智能汽车的未来发展趋势是什么?,

五年又五年,自动驾驶未来发展方向在哪?

在1939年的纽约世博会上,通用汽车公司展示了世界上第一辆自动驾驶概念汽车———Futuramao。此后,诸多发达国家纷纷开展关于自动驾驶技术的初步探索。自从20世纪中叶自动驾驶概念出现以来,就屡屡有汽车企业涉足此领域,直到21世纪初,自动驾驶的实体应用已经初现成果。

近年来,世界多国积极开展自动驾驶技术的基础研究,抢占汽车产业的“高地”。


  • 2016年,日本发布《自动驾驶普及路线图》,预计2020年自动驾驶汽车可以在高速公路上通行。
  • 2017年,德国通过了针对自动驾驶汽车的法案,并于同年提出了自动驾驶指导原则。
  • 如今,自动驾驶已经成为颇具商业价值的产业之一。国际电气和电子工程师协会预测,到2040年,全球75%的新款汽车都将实现自动驾驶。


我国自动驾驶已经步入了加速发展期。《中国智能交通产业生态发展战略研究》报告预测,到“十四五”末,智能网联汽车将加速汽车消费升级,L4级以上的自动驾驶汽车将实现量产,并形成中、高档乘用车细分市场,一批具有自动驾驶辅助功能的智慧高速公路和城市快速路将建成投用,基于自动驾驶技术的出行服务将遍及我国的大城市和诸多旅游城市,绿色低碳共享出行消费理念得到普遍接受,智能交通进入全面普及阶段。毋庸置疑,随着企业积极布局智能网联汽车,自动驾驶正加快向产业化方向推进,自动驾驶车辆也将逐步改变人们的日常生活、工作,以及娱乐方式。


作为交通出行领域中颇具科幻色彩的技术,自动驾驶进入大众视野的时间不长,人们对它的概念还没有清晰的认识,这或许会造成人们对于自动驾驶的认知有所偏颇。


北京航空航天大学汽车工程系主任、副教授王建表示:通俗地讲,自动驾驶就是在汽车上装许多传感器这些传感器能够代替人类驾驶员对汽车行驶过程中的安全隐患进行预判,提醒驾驶员规避危险,这是基础自动驾驶阶段,自动驾驶系统的作用只是给驾驶员发出提醒,并不干预实际操作。高级的自动驾驶系统,可以在司机来不及刹车、来不及转向等紧急情况下,帮助司机刹车或转向,防止事故的发生,这是辅助驾驶阶段。而更高级的自动驾驶则可以实现‘去驾驶员化’,自动驾驶系统就能够独立驾驶汽车。”


L5级自动驾驶可以实现吗?


自动驾驶有着明确的等级划分,据中国软件评测中心智能网联汽车测评工程技术中心总工程师王伟介绍,2014年,SAEInternational(国际汽车工程师协会)发布了“SAEJ3016TM标准道路机动车驾驶自动化系统分类和定义”(以下简称“标准”),并于2018年6月对标准进行了修订更新。标准将自动驾驶分为L0-L5共6个级别。



针对L5级自动驾驶汽车的发展思路始终未明确。目前,汽车工业上的自动驾驶级别也仅为L2级,如知名汽车厂商Tesla的AutoPilot自动驾驶功能,就是L2级。王建告诉笔者:“实现L5级自动驾驶的要求较高,需要较长的时间。目前,L2级的自动驾驶比较常见,但是还没有车企具备量产L3级及以上级别自动驾驶汽车的能力,这其中还涉及交通责任认定的问题。未来,在矿山、港口、园区等特定场景中,L3级、L4级的自动驾驶汽车将很快被应用,但是对于公共道路上的乘用车和商用车而言,还需要很长的技术发展过程。”

“假以时日,L5级自动驾驶一定能够实现。”王建认为,随着更精妙的人工智能算法、自动驾驶算法,以及更强性能的处理器不断涌现,L5级自动驾驶将走向成熟。作为新兴技术,自动驾驶从技术研发到完全商业化运用还需要很长时间。而现阶段,实现L5级自动驾驶汽车的商业化落地还面临着诸多挑战。


