自動駕駛是人工智能最有前途的應(yīng)用之一,也是目前復(fù)雜度最高的應(yīng)用。自動駕駛的分享分三個部分:應(yīng)用情況、技術(shù)簡介、由無人駕駛溢出的機會。
技術(shù)簡介:包含自動化駕駛的主要技術(shù),這部分只包含技術(shù)所需解決的問題,未包含技術(shù)方案的介紹。此外還介紹了這個領(lǐng)域主要的派系分歧和挑戰(zhàn)。
技術(shù)部分很長、很難啃,但是你還是可以花點時間了解一下——因為,未來你可能在很多地方會遇到這些技術(shù),了解一點背景,你會把它們用的更好。
1、基本過程
自動駕駛是要給非常復(fù)雜的系統(tǒng),所以接下來的技術(shù)簡介也比較長。
自動駕駛的基本運行過程,是感知—》決策—》執(zhí)行的循環(huán)。
自動駕駛基本運行過程
傳感器獲取信息。自動駕駛汽車對自身位置和方向、速度的感知,對道路、環(huán)境、鄰車、行人、障礙物等的感知,大部分是由車輛上安裝的傳感器提供的、車輛視角的信息。
自動駕駛汽車的成本構(gòu)成,主要就是傳感器。一輛L4自動駕駛汽車上,少則有30個傳感器,多的可以到50個。即使不特別考慮安全性,只在實驗室實現(xiàn)基本功能,傳感器的成本都在2萬美金以上。目前投入路測的自動駕駛汽車,造價大多在1~2百萬人民幣以上,其中僅僅一個激光雷達的價格就可以高達8萬美金。
因此,傳感器的成本,是自動駕駛技術(shù)應(yīng)用的限制要素之一。
百度自動駕駛汽車
網(wǎng)聯(lián)獲取信息。自動駕駛汽車地圖、天氣、對鄰車駕駛意圖、前方施工/學(xué)校放學(xué)等異常路況、十字路口左右側(cè)盲區(qū)的車輛和行人等的感知,是從網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接上獲得的、上帝視角的信息。
自動駕駛汽車如果能夠獲得和處理足夠的網(wǎng)聯(lián)信信,會有3個好處:
1、 自動駕駛車輛的傳感器可以降低配置、控制價格,推進商用的進程;
2、 可以解決汽車對氣候、時間等環(huán)境的適應(yīng)性問題,盡早實現(xiàn)L5自動駕駛;
3、 上帝視角能夠幫助車輛提前規(guī)劃路徑、規(guī)避風(fēng)險,使自動駕駛更智能。
因此,有些學(xué)者提出了以“網(wǎng)聯(lián)智能為重心發(fā)展自動駕駛”。網(wǎng)聯(lián)智能雖然有上述好處,但問題也同樣明顯,后面會專門討論。
信息預(yù)處理。幾十個傳感器,并不是每個傳感器、全部時間的、所有信息,都對后續(xù)的決策環(huán)節(jié)有用,需要進行預(yù)處理,減少信息冗余和噪音。
比如一個小石子從車前20米飛過去,雷達會檢測到,但這個障礙物只存在于一、兩幀的掃描數(shù)據(jù)里,并不需要車輛對此做出什么反應(yīng),這就屬于噪音,需要通過預(yù)處理去除。
比如負(fù)責(zé)觀察行人、車輛、障礙物的攝像頭抓取的信息,只有物體的輪廓、色彩、紋理等信息對后續(xù)的識別和決策有作用,預(yù)處理就需要先完成提取甚至標(biāo)記的工作。
現(xiàn)在,信息預(yù)處理主要使用深度學(xué)習(xí)方法實現(xiàn)。
信息在時空維度融合。幾十個傳感器,每個安裝的位置、角度都不同,抓取信息的頻率、時間也不一樣。
圖片來自:新浪科技
路邊安全島上的一個行人,可能好幾個傳感器都掃描到了他的部分信息,雷達知道他的準(zhǔn)確位置和行動軌跡、攝像頭知道他的一切外觀特征。想要準(zhǔn)確認(rèn)知這是一個人,他的準(zhǔn)確位置在哪里,行動軌跡和意圖如何,就需要把所有傳感器的信息進行融合。
信息融合需要把所有傳感器的信息,在時間和空間坐標(biāo)上進行統(tǒng)一化處理,最后輸出目標(biāo)對象3D、多維度的、完整的信息。
現(xiàn)在,信息融合也主要使用深度學(xué)習(xí)方法實現(xiàn)。
感知層做了什么
