一.技術(shù)現(xiàn)狀背景

汽車上的無人駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，實質(zhì)上是為了實現(xiàn)汽車的智能駕駛(智能汽車)。對于智能駕駛，國家層次上《中國制造2025》已經(jīng)明確 “智能網(wǎng)聯(lián)汽車”是幾個主攻方向之一。智能汽車是下一代AI產(chǎn)業(yè)的核心組成，智能汽車需要具有環(huán)境認知、自主決策和自動控制能力。主要功能如下：

環(huán)境認知：根據(jù)行駛?cè)蝿?wù)，主動獲取行車路徑、自車狀態(tài)、道路及交通環(huán)境等相關(guān)信息;

自主決策：根據(jù)相關(guān)信息，自主進行邏輯推理、狀況分析、形勢判斷、行為決策、知識學(xué)習(xí)等工作;

自動控制：根據(jù)決策結(jié)果，自動控制車輛狀態(tài)，以完成所定行駛?cè)蝿?wù)。自動控制分級如下：

手動駕駛(第0級)：由駕駛員完全地控制汽車。

駕駛輔助(第1級)：具有單一維度(縱向或者橫向)的自動控制功能。典型如自適應(yīng)巡航控制(ACC)、車道保持系統(tǒng)(LKS)等。

半自動化(第2級)：具有縱橫向聯(lián)合控制的自動駕駛功能，具有良好工況下解放駕駛員的手部或腳部操作的能力。

高度自動化(第3級)：在結(jié)構(gòu)化的交通環(huán)境下讓駕駛員無需控制汽車，而且汽車可自動檢測環(huán)境以判斷是否返回駕駛員模式。

完全自動化(第4級)：汽車完全取代人甚至超越人。將全程檢測交通環(huán)境，實現(xiàn)所有的駕駛目標(biāo)，駕駛員只需提供目的地或者輸入導(dǎo)航信息，理論上說任何時候都不需要人對車輛進行干預(yù)。

智能汽車重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖如下：

2020年，初步形成以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、政產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合、跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主創(chuàng)新體系。先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)自主份額達50%，網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)裝配率達到10%，DA、PA整車自主份額超過40%;

2025年，基本建成自主的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈與智慧交通體系。先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)自主份額達60%，網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)裝配率達到30%，DA、PA、HA整車自主份額達50%以上;

其實目前汽車行業(yè)的智能駕駛系統(tǒng)只能算是初見雛形，更多地主機廠還處于第2級別和第3級別之間，離完全無人駕駛還是有很大差距的。智能駕駛車輛需要有多套信息獲取系統(tǒng)，例如雷達測距、視覺識別、內(nèi)外信息交互能力、詳盡的道路信息輔助系統(tǒng)、遠程感應(yīng)技術(shù)等等，不過擁有這些輔助系統(tǒng)，也僅僅是自動駕駛系統(tǒng)的雛形。更重要還有：車輛對外界信息交換功能、信息安全、定位、決策及規(guī)劃、車車/車路通信等。現(xiàn)在的很多主機廠所展示的無人駕駛，其實就是一個配置升級版的行車安全輔助系統(tǒng)，可以實現(xiàn)核心的高速自動駕駛、自動切換車道和巡航控制等功能。從目前掌握的技術(shù)層次來看，距離真正的智能駕駛還有很長的路要走。

舉個例子，飛機很早就實現(xiàn)了自動駕駛系統(tǒng)，大家乘坐感覺挺安全的。但為什么汽車就要有很長的路要走?實際上，飛機能自動執(zhí)行高風(fēng)險的降落過程，其實最重要的是依靠機場擁有的非常完善的高精度的引導(dǎo)系統(tǒng)。這套引導(dǎo)系統(tǒng)會對飛機提供一個相對精確的空間位置信息、機場跑道側(cè)風(fēng)信息、氣壓信息、天氣信息、跑道占用信息等等眾多必要信息，這樣才能使飛機在一個能掌握整體準(zhǔn)確信息的環(huán)境下，按照程序和流程逐步實現(xiàn)自動降落。簡單來說就是，自動降落不是飛機自身實現(xiàn)的，而是機場幫助飛機實現(xiàn)的。而汽車的智能駕駛系統(tǒng)中信息的獲取，完全是依靠汽車本身獲得，沒有其他外部輔助系統(tǒng)來幫助。因此難度會大的多，現(xiàn)在很多車廠對車輛對外界信息交換功能、信息安全、定位、決策及規(guī)劃、車車/車路通信等。技術(shù)發(fā)展還不行，需要有很長的路走。光靠現(xiàn)有的一些輔助系統(tǒng)是遠遠不夠的。