在王伟看来,L5级自动驾驶汽车的落地还面临三方面问题。


  • 一是技术尚未成熟。自动驾驶算法难以有效应对如雨雪天气和复杂光线等极端情况,不能有效理解如交警、行人的手势等交通参与者的意图,无法有效检测识别未知障碍物等。
  • 二是生产运营成本高。自动驾驶车辆的远程操作人员在安全监管、执照、保险、维护等方面的成本较高,很难在当前的在市场环境下与人类驾驶员竞争。
  • 三是运行存在区域限制。L5级自动驾驶的运行依赖于车联网基础设施,而卫星信号质量、高精地图覆盖度在不同地区存在差异。因此,实现可连续运行且不受区间限制的L5级自动驾驶汽车尚需时日。


中国自动驾驶要走哪条路?


自动驾驶技术仍有诸多问题亟须解决,也有很大的提升空间。清华大学智能产业研究院和百度Apollo联合发布的《面向自动驾驶的车路协同关键技术与展望》中明确,自动驾驶有单车智能自动驾驶和车路协同自动驾驶两种技术路线。其中单车智能自动驾驶主要依靠车辆自身的毫米波雷达/激光雷达等传感器、计算单元、线控系统进行环境感知、计算决策和控制执行。车路协同自动驾驶则是在单车智能自动驾驶的基础上,通过车联网将“人-车-路-云”交通参与要素有机地联系在一起,助力自动驾驶汽车在环境感知、计算决策和控制执行等方面的能力升级。



“中国的自动驾驶要走单车智能路线,还是车路协同路线”曾一度引发人们的讨论。技术方面,笔者认为,单车智能是一个“单体优化结构”,而车路协同则更像一个“整合结构”。宏观来看,车路协同更像单车智能的“指挥官”,不依靠车路协同仅仅靠单车智能很难实现自动驾驶的升级。正如全国政协经济委员会副主任苗圩指出,没有V2X(车联网)而光靠单车智能,也许能做到L2级,但做到L3级、L4级就很困难,算力、功耗都超过车辆本身能承受的极限。全国有3亿多辆汽车,如果数据全部上云,数据量将大到无法承受。必须把一部分的算力从车端移到路侧,利用边缘计算和端到端的通信,实现车路协同,为未来车路云图的互联互通打下基础。


在未来发展方面,王伟表示,由低级向高级的车路协同演进,会带来交通安全和路网运行效率的提升。目前,自动驾驶仍处于L2级向L3级的过渡阶段,车路协同处于从联网协同感知向网联协同决策与控制过渡的进程中。在“十四五”规划纲要中,强调了车路协同在自动驾驶发展中的战略意义。未来,中国将坚持“单车智能+网联赋能”的发展路线,打造更可靠的自动驾驶实施场景。


我国自动驾驶如何“补短板” “锻长板”?


在政策与市场的大力驱动下,我国自动驾驶技术已经接近国际先进水平。王伟表示,新能源、网联通信等领域形成的优势,制造品类齐全和良好的试点示范环境是我国在自动驾驶领域的“长板”,利用好这些优势,将促进我国自动驾驶汽车产业进一步发展。


然而,我国的自动驾驶发展也存在“短板”。王建认为,我国在汽车自动驾驶领域的短板主要体现在高性能芯片、车规级GPU、车规级CPU,以及关键零部件传感器等方面。例如,高性能的毫米波雷达、激光雷达、图像传感器等。王建强调:“国家对于芯片、高性能激光雷达等自动驾驶核心零部件产业的支持力度较大。现阶段,我国毫米波雷达的性能与国外先进雷达相比还有不小的差距,但随着时间的推移,差距将逐渐缩小。另外,在原创高性能算法方面,我国与国外的部分企业相比,差距依旧较大。”


在王伟看来,我国自动驾驶产业大而不强,操作系统、车规级芯片、传感器等关键技术、关键产品性能与国外存在不小的差距。面对客观存在的问题,王伟建议从以下三方面发力,“补短板”“锻长板”。