現(xiàn)在決策環(huán)節(jié)的功能,底層都是深度學(xué)習(xí)技術(shù)。
道路、環(huán)境識別。這是自動駕駛進行自主決策的基礎(chǔ)。
自動駕駛車輛需要一直到L4級,都對道路類別、氣候、路況、時間等有使用條件的限制,自動駕駛車輛必須能夠自行判斷當(dāng)前是否滿足條件,防止自動駕駛被錯誤啟動。
自動駕駛車輛想準(zhǔn)確的知道“我在哪”,需要把感知信息和高精地圖進行匹配。比如根據(jù)車道線和路標(biāo)、建筑物等,知道自己在哪個路段的哪個車道(精確到厘米)。
行人、車輛、障礙物的識別、跟蹤和行為預(yù)測。這是自動駕駛進行自主決策的主要依據(jù)。
車輛需要在行駛的過程中時刻判斷“周圍正在發(fā)生什么”。需要識別所有的行人、機動車、非機動車、動物、固定/不固定障礙物等,一切有可能出現(xiàn)的物體。跟蹤每一個對象的運動軌跡,并根據(jù)軌跡、對象的類別、道路和環(huán)境、其他對象等信息,預(yù)測對象接下來行為。比如:雨夜,識別一個人在人行道上,一路跑到一個沒有紅綠燈的路口,目前道路上車輛稀少,本車離路口還有20米,就可以預(yù)測:有很大概率此人會直接跑過路口。
*道路、環(huán)境識別;行人、車輛、障礙物的識別、跟蹤和行為預(yù)測——這是自動駕駛這一波發(fā)展中,技術(shù)更新最快的分支。隨著攝像頭獲取圖像的細(xì)節(jié)越來越豐富,甚至可以根據(jù)光影的細(xì)微變化,“看見”物體背后的物體,比如被相鄰車道車輛遮擋的行人
自動駕駛感知&決策
本車行為認(rèn)知。自動駕駛需要判斷自己“正在做什么”。比如,在哪里、以什么樣的速度在行駛,車身姿態(tài)是否正常沒有側(cè)傾,(沒有GPS信號的時候)剛剛跑了多少里程,如果維持現(xiàn)狀接下來車輛會怎么運動等。
基于感知地圖的定位和自主導(dǎo)航。這是自動駕駛的常規(guī)決策內(nèi)容。
現(xiàn)在的人工駕駛中,導(dǎo)航的作用主要是做出發(fā)點到目的地的總體路徑規(guī)劃。
自動駕駛的導(dǎo)航則精細(xì)的多,需要知道每一秒鐘車輛應(yīng)該在哪條路的哪個車道行駛,車速應(yīng)該是多少等。
感知地圖
現(xiàn)在的普通車載或APP導(dǎo)航,使用的是GPS地圖,地圖提供道路輪廓、車道、道路類別、限速等信息,結(jié)合衛(wèi)星定位系統(tǒng),車輛可以知道自己的位置,定位的誤差可以在3~5米之內(nèi)。這就是為什么有時車輛行駛過程中,導(dǎo)航會詢問“目前是否行駛在輔道”。這樣的精度用在自動駕駛是不夠的。
自動駕駛需要的是高精地圖,這個地圖上除了GPS信息,還有車道形狀、方向、道路部件、道路類別、限速等整體信息,還包含道路的坡度、曲率、鋪設(shè)材質(zhì)等信息,以及車道線類型、車道寬度、路邊地標(biāo)、防護欄、道路邊緣類型等詳細(xì)數(shù)據(jù),甚至還有擁堵、施工、交通事故等動態(tài)交通信息。
自動駕駛的定位,簡單一些理解,是在GPS定位的基礎(chǔ)上,再用“看到”的路標(biāo)、建筑等的角度、距離等信息,在高精地圖上“查”出精確的車輛定位信息,這個定位精確到了厘米級。
高精地圖,圖片來源:寬凳科技
自動駕駛汽車有了精確的定位,再加上對道路上其他交通參與者、障礙物、交通事件的認(rèn)知,以及發(fā)點到目的地的總體路徑規(guī)劃,就可以決策是否應(yīng)該變換車道、減速或加速了。
異常情況的緊急決策。這是自動駕駛應(yīng)付突發(fā)異常的決策內(nèi)容。
自動駕駛汽車按照既定規(guī)劃把乘客送到目的地,這個功能的實現(xiàn)雖然復(fù)雜,但只實現(xiàn)了車輛的20%不到的功能。
自動駕駛絕大部分的功能,都是在處理各種突發(fā)、異常的情況,車輛的駕駛策略需要確保無論出現(xiàn)什么狀況,都能保障所有人員的安全。自動駕駛的硬件成本,研發(fā)、路測等工作的成本,超過80%都花在了安全性的提升上。
