解讀自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
自動駕駛是汽車產(chǎn)業(yè)與人工智能具帮、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計算等新一代信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物低斋,是當(dāng)前全球汽車與交通出行領(lǐng)域智能化和網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的主要方向停迫,已成為各國爭搶的戰(zhàn)略制高點。本文重點介紹自動駕駛涉及的技術(shù)司逗、標(biāo)準(zhǔn)擎若,以及國內(nèi)外在測試、部署方面的進(jìn)展和趨勢改佛。
一漂肖、自動駕駛技術(shù)及分類
(一)自動駕駛技術(shù)分級
自動駕駛技術(shù)分為多個等級,目前國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界采用較多的為美國汽車工程師協(xié)會(SAE)和美國高速公路安全管理局(NHTSA)推出的分類標(biāo)準(zhǔn)史糕。按照SAE的標(biāo)準(zhǔn)汁讹,自動駕駛汽車視智能化诞书、自動化程度水平分為6個等級:無自動化(L0)、駕駛支援(L1)棋裳、部分自動化(L2)快檀、有條件自動化(L3)、高度自動化(L4)和完全自動化(L5)凭协。兩種不同分類標(biāo)準(zhǔn)的主要區(qū)別在于完全自動駕駛場景下都晶,SAE更加細(xì)分了自動駕駛系統(tǒng)作用范圍。
(二)自動駕駛技術(shù)路線
在自動駕駛技術(shù)方面丸冕,有兩條不同的發(fā)展路線:
第一種是“漸進(jìn)演化”的路線耽梅,也就是在今天的汽車上逐漸新增一些自動駕駛功能,例如特斯拉胖烛、寶馬眼姐、奧迪、福特等車企均采用此種方式佩番,這種方式主要利用傳感器众旗,通過車車通信(V2V)、車云通信實現(xiàn)路況的分析趟畏。
第二種是完全“革命性”的路線贡歧,即從一開始就是徹徹底底的自動駕駛汽車,例如谷歌和福特公司正在一些結(jié)構(gòu)化的環(huán)境里測試的自動駕駛汽車赋秀,這種路線主要依靠車載激光雷達(dá)利朵、電腦和控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動駕駛。
從應(yīng)用場景來看猎莲,第一種方式更加適合在結(jié)構(gòu)化道路上測試绍弟,第二種方式除結(jié)構(gòu)化道路外,還可用于軍事或特殊領(lǐng)域蝠笔。
(三)自動駕駛涉及的軟硬件
1读铁、傳感器
傳感器相當(dāng)于自動駕駛汽車的眼睛。通過傳感器床少,自動駕駛汽車能夠識別道路砂两、其他車輛、行人障礙物和基礎(chǔ)交通設(shè)施橘疚。按照自動駕駛不同技術(shù)路線汪汰,傳感器可分為激光雷達(dá)、傳統(tǒng)雷達(dá)和攝像頭三種胶僵。
(1)激光雷達(dá)
目前是被采用比例最大的設(shè)備步盼,Google、百度隘勾、Uber等公司的自動駕駛技術(shù)目前都依賴于它樊鲁,這種設(shè)備被架在汽車的車頂上投嫂,能夠用激光脈沖對周圍環(huán)境進(jìn)行距離檢測,并結(jié)合軟件繪制3D圖蔗彤,從而為自動駕駛汽車提供足夠多的環(huán)境信息川梅。激光雷達(dá)具有準(zhǔn)確快速的識別能力,唯一缺點在于造價高昂(平均價格在8萬美元一臺)導(dǎo)致量產(chǎn)汽車中難以使用該技術(shù)然遏。
(2)傳統(tǒng)雷達(dá)和攝像頭
由于激光雷達(dá)的高昂價格贫途,走實用性技術(shù)路線的車企紛紛轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)雷達(dá)和攝像頭作為傳感器替代方案,例如著名電動汽車生產(chǎn)企業(yè)特斯拉待侵,采用的方案就是雷達(dá)和單目攝像頭丢早,國際知名廠商為Mobileye等。其硬件原理與目前車載的ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)類似秧倾,依靠覆蓋汽車周圍360°視角的攝像頭及前置雷達(dá)來識別三維空間信息怨酝,從而確保交通工具之間不會互相碰撞。
