关于未来,人们总是充满了各种天马行空的想象。人工智能、全息影像、赛博空间...但如果说哪一项技术最有可能在短时间内得到普及和应用,自动驾驶应该是其中之一。
最近“全球自动驾驶第一股”图森未来股价暴跌被送上热搜,自动驾驶再次被大家提及讨论。
从2010年谷歌自动驾驶项目上线,2014年自动驾驶一直在进行公路测试,十多年时间过去了,不管是从水平还是整个商业化上来说,目前中美被认为是全球无人驾驶技术是最为领先的两个市场。
这些年自动驾驶发展之路发生了什么?又遇到了什么问题和阻碍?
我们如何理解自动驾驶
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自动驾驶的原理
以替代人类驾驶为目标,自动驾驶需要具备什么功能才能代替“人”的功能?回想一下平时咱们是怎么开车的:
自动驾驶技术原理
·眼睛的环境感知
回答周围有什么,类似人的眼睛、耳朵;通过摄像头,雷达、地图等手段获得周围障碍物和道路的信息。
·大脑的行为决策
回答怎么做,类似大脑;通过分析环境感知得来的信息,来判断车辆需要执行的控制策略。
·手脚的车辆控制
类似于手脚收到大脑的决策指令后,驾驶员的神经、四肢,以油门刹车与方向盘作为人车交互的两大媒介,与整个汽车系统一起承担车辆控制的功能。
接下来我们深入一层,问题开始变得复杂。
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硬件之于自动驾驶的重要性
在日常生活中我们直觉认为,眼睛看到信息后大脑立刻做出下一步决策。情况往往并非如此,从眼睛到脑袋再到手脚总会存在一个时间的延迟。自动驾驶更加如此。
我们开车没有感受到影响,是因为大脑会自动处理“预测”这件事情,虽然只有几毫秒。我们的决策是根据对所见之物的预测来指导手脚运作的,这是我们维持正常机能的基础。
因此,自动驾驶做决策之前还需要增加预测模块。所有“预测”“决策”模拟人类的思维过程,在汽车上需要用硬件“还原”同类功能。这些感知通过以下硬件配合实现:
图片来源:e-sciencecentral官网
为此,我们把汽车自动化划分为5个水平,更好理解自动驾驶的发展程度。
美国汽车工程师学会定义汽车自动化等级水平
自动驾驶公司们的发展路径
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第一类:谷歌、百度等互联网大厂
从自动驾驶的终极目标L4和L5来说,科技公司目前远远领先。
国内的百度是入局自动驾驶领域最早的互联网巨头。如果从2013年建立自动驾驶研发团队算起,百度已在无人驾驶领域“深耕”十年之久。
在商业化方面,百度无人驾驶业务兵分三路。一是为主机厂商提供Apollo自动驾驶技术解决方案;二是通过旗下集度汽车整合百度自动驾驶方面的创新;三是自动驾驶出租车萝卜快跑。
多年的生态布局下,百度取得了一定的成果,尤其是第三条路“萝卜快跑”的商业化问题。2021年底,萝卜快跑终于开始试收费运行,而今年以来,百度已陆续在北京、武汉、重庆,对市民开放了纯无人的自动驾驶服务。
国外的比如谷歌旗下Waymo,它走一步到位的策略,全力研发L4+高级别自动驾驶技术,研究价格高昂的传感器(激光雷达为主)。
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第二类:汽车厂商Tier 1等传统公司
出身德系的Tier1小巨人从ADAS切入,渐进式地从辅助驾驶实现到无人驾驶的过渡,智能驾驶业务为公司打开第二成长曲线。
Tier1聚焦于智能座舱、智能驾驶、网联服务三大业务,拥有德系车企供应链基因、底蕴深厚。2021年公司年化新签订单金额达120亿元,约1/3来自智能驾驶产品,业绩弹性可期,智能驾驶业务已为公司打开第二成长曲线。
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第三类:小鹏、特斯拉等新势力车企
从技术上来看,小鹏是自动驾驶的代表,一直是自动驾驶布局相当积极的新势力车企,自成立以来就死磕纯视觉+感知融合的纯自研路线。
特别是小鹏的城市NGP,车辆可以在城市道路上完成本车道巡航跟车、导航/超车变道、汇入/汇出道路、红绿灯识别起停、路口/环岛/隧道通行、避让其他交通参与者等动态任务的智能导航辅助驾驶。
图片来源:小鹏官网
特斯拉走的是“渐进式”路线,从商业和营销角度上来看,以电动车为产品,自动驾驶为核心卖点,逐步稳妥地满足消费者。近日特斯拉采取最新的感知方案——纯视觉感知方案,完全摒弃掉激光雷达、毫米波雷达等非摄像头传感器,仅采用摄像头进行感知,在自动驾驶领域独树一帜。
