如何通过触觉感应解决方案最大限度地提高道路安全和效率

为了挽救生命、避免汽车故障和缓解交通拥堵，城市和郊区道路必须安全高效。为了完成这项具有挑战性的任务，以色列公司 Tactile Mobility 开发了一种基于高分辨率触觉传感和数据分析平台的软件技术，旨在为自动驾驶汽车和智能城市的未来赋能。Tactile Mobility 的技术平台包括两个先进的软件模块，可以作为独立解决方案提供，也可以组合起来部署完整的高端解决方案。如图1所示，第一个模块是车载嵌入式软件，第二个模块是云模块。

触觉感应车载嵌入式软件驻留在车辆现有的电子控制单元 (ECU) 中。该模块运行专有算法（包括人工智能功能），根据从多个现有非视觉传感器（包括发动机转速、扭矩刹车片、从所有四个车轮检测到的车轮速度、车轮角度、油门位置等）。对于研究、开发和演示，触觉传感软件可以通过专有的售后设备提供，该设备通过 OBDII 诊断接口连接到车辆的 CAN 总线。

触觉传感软件使用信号处理算法从采集的数据中去除噪声成分，提供可以使用专有算法和人工智能技术处理的干净信号。这允许创建 Tactile Mobility 所谓的“虚拟传感器”。虚拟传感器获取的数据，包括抓地力水平、车辆重量、发动机效率和轮胎健康状况，可以进一步用于不同的车辆功能，提供有用和更好的驾驶辅助以及态势感知。

“我们的技术本质上只是软件，包括非常先进的信号处理和机器学习算法，可以生成许多不同的虚拟传感器，”Tactile Mobility 产品副总裁 Yagil Tzur 说。“我们的传感器充当真正的硬件传感器——它们可以使用自己分配的地址在 CAN 总线上发送消息，它们具有特定的值和范围，等等。此外，我们的解决方案具有高度可扩展性，因此我们可以在同一基础设施上添加越来越多的虚拟传感器。”

每辆车收集的数据集上传到云端，以供大数据和机器学习进一步分析和处理。这反过来又提供并更新了两个不同的数学模型，这些模型突出了与车辆和道路动力学相关的关键因素。第一个模型 VehicleDNA 处理与车辆相关的虚拟传感器，例如发动机效率、制动效率、轮胎健康、重量、油耗等。同时，有传感器从现实世界、环境和位于车辆外部的表面收集数据。这些传感器为第二个数学模型 SurfaceDNA 提供数据，该模型不仅分析典型的物理道路特征，如坡度、坡度、曲率、标准化抓地力水平，以及颠簸、裂缝等危险的位置，和坑洼，还有功能方面，例如抓地力如何受天气影响，坑洼的影响是什么等等。然后将该数据下载到接近同一区域的启用车辆，从而提高安全性和用户体验并减少反应时间。SurfaceDNA 还向第三方提供有价值的最新信息，例如市政当局、道路管理部门、保险公司、车队经理等。

“我们在软件级别提供所有这些功能，这意味着与更昂贵的硬件传感器相比成本更低，”Tzur 说。“在某些情况下，没有物理传感器可以提供 Tactile Mobility 的虚拟传感器可以提供的数据。例如，没有可以测量握力的硬件传感器，这是 Tactile Mobility 的独特功能。”

底特律市公共工程部选择了 Tactile Mobile 的平台来支持其预防性和临时性维护计划，及时、客观、有效地提供道路表面数据。更准确地说，该部门需要一种能够自动提供与 PASER 量表（由威斯康星大学麦迪逊分校交通信息中心开发）相关的 10 级量表的可靠且具有成本效益的路面评级分数的工具。目的是对每个市政路段进行评级，包括住宅区的路段，由于预算考虑，这些路段没有进行调查。通过使用配备 Tactile Mobility 软件的标准市政车辆，该部门能够持续监控每个路段的质量，提供底特律路况的高度更新的客观地图。

“我们的软件可以支持任意数量的汽车，使我们能够从这些车辆中获取数据并生成与我们不同客户相关的地图图层，”Tzur 说。“例如，道路当局和市政当局需要知道道路上实时发生的事情，以及它是否构成安全风险。他们希望不时查看整个情况，并了解道路在哪里恶化得更快，从而解决长期和响应性维护问题。”

该解决方案提供了非常高精度的遇险信息，这些信息在创建后的很短的时间内就可以使用，从而实现快速且低成本的维修，而无需关闭道路即可执行昂贵的服务。此外，Tactile Mobility 的软件占用空间非常小，这意味着它非常高效，不需要很多强大的处理资源，并且几乎可以嵌入到每个现有的 ECU 中。

“我们已经在与 BMW 合作生产，将 Tactile Mobility 的软件技术嵌入到 BMW 集团的下一代车辆中，”Tzur 说。“这些车辆产生的数据将迅速积累，使我们能够提供有关道路状况的见解，从而使道路更安全、维护得更好。收集到的见解不仅为乘客和汽车制造商提供了端到端的价值，也为负责道路建设和维护的组织提供了价值。

审核编辑 黄昊宇”