刘轩:L4以上自动驾驶汽车将在未来十年大规模量产


来源:中国汽车报网   时间:2020-09-16 12:45:08


“L4以上级别自动驾驶汽车将在2025年开始快速扩大市场份额,未来10年进入大规模量产,预计到2040年,占每年销量50%的汽车数量都将配备L4以上级别自动驾驶功能。”9月14日晚,在《中国汽车报》与广州智能网联汽车示范区运营中心联合推出的“2020智能网联汽车精品课”第25讲中,深圳元戎启行科技有限公司副总裁刘轩以“L4级自动驾驶技术及应用”为主题,从自动驾驶分级、L4级自动驾驶落地应用、L4级自动驾驶技术介绍等方面,分析讲解了L4级自动驾驶技术发展及应用状况。

分级标准与发展趋势

“中美两国的自动驾驶分级标准大致相同,但也有些区别。”刘轩讲到,业内比较熟悉的,是美国汽车工程师协会最早作出的L0到L5级的自动驾驶分级标准。而今年3月,我国工信部亦发布了《汽车驾驶自动化分级》报批公示,并将于2021年1月1日正式实施。

刘轩表示,在工信部的分级标准中,把自动驾驶分成0级到5级,虽然与美国汽车工程师协会标准大体相同,但两者之间还是有一些区别。例如,我国工信部的分级标准中规定,0级为“应急辅助”状态,自动驾驶系统可以帮助驾驶员探测道路的目标和事件等情况,在关键时刻帮人类驾驶员踩刹车,基本还是由人来开。在美国的分级标准中,L0级是需要人类驾驶员全权操作。

同时,工信部的1级“部分驾驶辅助”状态下,智能自动驾驶系统可以在没有危险的情况下帮人类驾驶员操控方向盘、油门和刹车。而对于2级和3级自动驾驶,工信部与美国的分级标准差不多,特别是3级“有条件自动驾驶”状态下,驾驶员在没有危险的情况下甚至可以去玩游戏,如果有危险,自动驾驶系统会给用户发出警示,要求用户立即接管车辆。

目前,自动驾驶领域主流科技公司大都以L4级自动驾驶为主。因为L5级还存在技术、政策法规及伦理道德上的限制,属于远期目标。

落地应用与市场分析

“根据第三方预测,各级别自动驾驶汽车将逐步渗透于新车产销之中,预计到2030年销售的每辆新车都具有一定程度的自动驾驶功能。”刘轩介绍,按照全球汽车年销量约9500万辆计算,预计到2030年L4级以上级别自动驾驶汽车产销量将达到1500万辆以上。

对于中国自动驾驶市场,刘轩认为,2020自动驾驶元年后,中国自动驾驶运营市场将迎来爆发式增长。大规模运营开展后,10年复合年均增长率(CAGR)将超过100%。估计2030年市场规模将超过1500亿美元(约合人民币1万亿元)。瑞银集团(UBS)研究显示,人口老龄化与劳动力短缺将推动共享出行和自动驾驶出租车以更快速度发展,2030年自动驾驶出租市场规模有望突破2500亿美元(约合人民币1.7万亿元)。其中,2030年中国自动驾驶专车数量将达到360万辆,市场规模达到1400亿美元(约合人民币9600亿元)。

L4级自动驾驶技术落地,主要面向乘用车出行市场及商用车物流市场。商业模式是可以为车企、一级供应商(Tier1)、出行公司、物流公司提供解决方案。

在落地案例中,元戎启行与东风汽车集团有限公司技术中心合作,为第七届世界军人运动会提供自动驾驶出租车(Robo-Taxi)服务,并展示车辆编队技术。

2020年5月,元戎启行与厦门远海集装箱码头、东风商用车、华为、中国移动共同合作研发了无人驾驶集装箱卡车,在厦门远海码头演示了“5G+无人驾驶赋能智慧港口的装卸箱、转弯、避障等操作。

技术组成

“自动驾驶技术是包含了硬件、软件、通信等领域的综合技术。”刘轩认为,自动驾驶汽车能安全地行驶,需要依靠周围环境的基础信息和自身的位置信息,以及对周围环境进行感知,从而进行路径的规划,并根据实时路况进行驾驶决策,对车辆进行控制。这些过程,分别对应着自动驾驶的不同模块,如硬件、高精度地图与定位、感知、规划与控制、运维等。但仅有这些模块,还不足以支撑自动驾驶汽车尤其是自动驾驶汽车量产的开发和运营。因此,还需要有支撑以上模块的稳定、高效运行的基础架构和云平台。