二.技術(shù)趨勢分析

按照汽車行業(yè)取得共識的智能駕駛分級層次，技術(shù)上實現(xiàn)智能駕駛分為以下幾個階段：首先由駕駛員模式過渡到自動駕駛模式，主要是通過駕駛員輔助系統(tǒng);其次自動駕駛模式通過計算機的自學(xué)習(xí)，由人工智能進化為無人駕駛模式。

為了實現(xiàn)無人駕駛的目標(biāo)，搶占汽車AI高地，各大主機廠和供應(yīng)商目前正在開發(fā)高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)，隨著ADAS 慢慢被完善，車輛也在一步一步從 0 級過渡到第4級，實現(xiàn)完全自動化。目前已開發(fā)出十多項功能。

從功能上分類，可以分為：控制類ADAS：ACC/AEB/LKS等;預(yù)警類ADAS：FCW/LDW/PCW等;其他輔助型ADAS：BSD/ADB/全景泊車等。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng) Adaptive Cruise Control(ACC)

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是一種智能化的自動控制系統(tǒng)，它是在早已存在的巡航控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達)持續(xù)掃描車輛前方道路，同時輪速傳感器采集車速信號。當(dāng)與前車之間的距離過小時，ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，使車輪適當(dāng)制動，并使發(fā)動機的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

自動緊急制動 Autonomous Emergency Braking(AEB)

AEB 是一種汽車主動安全技術(shù)，主要由 3 大模塊構(gòu)成，其中測距模塊的核心包括微波雷達、激光雷達和視頻系統(tǒng)等，它可以提供前方道路安全、準(zhǔn)確、實時的圖像和路況信息。AEB 系統(tǒng)采用雷達測出與前車或者障礙物的距離，然后利用數(shù)據(jù)分析模塊將測出的距離與警報距離、安全距離進行比較，小于警報距離時就進行警報提示，而小于安全距離時即使在駕駛員沒有來得及踩制動踏板的情況下，AEB 系統(tǒng)也會啟動，使汽車自動制動，從而為安全出行保駕護航

智能大燈控制 Adaptive Front Lights (AFL)

這是一種可以安裝在車上的技術(shù)，可以根據(jù)道路的形狀來改變大燈的方向。另一些智能大燈控制系統(tǒng)能夠根據(jù)車速和道路環(huán)境來改變大燈的的強度。

盲點檢測(Blind Spot Monitoring (BSM))

盲點檢測系統(tǒng)可通過車輛周圍排布的防撞雷達、多普勒雷達、紅外雷達等傳感器、盲點探測器等設(shè)施。由計算機進行控制，在超車、倒車、換道、大霧、雨天等易發(fā)生危險的情況下隨時以聲、光(側(cè)視鏡上的小燈閃爍)形式向駕駛員提供汽車周圍必要的信息，并可自動采取措施，有效防止事故發(fā)生。

注意力檢測系統(tǒng)(Driver Monitoring Systems (DMS))

系統(tǒng)運用感應(yīng)器來檢測駕駛員的注意力。如果司機看向馬路前方，并且在此同時有危機的情況被檢測到了。系統(tǒng)就會用閃光，刺耳的聲音來警示。如果司機沒有做出任何回應(yīng)，那么車輛就會自動剎車。

前方碰撞預(yù)警系統(tǒng) Forward Collision Warning (FCW)

FCW 能夠通過雷達系統(tǒng)和攝像頭來時刻監(jiān)測前方車輛，判斷本車于前車之間的距離、方位及相對速度，當(dāng)存在潛在碰撞危險時對駕駛者進行警告。FCW 系統(tǒng)本身不會采取任何制動措施去避免碰撞或控制車輛。

抬頭顯示器(Heads-Up Display (HUD))

該技術(shù)把汽車行駛過程中儀表顯示的重要信息(如車速)投射到前風(fēng)擋玻璃上，不僅能夠幫助對速度判斷缺乏經(jīng)驗的新手控制自己的車速，也可避免在許多的限速路段中因超速而違章，更重要的是它能夠使駕駛員在大視野不轉(zhuǎn)移的條件下瞬間讀數(shù)，始終頭腦清醒地保持最佳觀察狀態(tài)。

智能車速控制 Intelligent Speed Adaptation (ISA)

智能車速控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能識別交通標(biāo)識，并根據(jù)讀取的最高限速信息控制油門，確保駕駛者在法定限速內(nèi)行駛，有效避免駕駛者在無意識情況下的超速行為。

車道偏離告警 Lane Departure Warning (LDW)