雖然這種傳感器方案成本較低中狂、易于量產(chǎn)凫碌,但對于攝像頭的識別能力具有很高要求:單目攝像頭需要建立并不斷維護(hù)龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫扑毡,如果缺乏待識別目標(biāo)的特征數(shù)據(jù)胃榕,就會導(dǎo)致系統(tǒng)無法識別以及測距,很容易導(dǎo)致事故的發(fā)生瞄摊。而雙目攝像頭可直接對前方景物進(jìn)行測距勋又,但難點在于計算量大,需要提高計算單元性能颈缆。
2葡料、高精度地圖
自動駕駛技術(shù)對于車道、車距梧货、路障等信息的依賴程度更高佃贞,需要更加精確的位置信息,是自動駕駛車輛對環(huán)境理解的基礎(chǔ)镐催,隨著自動駕駛技術(shù)不斷進(jìn)化升級隶俄,為了實現(xiàn)決策的安全性,需要達(dá)到厘米級的精確程度椅豆。如果說傳感器向自動駕駛車輛提供了直觀的環(huán)境印象剿蹦,那么高精度地圖則可以通過車輛準(zhǔn)確定位,將車輛準(zhǔn)確地還原在動態(tài)變化的立體交通環(huán)境中沽叠。
3叹盼、V2X
V2X,指的是車輛與周圍的移動交通控制系統(tǒng)實現(xiàn)交互的技術(shù)菊榨,X可以是車輛运杭,可以是紅綠燈等交通設(shè)施夫啊,也可以是云端數(shù)據(jù)庫,最終目的都是為了幫助自動駕駛車輛掌握實時駕駛信息和路況信息辆憔,結(jié)合車輛工程算法做出決策涮母,是自動駕駛車輛邁向無人駕駛階段的關(guān)鍵。
解讀自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
4躁愿、AI算法
算法是支撐自動駕駛技術(shù)最關(guān)鍵的部分叛本,目前主流自動駕駛公司都采用了機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能算法來實現(xiàn)。海量的數(shù)據(jù)是機(jī)器學(xué)習(xí)以及人工智能算法的基礎(chǔ)彤钟,通過此前提到的傳感器来候、V2X設(shè)施和高精度地圖信息所獲得的數(shù)據(jù),以及收集到的駕駛行為逸雹、駕駛經(jīng)驗营搅、駕駛規(guī)則、案例和周邊環(huán)境的數(shù)據(jù)信息梆砸,不斷優(yōu)化的算法能夠識別并最終規(guī)劃路線转质、操縱駕駛。
二版药、國內(nèi)外發(fā)展情況及趨勢
從自動駕駛國內(nèi)外整個發(fā)展情況來看埠限,美德引領(lǐng)自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展大潮,日本茅铺、韓國迅速覺醒旦珊,我國呈追趕態(tài)勢。具體而言毕模,體現(xiàn)出以下幾個趨勢:
(一)以盡快商用為目標(biāo)昵诅,加快推進(jìn)路面測試和法規(guī)出臺
在路面測試方面,美腌哎、德貌梦、日、韓晰淋、我國均積極推進(jìn)路測尸饵,作為自動駕駛汽車應(yīng)用的基礎(chǔ)。從國際看架独,各國紛紛將2020年作為重要時間節(jié)點挠囚,希望屆時實現(xiàn)自動駕駛汽車全面部署。
美國在州層面積極進(jìn)行自動駕駛立法脖旱,截至2016年底堪遂,16個州通過相關(guān)法案或行政令,明確測試條件和要求萌庆,允許企業(yè)在州層面展開路面測試溶褪。
德國政府2015年已允許在連接慕尼黑和柏林的A9高速公路上開展自動駕駛汽車測試項目币旧,交通運(yùn)輸部門今年3月還向柏林的Diginet-PS自動駕駛試點項目發(fā)放補(bǔ)貼,用于開發(fā)處理系統(tǒng)并提供自動駕駛的實時交通信息猿妈。
日本Nissan公司已經(jīng)在東京吹菱、硅谷和倫敦測試了旗下的自動駕駛汽車LEAF,希望盡快積累安全測試記錄彭则。
韓國目前已頒發(fā)13張自動駕駛測試許可鳍刷,計劃于2020年前商業(yè)化3級自動駕駛汽車。