自動駕駛對時延近乎嚴(yán)苛的要求,也是處于安全的需要。如果檢測到前方有物體,到識別是行人,最后決策需要緊急剎車,這中間每多0.1秒的時間,車輛就會多跑出去了接近2米,事故的風(fēng)險會大很多。
自動駕駛對時延(從異常出現(xiàn)到開始采取動作)的要求是0.2秒以內(nèi),相當(dāng)于一個熟練司機的正常反應(yīng)時間。
決策層做了什么
執(zhí)行機構(gòu)需要重新設(shè)計。車輛最基礎(chǔ)的執(zhí)行機構(gòu)包括動力、制動、轉(zhuǎn)向三個系統(tǒng),讓車輛根據(jù)需要加速、減速、轉(zhuǎn)向。
傳統(tǒng)汽車這三個基礎(chǔ)控制的動力來源是人力,是由人根據(jù)經(jīng)驗施加不同大小的力,實現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)向、加減速控制。
自動駕駛這三個基礎(chǔ)控制的動力來源是電機等機電裝置,需要重新適配和設(shè)計。這部分的設(shè)計直接決定了自動駕駛車輛操控的靈活性、連續(xù)性、準(zhǔn)確性,這些決定了自動駕駛車輛的舒適性。
自動駕駛的執(zhí)行機構(gòu)雖然需要重新設(shè)計,但功能實現(xiàn)主要是非常細(xì)致、繁瑣的實驗、調(diào)整過程,整車廠之前的造車技術(shù)和經(jīng)驗尚可以繼承。執(zhí)行層全新的挑戰(zhàn),主要在安全性。
“絕對”安全的挑戰(zhàn)。機動車的安全性要求是“7個9”——連續(xù)行駛116天中,允許有1秒鐘車輛處于失控狀態(tài),而這1秒中足夠車輛跑出去10~20米——換成里程大約是每行駛16~33萬公里,允許有1秒的時間,系統(tǒng)無法控制車輛。這幾乎是一個絕對安全的要求,現(xiàn)在自動駕駛的最高水平,和這個要求都還有數(shù)量級上的差距。
動力、制動、轉(zhuǎn)向這三個系統(tǒng)中的任何一個一旦失效,都會直接導(dǎo)致車輛失控。為了達到安全性要求,這三個系統(tǒng)每個都有2~4個冗余備份的設(shè)計。
以制動系統(tǒng)為例,制動控制器、ESP(車身穩(wěn)定系統(tǒng))、電子手剎是制動系統(tǒng)的一種冗余設(shè)計方案。
當(dāng)制動控制器整體失效,相當(dāng)于踩剎車沒反應(yīng),這時電子手剎就是備份方案。
當(dāng)制動控制器部分失效,相當(dāng)于有個別輪子沒剎住,這時ESP就會通過重新分配制動力、降低電機動力等方式,實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定控制和剎車。
對于車輛這種復(fù)雜系統(tǒng),冗余除了帶來更高的可靠性(在汽車行業(yè)表現(xiàn)為安全性),也帶來了數(shù)倍的復(fù)雜性。如果處理不好,冗余可能反而降低可靠性。
還是以制動系統(tǒng)為例,在無需制動的時候,如果由于軟件故障、環(huán)境擾動、局部誤判等原因,錯誤的啟動了ESP(車身穩(wěn)定系統(tǒng))、電子手剎,車輛會直接陷入失控狀態(tài),非常危險。
決策層和執(zhí)行層各冗余系統(tǒng)之間的配合,是自動駕駛汽車的挑戰(zhàn)之一。
執(zhí)行機構(gòu)的技術(shù)迭代。這兩年隨著ADAS的應(yīng)用,執(zhí)行機構(gòu)各系統(tǒng)的技術(shù)迭代也比較快。
自動泊車系統(tǒng)(APS)、車道保持系統(tǒng)(LKS)等的應(yīng)用,推動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)迭代:
自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(ACC)、主動緊急制動(AEB)等的應(yīng)用,推動制動系統(tǒng)迭代:
執(zhí)行層做了什么
自動駕駛本身并不是一個新概念,早在上世紀(jì)60年代,通用汽車就推出了自動駕駛概念車。它之所以在現(xiàn)在成為可能,主要是幾個基礎(chǔ)條件的變化:
1、 傳感器的成熟,使車輛能夠獲得自動駕駛所需的完整信息。
2、 深度學(xué)習(xí)解決了感知和感知信息處理、智能決策的問題。
3、 電動汽車、電子控制器的成熟,降低了車輛控制的難度。
自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)包含:
感知到認(rèn)知。把傳感器的價格控制在可接受的范圍,用傳感器獲得的豐富數(shù)據(jù),形成對車輛運行的近、中、遠(yuǎn)距離中,所有交通參與者、道路、環(huán)境的認(rèn)知。
高精地圖。這是自動駕駛實現(xiàn)厘米級精確定位的基礎(chǔ),也是一個“打呆仗”的力氣活。
駕駛策略。駕駛策略是安全的保障,但這不僅僅是一個技術(shù)問題,更是一個倫理和法規(guī)的問題。
自動駕駛的挑戰(zhàn),一言以蔽之:用民用產(chǎn)品的價格、在民用產(chǎn)品的開放性使用環(huán)境中,達到遠(yuǎn)超民用的安全性標(biāo)準(zhǔn)。
自動駕駛從早期定義,到近幾年成為技術(shù)熱點,一直都只有單車智能,從網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取信息只是補充。去年以來,隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的確定,以及各國開始加大5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),網(wǎng)聯(lián)智能開始作為自動駕駛的線路之一被擺上了桌面。
單車智能 vs 網(wǎng)聯(lián)智能
基本觀點:自動駕駛必然是“單車智能+網(wǎng)聯(lián)智能”,因此,這兩個線路之爭,事實上是對整個系統(tǒng)主導(dǎo)權(quán)的判斷,而不是二選一。
核心技術(shù)&投資重點:兩個線路依賴的技術(shù)也幾乎一樣,只是對不同的技術(shù)依賴程度不同,因此發(fā)展和投資的優(yōu)先級選擇有所不同。
前提:
單車智能認(rèn)為,車輛自始至終都是在各種開放道路上行駛,L2~L5的區(qū)別只是自動化的程度不同,道路上始終都會有人工駕駛的車輛,以及其他各種物體和障礙物。
網(wǎng)聯(lián)智能認(rèn)為,L5只在理想中存在,非常長的時間(以百年為尺度)內(nèi),自動駕駛只在城市的社區(qū)、商區(qū)、景區(qū)、校區(qū)、園區(qū)、市區(qū)比較有價值,其他區(qū)域、城市以外,需要維持人工駕駛。而在這些區(qū)域,政府能夠協(xié)調(diào)社會的各種資源,包含市政規(guī)劃、交通管理、市政建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商、車企等,一起遵循統(tǒng)一的、為自動駕駛制定的規(guī)范,共同建設(shè)適合自動駕駛的道路環(huán)境。
優(yōu)勢:
單車智能線路下,無論是最終的自動駕駛,還是過程中的輔助駕駛、有條件自動駕駛,車廠推出的一款車型都可以參與全球競爭,不受當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平、道路智能化水平的限制。車企和科技企業(yè)可以自主發(fā)展。不依賴外部條件,自己選擇技術(shù)路線、選擇生態(tài)、自主發(fā)展。因為現(xiàn)在的電信網(wǎng)絡(luò)事實上還無法做到全球通用,每個國家在頻段選擇、優(yōu)先覆蓋區(qū)域、服務(wù)質(zhì)量上的選擇都不同,因此,只利用不依賴網(wǎng)絡(luò),是更多車企選擇。
