從L4級自動駕駛開始實現系統對駕駛員的替代。自動駕駛是指讓汽車自己擁有環境感知、路徑規劃并且自主實現車輛控制的技術,也就是用電子技術控制汽車進行的仿人駕駛或是自動駕駛。美國汽車工程師協會(SAE)根據系統對于車輛操控任務的把控程度,將自動駕駛技術分為L0-L5,系統在L1~L3級主要起輔助功能;當到達L4級,車輛駕駛將全部交給系統,而L4、L5的區別在于特定場景和全場景應用。本篇報告我們將主要論述L4級自動駕駛系統技術、成本和商業化應用場景。
自動駕駛創造機會吸引行業外企業共同參與技術體系研發。自動駕駛涉及到極為復雜的多產業融合,除了傳統整車制造以外還涉及到了大量新興技術,如:人工智能、大數據、物聯網等,由于傳統廠商難以短時間內形成相關技術研發能力,因此這給予了行業外相關技術企業進入這一巨大新興市場的絕佳機會。除了新型高精度傳感器(Lidar)等Tier2廠商外,人工智能創業公司著手開發自動駕駛算法以及針對特定或通用場景的整套系統解決方案;而互聯網企業基于其在數據、資金、行業所擁有的強大綜合實力,希望為未來出行領域開發L4、L5平臺級自動駕駛系統;傳統廠商OEMs、Tier1s也看到了自動駕駛巨大的商業機會,除了通過開發ADAS模塊,使其現有產品逐漸獲得L1~L3級自動駕駛能力以外,其也通過自建,整體收購的形式組建自己的自動駕駛研發團隊,目標是開發適應未來的完全無人駕駛產品。
整車廠商通過加裝ADAS模塊逐步實現高級別自動駕駛。在本文中,我們主要探討的是L4級自動駕駛技術及相關的應用場景,想要實現L4級自動駕駛,需要實現車輛在特定場景的運行過程中能夠徹底的擺脫駕駛員而獨立完成駕駛任務,這對于傳感器、數據、計算平臺以至于整體系統的性能、冗余度以及可靠性都提出了極高的要求。當前能夠實現L4級的高性能的傳感器和處理器成本高昂,限制了其在乘用車產品上的應用。而目前已經實現商業化應用的自動駕駛系統產品,主要是主機廠商(OEMs)和一級供應商(Tier1s)在現有的車型上通過添加高級輔助駕駛系統(ADAS),使其獲得L1~L3級部分自動駕駛能力。
通過深度學習算法和高精度傳感器實現徹底的無人駕駛。新興勢力包括互聯網廠商和科技創業公司(許多人員來自于互聯網企業研究機構),主要開發在特定區域內實現完全無人駕駛的無人駕駛技術(L4~L5)。科技公司相較于傳統廠商來說優勢在于其對于深度學習、神經網絡、大數據等先進技術的掌握上,但是其在硬件制造的經驗卻被傳統廠商遠遠落下,Waymo(Google子公司)曾經主張自己造車,但在2015年后就放棄了這一想法轉而與克萊斯勒、豐田等傳統車企進行合作,大部分科技公司都采取相同路線。而傳統廠商也通過投資收購科技創業團隊為自己開發高級別自動駕駛系統(Cruise、Argo.ai)。
自動駕駛系統可以分為感知層、決策層、執行層。L4級自動駕駛系統實現在特定區域內對車輛操作的完全接管,系統需要實現:對周圍障礙物的感知、車輛定位以及路徑規劃(2W1H),實現這些功能需要構建感知層、決策層、執行層這三個層面的技術架構,這三個技術層級分別代表著L4自動駕駛系統的眼和耳、大腦以及手腳。基于當前技術發展情況,我們在本部分主要討論車輛內部所采用的一些傳感器和計算單元。除了本地的傳感器和處理器外,系統通過與外部車輛、設施進行信息交互,以及在高精度地圖等輔助下可以獲得更好的環境感知能力。