自动驾驶汽车技术入门（一）——概述

 

一、定义与内涵

一般我们提到“自动驾驶”或者“无人驾驶”，更普适的说法是“智能车”（智能汽车）。其实”智能汽车“与下图看到的“智能网联汽车”是类似的概念，一般不会刻意强调他们的区别。简单来说，智能汽车也就代表了智能网联汽车。

智能汽车

1.智能汽车

智能汽车的”智能“有两种模式：

自主式智能汽车（Autonomous Vehicle）：依靠自车所搭载的各类传感器对车辆周围环境进行感知，依靠车载控制器进行决策和控制并交由底层执行，实现自动驾驶。自主式智能汽车网联式智能汽车（Connected Vehicle）：车辆通过V2X通信的方式获取外界的环境信息并帮助车辆进行决策与控制。网联式智能汽车

这两种智能的模式都在各自往前发展，同时也在融合，其融合的结果就是智能网联汽车（Intelligent and Connected Vehicle）。

并且当”智能“和“网联”一词一起出现，“智能”一般做狭义理解，即”自主式智能“；当”智能“单独出现，一般做广义理解，即涵盖了”自主式智能“和“网联式智能”。

所以才有上文的智能汽车也就代表了智能网联汽车一说。

2.车联网

以车内网、车际网和车云网为基础，按照约定的通信协议和数据交换标准实现车与X（人、车、路、云等系统）之间进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。

车联网包括了车內网、车际网和车云网三个网络层次，三网的融合才是一个完整的“车联网”的概念。

车联网

3.智能网联汽车

到现在你应该很清楚智能网联汽车由智能和网联两部分组成，现在就让我们给智能网联汽车下一个明确的定义吧。

定义：搭载先进的车载传感器、控制器、执行器的装置，并融合了现代的通信与网络技术。实现了车与X（人、车、路、云等系统）之间进行智能化的信息交换、共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制等功能，可综合实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人类操作的新一代汽车。

人与智能网联汽车作对比

二、分级

一辆汽车从需要驾驶员全神贯注驾驶到不需要驾驶员可以自行驾驶，可以想象不是一蹴而就的，会经历几个阶段。

在车辆的智能化分级中，工业界目前采用最多的标准是由国际汽车工程师协会（SAE）制定的。

SAE分级在L0级时，车辆没有辅助系统，驾驶员需要全神贯注，手眼并用。在L1级时，车辆有横向或者纵向辅助系统，但驾驶员仍需要集中注意力，手眼并用。在L2级时，车辆有横向和纵向辅助系统，驾驶员仍需要观察环境，但可以临时解放手和眼。在L3级时，车辆在紧急情况下会发出请求驾驶员接管，驾驶员全程需要有接管意识，驾驶员解放手和眼。在L4级时，车辆即使在紧急情况下（可以自己处理）也不会发出请求驾驶员接管，驾驶员不需要有接管意识，可以解放手和大脑。在L5级时，车辆可以实现完全自动驾驶，车辆不需要驾驶员，并且将不再需要方向盘、制动和油门踏板、后视镜。

此外，工信部组织中国汽车工程学会、清华大学等单位共同编写的《节能与新能源汽车技术路线图》中设置了《智能网联汽车技术路线图》一章,创造性的使用了智能化与网联化两个维度对智能网联汽车进行分级。

智能网联汽车

详细来看，

智能化维度：

智能化

网联化维度：

网联化

三、必要性

此处，或许有人生出这样的疑问。好好地车辆怎么就不需要驾驶员了，是否普及无人驾驶之后驾驶员就丧失了驾驶乐趣。当然，无人驾驶是有其现实意义的。

道路安全:交通事故率可降低到目前的1%；出行效率:车联网技术可提高道路流量10%,C-ACC（协同式自适应巡航控制）占市场份额90%时,交通效率会提高80%；能源节省:协同式交通系统可提高燃油经济性20~40%,高速公路编队行驶可降低油耗10~15%；经济效益:以美国为例,自动驾驶汽车占市场份额90%时,每年将带来2000亿美元以上的经济效益,同时将带动机械、电子、通信、互联网等相关产业的快速发展；国防意义:无人驾驶战斗车辆；生活方式：减轻驾驶负担,车辆共享,便捷出行,降低驾驶者的门槛。

四.自动驾驶面临的挑战

但自动驾驶的未来发展,目前来看还需要突破法律法规、伦理与基础设施的三大挑战。

1）法律法规：适用于自动驾驶的交通安全法及其实施条例、相关机动车行驶的技术标准缺失,其制定还面临诸多不确定性；

2）伦理：在行人与驾驶者的安全之间,人工智能的道德判定应该怎样预设存在争议；

3）基础设施：未来自动驾驶普及需要5G通讯技术的建设与商业化；直接决定自动驾驶系统的安全与可靠性的高精地图,其行业处于发展初期，目前仍还面临诸多挑战。

五、关键技术框架

既然无人驾驶如此“厉害”，那么实现这一无人驾驶系统，势必包含很广的技术范畴，同时这些技术必定形成技术体系。

智能网联汽车关键技术框架

1.车辆/设施关键技术

具体包括如下：

车辆/设施关键技术

2.信息交互关键技术

具体包括如下：

信息交互关键技术

六、行业发展

在工信部组织编写的《智能网联汽车技术路线图》中提到了我国智能网联汽车产业化发展的里程碑，分为了乘用车和商业车两个领域。

1.乘用车

智能网联乘用车技术路线图

2.商用车

智能网联商用车技术路线图

七、中国的机遇&挑战

1）智能网联汽车在国际上仍处于产业孕育期，尚末大规模的普及应用；

2）中国拥有全球第一的汽车应用市场、全球第一的复杂道路环境，将为全球智能网联汽车提供巨大的验证环境和应用市场；

3）中国ICT产业实力大增，互联网消费习惯业已形成，智慧城市&高速公路建设方兴未艾，举国体制有望带来更高的边度和更大的机会；

4）信息安全及统一的基础平台，将成力未来智能网联汽车规模化应用的基石和进入门槛；

5）尚未形成国家战略，没有大型的国家项目支持；

6）基础薄弱，自主核心技术落后，产业规模弱小；

7）互联网、信息产业有基础，但与汽车产业的融合度浅；

8）智能网联汽车的标准法规和测试体系落后。