網(wǎng)聯(lián)智能下,網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自動駕駛所需的大部分感知、決策能力,車輛只需要從網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取加工后的信息,再補充少量車輛視角的信息,就可以實現(xiàn)自動駕駛。所需的開發(fā)工作量減少,短期就可以落地。一些成本特別高的傳感器安裝到了道路上,運算量大的計算放到云端,單點投資可以為更多車輛提供服務(wù),一次性投入雖然大,但長期綜合成本比較低。
挑戰(zhàn):
單車智能的挑戰(zhàn),首先是成本高,不僅是研發(fā)、路測階段需要投入巨大的成本,量產(chǎn)以后生產(chǎn)單個產(chǎn)品的邊際成本也較高。其次,L4級自動駕駛路測的復(fù)雜性超出預(yù)期,商用仍遙遙無期。
網(wǎng)聯(lián)智能的挑戰(zhàn),首先是安全性的技術(shù)難度被低估。網(wǎng)聯(lián)方案中感知、決策的各個部分之間依賴網(wǎng)絡(luò)通信,5G雖然有高帶寬、低時延的優(yōu)點,但互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)總的說來對帶寬和時延沒有保障。而且網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)中節(jié)點數(shù)量和類型眾多,這些對自動駕駛的安全性都是巨大的挑戰(zhàn),很可能需要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開始重新設(shè)計自動駕駛的網(wǎng)聯(lián)方案。其次,在網(wǎng)聯(lián)方案中,單車仍需自行處理緊急狀況,單車成本和技術(shù)門檻降低的比較有限。
掣肘:
單車智能目前尚在技術(shù)爬坡期,當(dāng)技術(shù)問題被解決之后,很可能會被倫理和法規(guī)問題困擾,比如:剎車失靈時,是由車主承擔(dān)風(fēng)險找一個固定障礙物撞上去?還是由路人承擔(dān)風(fēng)險,找個上坡路段開過去?
網(wǎng)聯(lián)智能的掣肘則近在眼前,目前V2X并沒有完整、統(tǒng)一的規(guī)范體系。
*車路協(xié)同(V2X)。V2X包含車與車、車與交通設(shè)施、車與人、車與云端服務(wù)平臺的聯(lián)接。自動駕駛通過V2X獲得路面、交通參與者、環(huán)境等方面,可視范圍以外的信息。
V2X可以讓車輛提前預(yù)知行駛路段的高發(fā)風(fēng)險,提前采取措施防范風(fēng)險。V2X可以讓車輛根據(jù)幾公里范圍內(nèi)的交通狀況,進行線路選擇和車速控制,使道路通行更有效率。V2X還可以為車輛提供其他遠(yuǎn)程的增值服務(wù)。
小HUI本人認(rèn)為,未來的很長時間,自動駕駛的技術(shù)發(fā)展都將以單車智能為主,網(wǎng)聯(lián)為輔。作為一個用戶,買車的目的是兩個:工作日通勤&節(jié)假日擴大活動范圍。過多的使用路段限制,會嚴(yán)重打擊我對自動駕駛的付費意愿。就像5G網(wǎng)絡(luò)沒有達到一定覆蓋,很難撬動大部分人換機一樣。
7、線路之爭——視覺主導(dǎo) vs激光雷達主導(dǎo)
在感知層的傳感器應(yīng)用上,存在視覺主導(dǎo)和激光雷達主導(dǎo)的線路之爭。小HUI沒有現(xiàn)場聆聽過兩派觀點的爭論,這個話題只能粗略介紹。
都是對多種傳感器的不同組合。
兩條線路都用到了攝像頭、激光雷達(特斯拉甚至連低成本激光雷達都不用)、毫米波雷達、超聲波雷達等主要的傳感器。不同的是把主要的投資放在哪里。
自動駕駛使用的傳感器
激光雷達主導(dǎo),因為雷達會直接輸出高精度的3D模型,主要投資放在雷達硬件就好,對攝像頭精度和圖像處理的要求比較低。
視覺主導(dǎo),依賴攝像頭抓取的圖像,分析得到主要的距離、角度、輪廓、色彩、紋理等完整信息,主要投資放在計算機視覺的實現(xiàn)上。
激光雷達主導(dǎo)的方案,量產(chǎn)以后生產(chǎn)單個產(chǎn)品的邊際成本較高,但現(xiàn)階段難度較小。
