普华基础软件：AUTOSAR框架下的自动驾驶

2017年，AUTOSAR发布了面向自动驾驶的AP标准，支撑自动驾驶相关技术问题。

2024年3月14日，在2024第五届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日上，普华基础软件股份有限公司研发中心产品部总监董自强表示，感知、决策、控三方面的算法是自动驾驶技术的基本逻辑，但当前不再是三段式的问题解决方案，自动驾驶向着整体融合性方案持续演进。

董自强提出，基础软件面向自动驾驶技术有三大层面的挑战：首先在操作系统层面临着高性能、高实时性、高可靠性、高安全性的要求，面临着多操作系统的融合问题，其次在中间件层面临着需求多样化、算法差异化、中间件兼容性等问题，最后在工具链层面临着进入、流通协作、平台化等挑战。

AP AUTOSAR面向高级别自动驾驶具备优秀的特性，包括兼容性、SOA、功能安全和信息安全。但2024作为自动驾驶的关键年，AP AUTOSAR也面临着新的需求。对此，董自强分享了关于“AP AUTOSAR 对算法、算力支持的发展思考”。

董自强 | 普华基础软件股份有限公司研发中心产品部总监

以下为演讲内容整理：

自动驾驶技术所需要的基础软件

AUTOSAR自2005年发布第一版标准以来，始终致力于解决汽车电子的基础支撑问题。自2017年起，随着Adaptive Platform AP的推出，其关注点转向了自动驾驶和更复杂的智能化汽车场景。

图源：演讲嘉宾素材

通过联盟成员的智慧贡献，AUTOSAR精准预判了自动驾驶的发展轨迹。2022至2023年间，L3级别自动驾驶已初露端倪，许多车辆获得路测牌照，正式上路测试。

现有的自动驾驶和高级辅助驾驶技术，主要基于感知、决策、控制三大算法执行，而AUTOSAR在车辆控制方面已有良好支撑。然而，自动驾驶领域的发展远不止于此。感知与决策正在深度融合，智能化传感器和域处理技术不断涌现。

特斯拉发布的FSD V12版本采用端到端神经网络，大幅降低了人为干预的需求，显示出技术变化之迅速。这要求我们对过去的技术逻辑进行大量调整，甚至改变研究方向。目前，量产汽车中应用的自动驾驶或辅助驾驶技术多处于L2等级，包括泊车和行车两大领域，对功能安全和传感器要求各不相同。然而，即使技术不断组合优化，达到L3级别仍是一个挑战。端到端技术的发布和特斯拉的测试版本推出，为我们提供了新的方向。

基于当前技术现状，辅助驾驶与自动驾驶主要基于AUTOSAR等基础软件框架实现。在普华的基础软件工作中，我们专注于中间层与操作系统层，以支持自动驾驶和辅助驾驶应用。无论是行车还是泊车，基础软件层都致力于统一解决这些问题。

图源：演讲嘉宾素材

在基础软件层，我们梳理了三个现状：

当前，在操作系统层，传统的OSEK等已不足以支撑现代汽车复杂应用所需的大量计算逻辑，性能要求日益提升。同时，汽车对安全性的要求极高，操作系统在满足高性能计算的同时，还需确保实时性、可靠性，满足功能安全需求，这无疑是巨大的挑战。此外，自动驾驶系统的复杂性可能导致多套操作系统的融合问题，需解决不同系统间的互通、融合与协作。

其次，在中间件层，随着技术变革，传统中间件的边界已不足以支撑自动驾驶场景的应用。新的需求不断涌现，而中间件在算法集成、兼容性等方面仍有待完善。算法选型和应用差异大，为OEM在选择和集成技术时带来挑战。中间件应发挥更大作用，解决这些问题。

普华基础软件作为中间件和基础软件公司，致力于简化应用，通过场景化预配置和自动化技术实现这一目标。然而，仅在中间件层面努力是不够的，整车研发亦需相应对策，这对我们而言是一大挑战。在开发过程中，我们会使用多种工具，它们之间的协作与流通至关重要。尤其在自动驾驶领域，我们整合Simulink建模工具等非AUTOSAR工具，实现无缝融合。

团队协作亦是一大关键。过去，汽车电子开发团队规模较小，而自动驾驶领域则需要面对数百乃至上千人的团队。因此，我们需要通过平台化的权限管理、决策管理、用户管理等方式来平衡协作，同时融入持续集成、持续迭代的功能。

AP AUTOSAR 对高级别自动驾驶的意义

AUTOSAR AP在解决上述问题方面表现出色，其创立的初衷便聚焦于自动驾驶所需的三大特质。首先，自适应性是基础，自动驾驶需要处理复杂且多变的逻辑，我们的基础软件必须具备自适应能力，以构建适应这一需求的平台。其次，SOA框架为汽车电子开发提供了更大的灵活性，激活了通信协议的潜力。最后，功能安全和信息安全是AUTOSAR的核心优势，对于实现车规级自动驾驶至关重要。

图源：演讲嘉宾素材

因此，无论是企业还是团队，若想开发车规级的自动驾驶技术，AUTOSAR AP都是不可或缺的一环。即使只是将其作为参考，也是实现这一目标的关键步骤。

AP在应对自动驾驶在基础软件层面的问题时，尝试了一系列经典的解决方案。首先，它采用了POSIX OS标准，这一标准，以其成熟性、稳定性及模块化、标准化的应用开发特性，减少了重复开发的问题。其次，POSIX OS的可靠性、稳定性经受住了时间的考验，且随着计算机硬件的发展，其资源管理不断优化，为行业发展提供了强大的支撑。再者，该标准的生态和兼容性广泛，使得开发和维护变得更为简单灵活。

AUTOSAR R23-11发布以来，其功能集群和结构的调整与行业发展规律高度契合，涵盖了智能汽车和自动驾驶技术的各个方面。在开发方法论上，AUTOSAR为车规级应用开发提供了标准化的流程，与微模型匹配度高，从架构设计到集成部署都有对应的方法。

AP AUTOSAR 对算法、算力支持的发展思考

尽管AUTOSAR AP对自动驾驶具有重要意义。特别是在算法层面，自动驾驶高度依赖算法技术，而AP对此涉及较少。因此，需要构建一个算法的框架层来支撑未来自动驾驶算法的发展。此外，AUTOSAR AP在算力支撑、硬件加速以及大数据处理能力等方面尚需加强，以更好地支撑高级别自动驾驶的开发和应用。

总体来看，面对高级别自动驾驶的挑战，我们需要在中间件层扩展数据抽象、硬件加速、算法支撑及任务编排处理能力，以更好地支撑未来技术的发展。虽然基础软件层面的问题处理成本较高、难度较大，但借鉴AUTOSAR过去的经验，我们有信心解决现有问题，并着眼于未来，推动自动驾驶技术的持续发展！

（以上内容来自普华基础软件股份有限公司研发中心产品部总监董自强于2024年3月14日在2024第五届软件定义汽车论坛暨AUTOSAR中国日发表的《AUTOSAR框架下的自动驾驶》主题演讲。）