“L4以上級別自動駕駛汽車將在2025年開始快速擴大市場份額,未來10年進入大規模量產,預計到2040年,占每年銷量50%的汽車數量都將配備L4以上級別自動駕駛功能?!?月14日晚,在《中國汽車報》與廣州智能網聯汽車示范區運營中心聯合推出的“2020智能網聯汽車精品課”第25講中,深圳元戎啟行科技有限公司副總裁劉軒以“L4級自動駕駛技術及應用”為主題,從自動駕駛分級、L4級自動駕駛落地應用、L4級自動駕駛技術介紹等方面,分析講解了L4級自動駕駛技術發展及應用狀況。
分級標準與發展趨勢
“中美兩國的自動駕駛分級標準大致相同,但也有些區別?!眲④幹v到,業內比較熟悉的,是美國汽車工程師協會最早作出的L0到L5級的自動駕駛分級標準。而今年3月,我國工信部亦發布了《汽車駕駛自動化分級》報批公示,并將于2021年1月1日正式實施。
劉軒表示,在工信部的分級標準中,把自動駕駛分成0級到5級,雖然與美國汽車工程師協會標準大體相同,但兩者之間還是有一些區別。例如,我國工信部的分級標準中規定,0級為“應急輔助”狀態,自動駕駛系統可以幫助駕駛員探測道路的目標和事件等情況,在關鍵時刻幫人類駕駛員踩剎車,基本還是由人來開。在美國的分級標準中,L0級是需要人類駕駛員全權操作。
同時,工信部的1級“部分駕駛輔助”狀態下,智能自動駕駛系統可以在沒有危險的情況下幫人類駕駛員操控方向盤、油門和剎車。而對于2級和3級自動駕駛,工信部與美國的分級標準差不多,特別是3級“有條件自動駕駛”狀態下,駕駛員在沒有危險的情況下甚至可以去玩游戲,如果有危險,自動駕駛系統會給用戶發出警示,要求用戶立即接管車輛。
目前,自動駕駛領域主流科技公司大都以L4級自動駕駛為主。因為L5級還存在技術、政策法規及倫理道德上的限制,屬于遠期目標。
落地應用與市場分析
“根據第三方預測,各級別自動駕駛汽車將逐步滲透于新車產銷之中,預計到2030年銷售的每輛新車都具有一定程度的自動駕駛功能?!眲④幗榻B,按照全球汽車年銷量約9500萬輛計算,預計到2030年L4級以上級別自動駕駛汽車產銷量將達到1500萬輛以上。
對于中國自動駕駛市場,劉軒認為,2020自動駕駛元年后,中國自動駕駛運營市場將迎來爆發式增長。大規模運營開展后,10年復合年均增長率(CAGR)將超過100%。估計2030年市場規模將超過1500億美元(約合人民幣1萬億元)。瑞銀集團(UBS)研究顯示,人口老齡化與勞動力短缺將推動共享出行和自動駕駛出租車以更快速度發展,2030年自動駕駛出租市場規模有望突破2500億美元(約合人民幣1.7萬億元)。其中,2030年中國自動駕駛專車數量將達到360萬輛,市場規模達到1400億美元(約合人民幣9600億元)。
L4級自動駕駛技術落地,主要面向乘用車出行市場及商用車物流市場。商業模式是可以為車企、一級供應商(Tier1)、出行公司、物流公司提供解決方案。
在落地案例中,元戎啟行與東風汽車集團有限公司技術中心合作,為第七屆世界軍人運動會提供自動駕駛出租車(Robo-Taxi)服務,并展示車輛編隊技術。
2020年5月,元戎啟行與廈門遠海集裝箱碼頭、東風商用車、華為、中國移動共同合作研發了無人駕駛集裝箱卡車,在廈門遠海碼頭演示了“5G+無人駕駛賦能智慧港口的裝卸箱、轉彎、避障等操作。
技術組成
“自動駕駛技術是包含了硬件、軟件、通信等領域的綜合技術?!眲④幷J為,自動駕駛汽車能安全地行駛,需要依靠周圍環境的基礎信息和自身的位置信息,以及對周圍環境進行感知,從而進行路徑的規劃,并根據實時路況進行駕駛決策,對車輛進行控制。這些過程,分別對應著自動駕駛的不同模塊,如硬件、高精度地圖與定位、感知、規劃與控制、運維等。但僅有這些模塊,還不足以支撐自動駕駛汽車尤其是自動駕駛汽車量產的開發和運營。因此,還需要有支撐以上模塊的穩定、高效運行的基礎架構和云平臺。
其中,L4級自動駕駛高度依賴高精度地圖。相比于傳統導航地圖,高精度實景地圖保留了全部傳感器的原始信息,并從原始信息中提取各種地標和地形地貌數據。這些提取出來的數據主要有兩大用途:一是為高精度定位提供了數據支持,依靠厘米級的定位精度,在沒有GPS信號覆蓋的地區,地圖可以保障定位的高精度;二是提供了豐富的道路信息,例如車道線、路口的斑馬線和交通燈、交通指示牌以及各種固定地標等。
而感知系統作為自動駕駛汽車的車輛路徑規劃依據之一,是至關重要的一個部分。在自動駕駛中,感知系統需要檢測自動駕駛汽車周邊環境中的障礙物,獲取障礙物的位置、大小、類別(例如車、行人、自行車等交通參與物體)等信息。感知系統還需要對這些障礙物進行跟蹤,獲得它們的速度并預測其在未來一定時間內的軌跡,從而為自動駕駛提供路線規劃的參考,避免碰撞和急剎,使自動駕駛車輛更加安全和舒適。
基礎架構是指在自動駕駛系統中,不同模塊分別執行不同的計算任務(如采集傳感器數據的驅動模塊,檢測障礙物的感知模塊等)。這些模塊間存在相互依賴關系,需要遵從一定的時間間隔或者邏輯順序被調度執行,以確保所有信息被計算資源高效合理地利用,使得自動駕駛汽車可以安全行駛。
劉軒表示,按照北京、上海、深圳等國內大多城市交規規定,自動駕駛車輛駕駛位需乘坐一名安全員和一名測試工程師。《中國自動駕駛小汽車營運能力分析報告(2019-2020年度)》6月30日在廣州發布,廣州將取消安全員,邁入運營級5G遠程駕駛新階段。
附:精彩問答
在講座之后,劉軒還與網友進行了問答互動。記者擷取精華,以饗讀者。
Q:當前自動駕駛發展的階段性特點和難點是什么?