車道偏離預(yù)警系統(tǒng)主要由 HUD 抬頭顯示器、攝像頭、控制器以及傳感器組成，當(dāng)車道偏離系統(tǒng)開啟時，攝像頭(一般安置在車身側(cè)面或后視鏡位置)會時刻采集行駛車道的標(biāo)識線，通過圖像處理獲得汽車在當(dāng)前車道中的位置參數(shù)，當(dāng)檢測到汽車偏離車道時，傳感器會及時收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的操作狀態(tài)，之后由控制器發(fā)出警報信號，整個過程大約在 0.5 秒完成，為駕駛者提供更多的反應(yīng)時間。而如果駕駛者打開轉(zhuǎn)向燈，正常進行變線行駛，那么車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會做出任何提示。

汽車夜視系統(tǒng) Night Vision System(NVS)

汽車夜視系統(tǒng)，利用紅外線技術(shù)能將黑暗變得如同白晝，使駕駛員在黑夜里看得更遠更清楚。夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由 2 部分組成：一部分是紅外線攝像機，另一部分是擋風(fēng)玻璃上的光顯示系統(tǒng)。

泊車輔助 Parking Assistance (PA)

泊車輔助系統(tǒng)通過安裝在車身上的攝像頭，超聲波傳感器，以及紅外傳感器，探測停車位置，繪制停車地圖，并實時動態(tài)規(guī)劃泊車路徑，將汽車指引或者直接操控方向盤駛?cè)胪＼囄恢谩?

行人檢測系統(tǒng) Pedestrian Detection System (PDS)

車輛行駛途中可以利用攝像頭雷達，和激光雷達來探測到四面行人，在安全距離內(nèi)及時控速。

交通信號及標(biāo)志牌識別 Road Sign Recognition (RSR)

這個技術(shù)讓車輛能夠自動識別交通信號或者標(biāo)志牌，比如說最高限速，或者停車等標(biāo)示。

全景泊車停車輔助系統(tǒng) Surround View Cameras (SVC)

全景泊車停車輔助系統(tǒng)由安裝在車身前后左右的四個超廣角魚眼攝像頭，同時采集車輛四周的影像，經(jīng)過圖像處理單元畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強，最終形成一幅車輛四周無縫隙的 360 度全景俯視圖。在顯示全景圖的同時，也可顯示任何一方單視圖，并配合標(biāo)尺線準(zhǔn)確地定位障礙物的位置和距離。

防撞預(yù)警系統(tǒng)，其中包含6項ADAS功能：車距監(jiān)測與警告HMW、前防撞警告FCW、車道偏離警告LDW、智能遠光燈控制IHC、限速警示SLI、行人及自行車警告PCW。

未來的技術(shù)趨勢的總體目標(biāo)實現(xiàn)步驟如下：自主式環(huán)境感知為主，網(wǎng)聯(lián)信息服務(wù)，部分自動駕駛應(yīng)用;自主式與網(wǎng)聯(lián)式環(huán)境感知融合，實現(xiàn)較復(fù)雜工況下有條件自動駕駛;V2X協(xié)同控制，實現(xiàn)高度自動駕駛;V2X協(xié)同控制，實現(xiàn)完全自動駕駛。實現(xiàn)這些總體目標(biāo)，必須要在關(guān)鍵零部件和共性技術(shù)突破的基礎(chǔ)上完成。關(guān)鍵零部件技術(shù)有以下幾個方面：

環(huán)境感知技術(shù)：自主光學(xué)鏡頭具備較強競爭力，基于視覺得預(yù)警類ADAS產(chǎn)品大規(guī)模應(yīng)用;車載雷達芯片關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)自主毫米波雷達的開發(fā);實現(xiàn) 單線激光雷達相關(guān)硬件的自主控制，實現(xiàn)厘米級實時測距技術(shù)，其中激光探測器相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達到國外先進水平;

高精度定位與地圖：實現(xiàn)獨立自主的北斗車載高精度定位定姿系統(tǒng)，動態(tài)下精度達到亞分米級，實現(xiàn)基于多傳感器的輔助定位及精度補償關(guān)鍵技術(shù);提供全國范圍內(nèi)骨干路網(wǎng)及主要城市路面的ADAS Map數(shù)據(jù)，精度達到亞分米級;

通訊與信息交互平臺技術(shù)：實現(xiàn)V2X底層通信模塊原理樣機的開發(fā)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定;支持多通信模式的數(shù)據(jù)交互管理平臺，完成應(yīng)用層數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn);建立“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)-公共服務(wù)-應(yīng)用服務(wù)”的三級信息交互平臺架構(gòu)體系，研究各平臺間數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn);

車載智能終端及HMI產(chǎn)品：車載智能網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)協(xié)同處理、智能信息服務(wù)等車載智能終端核心技術(shù);構(gòu)建面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車用戶操控體驗感的人機交互主觀評價體系，建立HMI市場調(diào)研和用戶質(zhì)量反饋體系;