視覺主導(dǎo)方案一旦成熟,量產(chǎn)以后的邊際成本幾乎沒有,但是現(xiàn)階段難度非常大。
兩個方案誰能勝出,最后可能是制造成本的競賽。
爭奪的主要是中、遠(yuǎn)距離感知的主導(dǎo)權(quán)。
30~50米內(nèi)的近距離感知,主要由毫米波雷達、超聲波雷達與攝像頭配合,這個范圍內(nèi)的傳感器方案沒有多少歧義。
30~150米的中距離,以及100米以上的遠(yuǎn)距離感知,激光雷達、毫米波雷達、攝像頭各有優(yōu)勢。短時間內(nèi),誰也無法完全替代誰。
*近、中、遠(yuǎn)距離的量化劃分,沒有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),這里只是為了形成感性認(rèn)知采用了一種劃分。
激光雷達、毫米波雷達、攝像頭優(yōu)勢對比
雖然從功能上看,視覺主導(dǎo)和激光雷達主導(dǎo),二者是勢均力敵的關(guān)系。但是目前自動駕駛有一個重要的工作:搜集盡可能多的實際道路數(shù)據(jù),用于在實驗室訓(xùn)練自動駕駛系統(tǒng),因為路測的成本太高、風(fēng)險太大。
高精度攝像頭+毫米波雷達的方案,因為成本足夠低,除了可以在路測車輛上搭載,也可以在正式發(fā)布的商用車型上安裝,獲取實際道路數(shù)據(jù)的效率更高。同時,這個方案獲取的信息足夠完整,損失和失真非常小,能夠讓實驗室訓(xùn)練的仿真程度大大提高。
所以小HUI認(rèn)為,無論當(dāng)前的商用側(cè)重哪個線路,都不應(yīng)該放棄視覺方案的研發(fā)。
8、路測結(jié)果
自動駕駛車輛不僅自身是一個復(fù)雜系統(tǒng),它的工作環(huán)境也是開放的,這意味著自動駕駛最終上市前,必須在真實環(huán)境中對可能的情況進行駕駛安全的驗證。
目前通行的做法,政府設(shè)置專門的自動駕駛試驗場。有些試驗場是封閉的,可以在不危害其他交通參與者的前提下做早期產(chǎn)品的測試,或者測試特定場景、危險場景。有些試驗場是特定區(qū)域的城市公共道路,用于測試真實環(huán)境中的功能和安全性。
在城市公共道路的路測,目前投入的都是L2(車上有安全員)自動駕駛車輛。
自動駕駛試驗場最多的國家是美國和中國,美國已經(jīng)建成60多座試驗場,包含模擬駕駛、封閉試驗區(qū)、半封閉城區(qū)、開放城區(qū)、交通走廊各種形態(tài)。中國建成和在建20多座,以封閉試驗區(qū)、半封閉城區(qū)為主。
各家公司自動駕駛的技術(shù)對比,看的是路測結(jié)果。主要包括:
1、 場景覆蓋率。在試驗場中完成了哪些道路條件、危險情況、安全駕駛行為的路測。比如通過人行道、學(xué)校路段、坡道起停等。
2、 路測里程??疾斓氖峭瓿陕窚y的量,里程越高,意味著對路面各種情況的覆蓋越成熟。
3、 人工接管前里程(MPI)??疾斓氖瞧骄詣玉{駛多少公里,需要人工接管一次。這是自動駕駛最重要的指標(biāo),越高距離商用越近。
自動駕駛有科技企業(yè)、傳統(tǒng)車企、造車新勢力三個陣營。
自動駕駛競爭力排名(NavigantResearch,美國)
科技企業(yè)起步較早,上路測試的里程、積累的路面數(shù)據(jù)都更多。
科技企業(yè)中技術(shù)最成熟的是谷歌。從2009年發(fā)布Waymo至今,已經(jīng)完成了2000萬公里的路測,為10萬人次提供了出租車服務(wù)。從美國加州的測試數(shù)據(jù)看,Waymo的車輛每行駛17000+公里才需要人工接管一次,應(yīng)該可以比較快跨越到L3自動駕駛。
國內(nèi)自動駕駛的龍頭是百度,目前已經(jīng)完成200萬公里的路測,從北京市發(fā)布的路測結(jié)果看,MPI(人工接管前里程)評分比Waymo低很多,安全性還有比較大提升空間。
國內(nèi)科技企業(yè)中,小馬智行在美國加州和中國北京的路測中,MPI上的表現(xiàn)是最好的,但和Waymo仍有數(shù)量級上的差距。