自动驾驶的挑战有多大
自动驾驶是人工智能的终极场景,没有之一。真正的自动驾驶是强人工智能,仍然任重道远。无人驾驶目前还面临着非常大的挑战。
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现实场景中的驾驶难度
现在大多数的自动驾驶训练场景,要么是在封闭的固定的场地进行训练,要么就是在夜晚人烟稀少的半封闭道路进行测试。有份报道中指出,自动驾驶测试中92%的车辆都是处于一个闲逛的状态。
同时有专家认为要达到L4行驶安全性的要求,测试里程数至少要达到2.4亿公里,自动驾驶最终还是要回归到开放的道路、拥堵复杂的场景,包括处理极端事件。
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系统和整车成本高昂
自动驾驶系统套件的成本还很高,激光雷达、传感器、AI芯片等关键零件价格不菲,华为自动驾驶系统超过13万,百度刚刚提出第五代阿波罗无人车售价为48万。
实现规模化必须要有优异的成本计算:结合整体成本和量产进度,从产品设计、技术路线选择到具体研发测试,都需要根据当前的情况、具体收益进行考量。否则,无人驾驶无法经济化、规模化。
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交通责任体系并非适用自动驾驶
目前现有的交通道路,现有的交通法规,高速、城市、乡镇道路是根据人类的驾驶习惯来规范的,这一整套规则包括整个交通的责任体系,也是以人为核心构建。
这样的规则设计对于高级别的自动驾驶将呈现出不适应性。如果说完全无人化是未来自动驾驶的一个最终的追求,那么我们就需要从法律、交通规则以及整体的框架、架构上进行重新设计和调整。
不过我们的责任体系也开始完善了,11月初工信部发布通告公开征求对《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知(征求意见稿)》的意见,首次提到在自动驾驶系统功能激活状态下,试点使用主体为责任方,并保留其对试点汽车生产企业、自动驾驶系统开发单位、设备提供方、车内安全员等相关主体的追偿权。深圳也开始试点允许L3级自动驾驶汽车上路,全国铺开的信号已然呈现。
图片来源:工信部官网截图
自动驾驶主要应用场景
回答周围有什么,类似人的眼睛、耳朵;通过摄像头,雷达、地图等手段获得周围障碍物和道路的信息。
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物流配送
无论是快递的最后1 km还是同城急送还是物流配送过程中的装卸、运输、仓储流程,在自动驾驶技术的普及下也可以更加高效和完善。自动驾驶技术的出现,将促使物流配送领域的整体产业链降本增效,革新升级。
物流配送的场景除了我们熟知的快递配送,前文提到的酒店智能服务机器人、智能端盘机器人等也属于物流配送的范畴,这也是现阶段自动驾驶技术应用较为广泛的场景之一。
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园区接驳车
最接近大家心目中真正自动驾驶的一个应用场景,那就是自动驾驶无人出租车/园区接驳车了。2020年滴滴在上海开启了自动驾驶载人应用示范项目,让人们看到自动驾驶出行服务成为现实。
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自动驾驶的出现,也逐渐改变了我们的生活环境,在交通出行、城市管理等多个领域的参与,让自动驾驶技术得到了广泛的测试和应用,帮助城市构建安全、高效的未来出行结构,对汽车产业的变革及城市交通的规划都具有深远的影响。
智能驾驶技术高速发展,消费者逐渐改变的消费理念,推动汽车从代步工具向智能移动终端演进:自动驾驶感知、决策和执行环节高速进步,传感器发展至多传感器融合阶段,4D毫米波雷达迅速兴起等等,这些技术的应用也给自动驾驶技术的发展提供了更多支撑数据,为L5级自动驾驶的落地提供可靠参考,助力自动驾驶时代的快速到来。
随着法律法规的逐步完善、自动驾驶企业自身技术的持续进步、产业链上游的逐步成熟以及下游OEM与场景方的密切合作,自动驾驶落地速度或将加快。
自动驾驶将成为汽车产业重要驱动力之一。
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