從我國看俯抖,工信部2016年在上海開展上海智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范输瓜;在浙江、北京-河北芬萍、重慶尤揣、吉林、湖北等地開展“基于寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)的智能汽車她忱、智慧交通應(yīng)用示范”蝇莲,推進(jìn)自動駕駛測試工作。
北京已出臺智能汽車與智慧交通應(yīng)用示范五年行動計劃园秫,將在2020年底完成北京開發(fā)區(qū)范圍內(nèi)所有主干道路智慧路網(wǎng)改造闭腊,分階段部署1000輛全自動駕駛汽車的應(yīng)用示范。江蘇于2016年11月與工信部枫技、公安部簽訂三方合作協(xié)議行翘,共建國家智能交通綜合測試基地。
(二)以網(wǎng)聯(lián)汽車為方向秧朝,推動系統(tǒng)研發(fā)和通信標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一
從目前產(chǎn)業(yè)趨勢來看,多數(shù)企業(yè)采取了網(wǎng)聯(lián)汽車(Connected Cars)的發(fā)展路徑郊拄,加快芯片處理能力噩振、自動駕駛認(rèn)知系統(tǒng)研發(fā),推動統(tǒng)一車輛通信標(biāo)準(zhǔn)的出臺楚陶。
研發(fā)方面钻寿,德國博世集團(tuán)和NVIDIA正在合作開發(fā)一個人工智能自動駕駛系統(tǒng),NVIDIA提供深度學(xué)習(xí)軟件和硬件左刽,Bosch AI將基于NVIDIA Drive PX技術(shù)以及該公司即將推出的超級芯片Xavier捺信,屆時可提供第4級自動駕駛技術(shù)。IBM宣布其科學(xué)家獲得了一項機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的專利欠痴,可以在潛在的緊急情況下動態(tài)地改變?nèi)祟愸{駛員和車輛控制處理器之間的自主車輛控制權(quán)迄靠,從而預(yù)防事故的發(fā)生。
車輛通信標(biāo)準(zhǔn)方面喇辽,LTE-V掌挚、5G等通信技術(shù)成為自動駕駛車輛通信標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵雨席,將為自動駕駛提供高速率、低時延的網(wǎng)絡(luò)支撐吠式。
一方面陡厘,國內(nèi)外協(xié)同推進(jìn)LTE-V2X成為3GPP 4.5G重要發(fā)展方向。大唐特占、華為糙置、中國移動、中國信通院等合力推動是目,在V2V罢低、V2I的標(biāo)準(zhǔn)化工作方面取得了積極進(jìn)展。
另一方面荚谢,LTE-V2X技術(shù)也隨著自動駕駛需求的發(fā)展正逐步向5GV2X演進(jìn)和月。5G、V2X專用通信可將感知范圍擴(kuò)展到車載傳感器工作邊界以外的范圍凯挟,實現(xiàn)安全高帶寬業(yè)務(wù)應(yīng)用和自動駕駛逸铆,完成汽車從代步工具向信息平臺、娛樂平臺的轉(zhuǎn)化辱滤,有助于進(jìn)一步豐富業(yè)務(wù)情景苦钱。
當(dāng)前,5G汽車協(xié)會(5GAA)和歐洲汽車與電信聯(lián)盟(EATA)簽署了諒解備忘錄沽贸,將共同推進(jìn)C-V2X產(chǎn)業(yè)避晾,使用基于蜂窩的通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、頻譜和預(yù)部署項目抑昨。中國移動與北汽啥匀、通用、奧迪等合作推動5G聯(lián)合創(chuàng)新赚铅,華為則與寶馬催首、奧迪等合作推動基于5G的服務(wù)開發(fā)。
此外泄鹏,工信部組織起草的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系方案即將對外發(fā)布郎任,車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系也在逐步完善,對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展至關(guān)重要备籽。
(三)以創(chuàng)新業(yè)態(tài)為引領(lǐng)舶治,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為重要驅(qū)動力量