集成控制系統(tǒng)：實現(xiàn)多項駕駛輔助功能的集成控制，實現(xiàn)底層執(zhí)行控制模塊iai，ADAS功能模塊及協(xié)同控制器的產(chǎn)業(yè)化;攻克智能驅(qū)動、制動、線控轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)對車輛電控驅(qū)動、制動、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的精確、高效、可靠及協(xié)調(diào)控制;

關(guān)鍵共性技術(shù)分為以下幾個方面：

多源信息整合技術(shù)：建立車輛多源感知信息的優(yōu)化組合與自組織方法，提高前方車輛、行人等障礙物檢測的精度和可靠性，滿足高速行駛環(huán)境下的檢測要求;

車輛協(xié)同控制技術(shù)：建立適用于自主停車等部分自動駕駛系統(tǒng)的單車智能決策控制方法;建立適用于有條件自動駕駛的單車決策控制方法，針對路徑規(guī)劃的目的點或特征點建立自主決策的優(yōu)化模型;橫、縱向分別實現(xiàn)多車多目標(biāo)協(xié)同決策和控制方法，支持PA級智能化整車產(chǎn)品;

電子電氣架構(gòu)：制定智能網(wǎng)聯(lián)汽車的電子電氣器構(gòu)架需求標(biāo)準(zhǔn)，提出滿足需求的新型架構(gòu)，并搭建仿真測試平臺;

信息安全技術(shù)：形成智能網(wǎng)聯(lián)汽車的信息安全管理要求;制定智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全測試規(guī)范;建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全應(yīng)急響應(yīng)體系;

人機交互共駕：設(shè)計考慮駕乘體驗感的控制權(quán)切換適宜性的主客觀評價指標(biāo)，構(gòu)建不同智能等級下人車控制權(quán)切換的性能評估與測試方法;

三.對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)影響及應(yīng)對措施

無人駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)是一場革命，將徹底顛覆以往汽車行業(yè)的發(fā)展模式。汽車行業(yè)需要“跨界”，打破原有規(guī)則，積極主動的尋求多方合作，消化吸收互聯(lián)網(wǎng)帶來的思維革新?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)不會顛覆傳統(tǒng)汽車行業(yè)，而是一種重塑和融合。傳統(tǒng)車企需要兼容并包的戰(zhàn)略，中國車聯(lián)網(wǎng)用戶的滲透率已突破10%的臨界值，中國智能汽車的市場規(guī)模超過1500億元。如果考慮到龐大的汽車售后服務(wù)，相關(guān)市場規(guī)模則有望突破萬億，這對主機廠是一個機遇。

未來的汽車有可能分為兩種，一種是智能駕駛的共享出行模式。另一種是高端智能汽車的私有化享受模式。預(yù)計最先應(yīng)用無人駕駛，將會在貨車車隊上。對于主機廠的盈利模式，也會從銷售盈利轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)盈利。同時各行業(yè)的強強聯(lián)手將更加明顯，跨界融合更加快速。

現(xiàn)階段主機廠主要是和供應(yīng)商、高校一起開發(fā)智能車，但實際上受制于國內(nèi)的供應(yīng)商體系的能力，很多核心技術(shù)仍掌握在外國的供應(yīng)商手里，一些核心信息沒有對我們開放(主要體現(xiàn)在底盤電控化、發(fā)動機控制邏輯、各種ECU的控制邏輯等)，給國內(nèi)的開發(fā)帶來很大的難度。因此應(yīng)對智能駕駛的發(fā)展，汽車行業(yè)應(yīng)該培養(yǎng)幾個核心供應(yīng)商。

智能駕駛車輛需要很多的芯片、傳感器、控制器、高精度地圖數(shù)據(jù)、智能駕駛算法、智能駕駛控制系統(tǒng)。涉及到上下游的很多領(lǐng)域，目前需要國家給予一定的支持，目前已經(jīng)看到國家對安全芯片產(chǎn)業(yè)集群化、規(guī)?；墓膭罘绞?。

需要完善智能道路的設(shè)施。實現(xiàn)車路通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的擴大。干線公路和城市道路全面支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展。

最后，實際上國內(nèi)主機廠最大優(yōu)勢，是中國的市場潛力和中國的產(chǎn)業(yè)政策。單獨一個主機廠來開發(fā)無人駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)都會是事倍功半效果，會形成國內(nèi)同質(zhì)化產(chǎn)品。我們希望汽車行業(yè)能形成一個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，來集體攻克智能車的相關(guān)事情，最主要能形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成對國外供應(yīng)商的話語權(quán)。