介绍，高达 90% 使用卡车车辆控制单元进行测试 MATLAB、Simulink 与其他软件开发模型一起完成。

该团队只参考唯一的数据源，自动生成代码，并可以测试具有不同车辆约束条件的独立系统。

“我们只有 10% 韩晓玲说：不仅需要人力，还需要额外的协调。因此，我们使用模拟进行大部分测试。

模拟需要输入不同的传感器（如激光雷达和雷达）如何通过微处理器中继到卡车的物理控制系统进行建模。使用模型来管理这些组件，即使它们在不同的物理位置工作，团队成员也可以同时设计它们。

TuSimple 结合 V 模型和敏捷方法创建了理想的设计过程。(图片所有权:TuSimple）

V 模型又称验证和确认模型，是在实现新功能之前系统分析、设计和验证的设计方法。Malleichervu 说，使用 V 模型设计方法通常需要三到五年才能完成发动机或车辆项目的所有设计；升级现有设计大约需要一年时间。

韩晓玲说，对 TuSimple 这种方法太慢了。作为替代品，公司在开发自动驾驶系统时采用了混合方法，即将到来 V 结合应用模型和敏捷方法。

韩晓玲说：我们的迭代周期非常快，这意味着我们必须在几周内发布线路控制软件，而不是几年内。这就是为什么我们也需要遵循敏捷的过程。这就是为什么我们依赖建模。如果没有建模，就很难在一个月内发布一个功能，因为所有的工作，如编程、测试和验证，都需要在那个月内完成。

使用这种混合方法，TuSimple 可以在 24 线控软件补丁在小时内发布， 72 小时到两周内发布新功能。韩晓玲认为，正是这种新颖的设计方法和 TuSimple 使用建模可以帮助公司实现目标，即自动驾驶的大型卡车可以使用 2024 年驰骋在高速公路上。

文章和图片都是MathWorks版权所有