A:當前處于疫情后的特殊階段,對自動駕駛的需求越來越迫切。為此,如果自動駕駛的出行服務能夠盡快應用,將有助于解決這個問題。而且,提供如自動駕駛消毒車、救護車等特種車輛,將是應用的方向。同時,自動駕駛物流車輛、自動駕駛出租車也有很大需求。自動駕駛技術要滿足商業化需求,就需要成本更低、設備更小、功耗更低,雖然目前L4級技術還需要一定的發展時間去支撐做前裝,但正向這個趨勢發展。疫情的出現,可能會使政策加速推出,如廣州已經允許沒有安全員進行路測,其他城市也可能會很快跟進。由此,利用有限的資源和算力支持自動駕駛系統和車輛的安全運行,是技術上面臨的較大挑戰。此外,盈利模式也是一個值得更多探討、探索的方面。
Q:全棧式L4級自動駕駛,解決方案主要包含哪些部分?是以自主研發為主,還是以技術集成為主?
A:全棧式L4級自動駕駛方案主要包含硬件、傳感器、感知模塊、高精度地圖與定位、決策規劃控制模塊,技術架構包含模擬器、云平臺,還有運營維護等,以及遠程接管、車路協同相關的系統。L4級自動駕駛的技術要求集成度非常高,與下游的需求是強綁定的。稍有變化,就可能導致下游出現較大的不確定性。其中,對于一些耦合程度不高的模塊,可以作為單獨的模塊或模塊組合來提供給第三方。
Q:5G對于自動駕駛發展的意義是什么?是否能有助于降低成本、推動自動駕駛加速向高級別發展?
A:5G是剛興起的行業,自動駕駛也是屬于探索的行業,目前5G還不是決定L4級自動駕駛能否變成現實的因素,但能加快推動L4級自動駕駛技術的商業化落地。在車路協同方面,5G的作用主要包括,一是輔助車輛定位,可以比GPS更精確;二是利用5G通過V2X設備將信號發給路上的自動駕駛車輛,能做到低延時、高實時的要求;三是擴大自動駕駛車輛的感知范圍等。此外,5G還能幫助需要超遠距離感知的自動駕駛,以及遠程接管車輛、遙控車輛進入有疫情、輻射的高危區域。
所以,5G雖然不是作為自動駕駛算法本身變得更好的決定條件,但可以作為一個安全冗余的備份,并由此能推動自動駕駛更快地落地。
Q:目前的L4級自動駕駛技術是否能夠形成系統成套的供貨能力?如果有,那么國內外的主要客戶是哪一些?
A:目前主流的L4級自動駕駛公司大多都是作為無人自動駕駛出租車或物流公司的技術供應商,做系統成套供貨。因此,會與國內的一些車企、物流企業、一級供應商、出行企業合作;同時也會與國外的一線車企及物流企業合作,提供自動駕駛方面的服務。
Q:因疫情造成全球供應鏈缺緊的情況,如何應對?下一步的發展規劃是什么?
A:疫情的影響有利也有弊,危中有機。疫情下,,因為交通的阻礙,一些實地試乘考察無法成行,投資者更加謹慎,特別是跨國合作受影響比較明顯,處于暫緩狀態。當然也有很多機會,此前很多唱衰自動駕駛的聲音,在疫情發生后,自動駕駛的需求更加顯著,這些聲音沒有了,因為自動駕駛會使得出行、物流等整個過程變得更安全。
元戎啟行的發展規劃是,繼續跟國內外的合作伙伴進行合作,提供無人自動駕駛出租車服務、無人貨運服務,并不斷探索新的合作機會。
編輯:王琨
來源:中國汽車報網
作者:趙建國
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