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)天生具有業(yè)務(wù)創(chuàng)新和發(fā)展的基因,目前也紛紛涉足自動駕駛行業(yè)车猬,成為了行業(yè)重要的驅(qū)動力量霉猛。
美國方面,谷歌公司2009年已開始無人駕駛企業(yè)研發(fā),2015 年 12 月至 2016 年12月在加州道路上共行駛記錄 635,868 英里韩脏,不僅是加州測試?yán)锍套疃嗟钠髽I(yè)缩麸,也是系統(tǒng)停用率最低的企業(yè)。美國第一大網(wǎng)約車服務(wù)商Uber已在匹茲堡赡矢、坦佩杭朱、舊金山和加州獲準(zhǔn)進(jìn)行無人駕駛路測,第二大網(wǎng)約車服務(wù)商Lyft去年9月公布自動駕駛汽車三階段發(fā)展計劃 洁拓,目前也已在匹茲堡開展測試窑笑。蘋果公司也于今年4月剛剛獲得加州測試許可證。韓國方面挑蚕,剛剛批準(zhǔn)韓國互聯(lián)網(wǎng)公司Naver在公路上測試自動駕駛汽車综界,成為第13家獲得許可的自動駕駛汽車研發(fā)企業(yè),計劃于2020年前商業(yè)化3級自動駕駛汽車撵晨。
從我國來看贴祷,百度公司也于去年9月獲得了在美國加州的測試許可,11月在浙江烏鎮(zhèn)開展普通開放道路的無人車試運(yùn)營攒筛。其總裁兼首席運(yùn)營官陸奇更是于今年4月19日發(fā)布了“Apollo”計劃胎汁,計劃將公司掌握的自動駕駛技術(shù)向業(yè)界開放,將開放環(huán)境感知鸳辈、路徑規(guī)劃究勺、車輛控制、車載操作系統(tǒng)等功能的代碼或能力崩旱,并且提供完整的開發(fā)測試工具酱劫,目的是進(jìn)一步降低無人車的研發(fā)門檻,促進(jìn)技術(shù)的快速普及椒涯。
騰訊于2016年下半年成立自動駕駛實驗室柄沮,依托360度環(huán)視、高精度地圖逐工、點云信息處理以及融合定位等方面技術(shù)積累铡溪,聚焦自動駕駛核心技術(shù)研發(fā)。阿里泪喊、樂視等也紛紛與上汽等車企合作開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)汽車。
(四)以企業(yè)并購為突破髓涯,初創(chuàng)企業(yè)和領(lǐng)軍企業(yè)成為標(biāo)的
自動駕駛發(fā)展較快的企業(yè)所并購的主要對象為掌握自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)或初創(chuàng)企業(yè)袒啼。
2016年7月,通用公司以超過10億美元價格收購了硅谷創(chuàng)業(yè)公司Cruise Automation纬纪,后者研發(fā)的RP-1高速公路自動駕駛系統(tǒng)具備高度自動化駕駛應(yīng)用潛力蚓再。
2017年3月,英特爾以153億美元收購以色列科技企業(yè)Mobileye,后者致力于研發(fā)與自動駕駛有關(guān)的軟硬件系統(tǒng)摘仅,是特斯拉靶庙、寶馬等公司駕駛輔助系統(tǒng)的主要攝像頭供應(yīng)商,掌握一系列圖像識別方面的專利谍益。
優(yōu)步公司2015年收購了提供位置API的創(chuàng)業(yè)公司deCarta汁眶,還從微軟Bing部門獲取了精通圖像和數(shù)據(jù)收集的員工。
2017年4月逐点,百度宣布全資收購一家專注于機(jī)器視覺軟硬件解決方案的美國科技公司xPerception亮翁,該公司對面向機(jī)器人、AR/VR辞垦、智能導(dǎo)盲等行業(yè)客戶提供以立體慣性相機(jī)為核心的機(jī)器視覺軟硬件產(chǎn)品并臊,可實現(xiàn)智能硬件在陌生環(huán)境中對自身的定位、對空間三維結(jié)構(gòu)的計算和路徑規(guī)劃怎棋。據(jù)業(yè)界分析帆疚,百度此舉可能為了加強(qiáng)視覺感知領(lǐng)域的軟硬件能力。
總的來看象人,收購領(lǐng)軍企業(yè)或具有潛力的初創(chuàng)企業(yè)养烙,可迅速加快自身自動駕駛技術(shù)的積累,形成競爭優(yōu)勢物虑。
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