【技术解析】快速读懂自动驾驶汽车产业发展路径

我们中的大多数人可能不相信自动驾驶汽车将在很近的未来（10～15年）成为现实，汽车厂商和Tie 1供应商都在一个个的整合资源，在各个层面布局，本文也是想要从全局，从落地的角度来讨论下这个自动驾驶是怎么样渗透到我们的实际生活中。从驱动因素的考虑，主要是基于道路安全出发，如美国在2015年有35,092人死于车祸；94%的事故与驾驶员的决策和操作失误有关。从交通安全管理，到汽车制造企业和技术供应商，还有高科技企业都从中看到了机会。

第一部分自动驾驶系统

自动驾驶系统需要进行分级从细节上去考虑，目前美国形成了统一以SAE International关于自动化层级的定义为准，如下：

0 级：驾驶员完全掌控车辆；

1 级：自动系统有时能够辅助驾驶员完成某些驾驶任务；

2 级：自动系统能够完成某些驾驶任务，驾驶员需要监控驾驶环境，完成剩余部分；

3 级：自动系统既能完成某些驾驶任务也能在某些情况下监控驾驶环境，但驾驶员必须准备好重新取得驾驶控制权（自动系统发出请求时）；

4 级：自动系统在某些环境和特定条件下，能够完成驾驶任务并监控驾驶环境；

5 级：自动系统在所有条件下都能完成的所有驾驶任务。

我们所说的自动驾驶系统，通常是在3～5层级，随着层级的提高，对系统的要求也随之提高。设计这个系统所需要的技术如图1所示：

这是两条控制路径，需要考虑系统在缺少驾驶员的情况下的执行路径，也需要考虑驾驶员想要介入的时候整个车辆控制路径

从大的方面上来说，主要有以下的部分：

1.感知及定位技术：车辆需要对外部的驾驶环境进行感知，也需要对外部的事件变化进行监测：

1）环境直接监测和分析：利用机器视觉技术的检测、利用雷达（激光、毫米波）检测高精度定位及数字地图；

2）通信技术(DSRC、3G/4G、5G)：汽车之间通信（V2V）进行协调行驶、车路协调（V2I）通信技术。

2. 决策与控制：基于复杂环境感知及通信的路径规划和轨迹跟踪和决策，车辆的纵向和横向基本控制，这里主要是操作层和决策层两个部分。

第二部分产业宏观概念

根据参考文献2的整理，大概有如下的产业格局，如图2所示（这是一个基本的概览，在里面的角色可以进一步定位），我们可以进一步根据整个细分类做一个划分。原来的单一分法，主要有：

汽车厂家：生产、设计、测试和/或计划售汽车。

汽车系统和部件供应商：向汽车厂家出售部件或者系统，主要负责这些零件/系统的生产、设计和测试包括：

1）感知层：我们可以逐个细分成摄像头、激光雷达和毫米波雷达，这些主要是以传统汽车电子厂家为主，或者从其他工业行业转过来的供应商。

2）网络连接：主要是V2X的模块和服务供应商：

还有其他如计算处理、地图和定位、网络安全和系统安全、处理算法提供商，我们不一一枚举新的玩家。

3）自动驾驶系统供应商：由于自动驾驶系统的特殊性，出现了整个系统方案提供商，通过已经有的车辆基础上，来生产、设计、供应、高度自动驾驶系统，来测试、销售、运营或者应用整个产品。

4）自动驾驶系统使用者：潜在的包括运输公司、车队经营者、出租车公司等机构，其有着应用平台，将原有驾驶员的工作给部分或者全部代替程自动驾驶车辆。

从整个产业来看，由于系统比之前有过之而不及，从系统的底层往下走，需要保持高度的信息透明，才能准确的应用系统；出现认知的误差，或者系统安全上面的疏忽，将会导致系统的滥用，也会造成安全事故，整个自动驾驶的链条是需要挺多的时间，包括监管层面的梳理才能慢慢运作出来，原有的汽车厂家一方，是很难独立完成这个任务的。

第三部分部署和开发过程

借用参考文件3的单个系统的图，在监管层面，对高度自动驾驶系统，从设计运行范围的边界，到动态驾驶任务（包含OEDR目标时间监测和相应和横向/纵向控制）还有系统退出的过程。在整个开发过程中，就需要大量的定义和约束，然后遵照严格的系统安全过程，再进行系统本身的验证和测试、系统和车辆基于适用范围（ODD）的测试和确认。这个过程，比车企在开发车辆和内部系统本身需要的时间可能更长。

所以我们未来虽然可以很快看到这个自动驾驶系统，但是本身去使用、实践和纠正它耗费的时间，可能比我们想象的更长。

1）【产品】车企的各种量产的功能（豪华车选配模式）：这条线主要是各个车企在自己的高端车型上配置L2级别的自动驾驶功能，主要是依托于封闭道路（高速公路、城市环路）来进行。由高端消费者来为这些高级的安全功能买单：以L2为代表的低速堵车跟车（TJA）系统受路况和使用习惯关系很大、短期内能看到的，实在高速路上的封闭应用为主

2）【服务】高阶的自动驾驶功能：各个车企依托于分时租赁和打车的平台，从车队测试往专有主题运营段去考虑，这些拥有运营车辆的实体将会实践各种不同等级的高阶自动驾驶功能。在这个层面，我们享受到的是自动驾驶服务，通过服务来抵消庞大的费用投入还有硬件成本。

【技术解析】快速读懂自动驾驶汽车产业发展路径

小结：从自动驾驶行业来看，它会改变很多原有的东西，但时间的进度需要符合技术和工程的发展规律，能短期内看到但是渗透到生活里面，需要时间。

参考文件：

1.OEM和供应商一致认为自动驾驶离我们并不遥远 Bill VisnicSAEInternational

2.Segmenting the AutonomousVehicle Value Chain: A Look at Who is in the “Driverless" Seat

3.Federal Automated VehiclesPolicyAccelerating the Next RevolutionIn Roadway Safety