  • 一是根据产业链薄弱环节,进行及时有效地调整,凭借技术积累,提升核心零部件研发制造能力。提高操作系统、车规级芯片、传感器等关键技术的水平。积极调动在集成电路、基础软件等技术方面的资源,重点突破车载计算芯片、自动驾驶操作系统等关键技术,吸引全球优势产业和技术资源。此外,还应推动视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达的协同发展,形成智能网联汽车核心零部件规模化制造能力。
  • 二是聚焦车路协同,发展道路测试、加快应用试点,用中低端的传感器和芯片实现相似的功能,通过“路端”给予更多的辅助提醒信息,利用企业的优势把“云”和“网”做强。同时不断提升国产芯片和传感器的性能。
  • 三是通过打造高级别自动驾驶示范区、建设自动驾驶地图应用试点、聚集科技创新平台等举措,构建一系列自动驾驶应用环境。同时,定位高度自动驾驶、协同感知与决策,在政策、标准、关键技术等方面给予企业和研究机构全方位的支持。


自动驾驶安全性亟须保障


现阶段,随着地方政府加大对自动驾驶技术的推广力度,众多车企纷纷拿到了路测牌照,自动驾驶大有成为未来汽车标配之势。而随着自动驾驶汽车的普及,安全隐患也随之而来。2022年5月18日,美国汽车安全监管机构公开表示,今年5月在美国加州发生一起车祸,这场车祸造成三人死亡,事故原因与某汽车品牌的驾驶辅助系统有关。


毋庸置疑,安全是自动驾驶的重要价值,也是最基本的要求。国外发生的自动驾驶汽车安全事故,应该为我国的自动驾驶安全敲响警钟。


在技术方面,王伟表示,自动驾驶和网联通信技术的加持会大幅度提高车辆运营的安全性和便利性,拓展车辆的运营空间,提升用户的驾乘体验,但现阶段还需要大量测试验证来提升技术的可靠性和成熟度。


王伟建议,为保障自动驾驶的安全,要针对自动驾驶汽车建立一套严格、系统的安全测试与评估体系。汽车生产企业应建立预期功能、网络安全、数据安全和软件升级等方面的安全保障能力,并应在保证产品质量的前提下,科学规范地开展产品的研发及测试验证。在立法方面,2022年全国两会上,来自车企的代表委员们,从多个角度对自动驾驶提出了建议。全国人大代表、广汽集团董事长曾庆洪从自动驾驶技术发展出发,建议修订《中华人民共和国道路交通安全法》。他提出,要对其中的第2条和第76条进行修订。


  • 一是建议增加并明确“机器驾驶人”的定义,有助于厘清交通事故的责任主体,也为未来我国智能驾驶汽车上路的合法性做好前瞻性的立法铺垫。
  • 二是建议增加“智能驾驶汽车应当安装关键数据存储黑匣子或关键数据云端备份”的强制性规定,以确定交通事故发生时控制车辆的责任主体是驾驶人还是智能驾驶系统。
  • 三是在现行交通事故归责的基础上,增加由系统控制智能驾驶汽车时认定交通事故的有关法律规定,明确智能系统责任由生产者承担。四是建议增加“将智能驾驶汽车产品责任保险纳入强制保险的范围,分散相关责任主体的风险”的有关法律规定,以确保技术发展与社会公共利益相结合。


全国人大代表,北京市科学技术研究院创新发展战略研究所所长、研究员伊彤建议,建立和完善我国自动驾驶法律保障体系。伊彤分析,目前以《中华人民共和国道路交通安全法》为统领的现有法律框架是以机动车和人类驾驶人为基础的,无法满足新技术发展需求。我国《中华人民共和国道路交通安全法》及相关条例仅允许有资格的驾驶人驾驶机动车上路,自动驾驶系统不具有驾驶机动车的合法地位。


这意味着我国现行法律并未明确规定自动驾驶系统可以取代有资质的人类驾驶员,在道路上控制汽车的运行。全国人大代表、华星北方汽车贸易有限公司总经理李响围绕自动驾驶汽车相关立法及明确自动驾驶汽车国家战略地位提出了建议。“建议在全国人大的授权下,逐步开展部分代表性区域自动驾驶立法的先行先试,快速建立地方和行业的技术标准和准入体系,并复制推广至其他城市,为上位法的制定和完善提供补充和支撑。”

2024-01-27

2024-01-27