科技企業(yè)雖然自動駕駛技術(shù)更領(lǐng)先,但自動駕駛的主體是汽車,絕大部分自動駕駛科技企業(yè),必須尋求與傳統(tǒng)車企的合作,才能打通最后的汽車控制部分,使自動駕駛真正落地。
傳統(tǒng)車企在自動駕駛方面相對保守,但也早已通過收購、合作開始了自動駕駛的探索和實驗。今年,凱迪拉克、沃爾沃、尼桑、寶馬、奔馳等都發(fā)布了L2級自動駕駛的量產(chǎn)車型。
在自動駕駛上,國內(nèi)車企和國際車企有3~5年的差距,一汽、上汽、金龍等基本上是選擇和科技企業(yè)合作,目前都在早期路測階段,測試結(jié)果還不理想。
造車新勢力,特斯拉、蔚來汽車等,無論是從自動駕駛的功能完整性,還是可靠性/安全性上,目前都還落后于主流科技企業(yè)和傳統(tǒng)車企,屬于第三梯隊。
美國智庫蘭德公司 2016 年的一份報告認(rèn)為:一輛自動駕駛汽車需要積累約200億公里的路測數(shù)據(jù)才能驗證其安全性。路測過程中,平均16~33萬公里發(fā)生一次人工接管,才算滿足汽車安全性的要求。
從這個標(biāo)準(zhǔn)看,無論哪個陣營,離L4自動駕駛都還很遠(yuǎn)。
自動駕駛提出來已經(jīng)有10年,但是對于“完全自動駕駛”到底什么時候到來,最樂觀的判斷是10~15年,Garter技術(shù)成熟度曲線中判斷L4級自動駕駛的成熟還需要10年以上,有些業(yè)內(nèi)人士的判斷,甚至認(rèn)為“遙遙無期”。原因有:
1、 L2只需要具備功能,L3對可靠性要求極高。
L2(部分自動駕駛)的車輛,機器已經(jīng)具備了全部的汽車操控能力,看上去離L3(無需駕駛員人工干預(yù))應(yīng)該很近了。
但是L2到L3其實非常遙遠(yuǎn),比如自動駕駛車輛需要能夠自動通過學(xué)校區(qū)域,但是如果在上下學(xué)時間段,L2允許駕駛員人工干預(yù),L3則基本上不允許。車輛需要自行等候過馬路的學(xué)生,躲避見縫插針的電動車和家長,還要根據(jù)交通義工的指揮行進,盡可能不堵路。
L2到L3,要解決的是各種復(fù)雜條件下的可靠性問題,需要投入至少10倍于L2的工作量才可能達成。
2、 目前的自動駕駛路測結(jié)果,有非常強的地域限制。
美國的道路條件,和中國的差別很大;北京完成的測試結(jié)果,也沒法證明車輛在貴州、重慶也能有相同表現(xiàn);廣東要求機動車必須禮讓行人,其他地方就未必;有些地方行人只走斑馬線,有些地方路上除了有隨意亂穿的人,還有各種大小動物。
要想造出全球發(fā)布的車型,就需要在全世界所有道路上進行路測,這幾乎是不可能完成的任務(wù)。
這意味著,消費者現(xiàn)在買的車,只能在有限的區(qū)域自動駕駛,出了這些區(qū)域就只能人工駕駛。自動駕駛很長時間都是在城市公交、貨運等有固定線路的領(lǐng)域更可行,車輛也不太可能放棄剎車、油門、方向盤。
自動駕駛正在試圖:用民用產(chǎn)品的價格、在民用產(chǎn)品的開放性使用環(huán)境中,達到遠(yuǎn)超民用的安全性標(biāo)準(zhǔn)。
這個過程中:
會創(chuàng)造出高精度、高可靠性、全工況、低成本的攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等傳感器;
會倒逼物聯(lián)網(wǎng)提升可靠性和性能,促進物--物相連標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展;
會激勵地圖和定位技術(shù)的更新?lián)Q代,達到更高的精度和速度;
會給專用芯片的發(fā)展提供契機;
也會催生出一批有別于互聯(lián)網(wǎng)時代的,適合硬科技和工業(yè)需要軟件技術(shù)人員群體。
自動駕駛是硬科技創(chuàng)新的龍頭之一,產(chǎn)生的技術(shù)創(chuàng)新會在其他的硬科技創(chuàng)新應(yīng)用中發(fā)揮價值。