其中,L4级自动驾驶高度依赖高精度地图。相比于传统导航地图,高精度实景地图保留了全部传感器的原始信息,并从原始信息中提取各种地标和地形地貌数据。这些提取出来的数据主要有两大用途:一是为高精度定位提供了数据支持,依靠厘米级的定位精度,在没有GPS信号覆盖的地区,地图可以保障定位的高精度;二是提供了丰富的道路信息,例如车道线、路口的斑马线和交通灯、交通指示牌以及各种固定地标等。

而感知系统作为自动驾驶汽车的车辆路径规划依据之一,是至关重要的一个部分。在自动驾驶中,感知系统需要检测自动驾驶汽车周边环境中的障碍物,获取障碍物的位置、大小、类别(例如车、行人、自行车等交通参与物体)等信息。感知系统还需要对这些障碍物进行跟踪,获得它们的速度并预测其在未来一定时间内的轨迹,从而为自动驾驶提供路线规划的参考,避免碰撞和急刹,使自动驾驶车辆更加安全和舒适。

基础架构是指在自动驾驶系统中,不同模块分别执行不同的计算任务(如采集传感器数据的驱动模块,检测障碍物的感知模块等)。这些模块间存在相互依赖关系,需要遵从一定的时间间隔或者逻辑顺序被调度执行,以确保所有信息被计算资源高效合理地利用,使得自动驾驶汽车可以安全行驶。

刘轩表示,按照北京、上海、深圳等国内大多城市交规规定,自动驾驶车辆驾驶位需乘坐一名安全员和一名测试工程师。《中国自动驾驶小汽车营运能力分析报告(2019-2020年度)》6月30日在广州发布,广州将取消安全员,迈入运营级5G远程驾驶新阶段。

附:精彩问答

在讲座之后,刘轩还与网友进行了问答互动。记者撷取精华,以飨读者。

Q:当前自动驾驶发展的阶段性特点和难点是什么?

A:当前处于疫情后的特殊阶段,对自动驾驶的需求越来越迫切。为此,如果自动驾驶的出行服务能够尽快应用,将有助于解决这个问题。而且,提供如自动驾驶消毒车、救护车等特种车辆,将是应用的方向。同时,自动驾驶物流车辆、自动驾驶出租车也有很大需求。自动驾驶技术要满足商业化需求,就需要成本更低、设备更小、功耗更低,虽然目前L4级技术还需要一定的发展时间去支撑做前装,但正向这个趋势发展。疫情的出现,可能会使政策加速推出,如广州已经允许没有安全员进行路测,其他城市也可能会很快跟进。由此,利用有限的资源和算力支持自动驾驶系统和车辆的安全运行,是技术上面临的较大挑战。此外,盈利模式也是一个值得更多探讨、探索的方面。

Q:全栈式L4级自动驾驶,解决方案主要包含哪些部分?是以自主研发为主,还是以技术集成为主?

A:全栈式L4级自动驾驶方案主要包含硬件、传感器、感知模块、高精度地图与定位、决策规划控制模块,技术架构包含模拟器、云平台,还有运营维护等,以及远程接管、车路协同相关的系统。L4级自动驾驶的技术要求集成度非常高,与下游的需求是强绑定的。稍有变化,就可能导致下游出现较大的不确定性。其中,对于一些耦合程度不高的模块,可以作为单独的模块或模块组合来提供给第三方。

Q:5G对于自动驾驶发展的意义是什么?是否能有助于降低成本、推动自动驾驶加速向高级别发展?

A:5G是刚兴起的行业,自动驾驶也是属于探索的行业,目前5G还不是决定L4级自动驾驶能否变成现实的因素,但能加快推动L4级自动驾驶技术的商业化落地。在车路协同方面,5G的作用主要包括,一是辅助车辆定位,可以比GPS更精确;二是利用5G通过V2X设备将信号发给路上的自动驾驶车辆,能做到低延时、高实时的要求;三是扩大自动驾驶车辆的感知范围等。此外,5G还能帮助需要超远距离感知的自动驾驶,以及远程接管车辆、遥控车辆进入有疫情、辐射的高危区域。

所以,5G虽然不是作为自动驾驶算法本身变得更好的决定条件,但可以作为一个安全冗余的备份,并由此能推动自动驾驶更快地落地。

Q:目前的L4级自动驾驶技术是否能够形成系统成套的供货能力?如果有,那么国内外的主要客户是哪一些?

A:目前主流的L4级自动驾驶公司大多都是作为无人自动驾驶出租车或物流公司的技术供应商,做系统成套供货。因此,会与国内的一些车企、物流企业、一级供应商、出行企业合作;同时也会与国外的一线车企及物流企业合作,提供自动驾驶方面的服务。

Q:因疫情造成全球供应链缺紧的情况,如何应对?下一步的发展规划是什么?

A:疫情的影响有利也有弊,危中有机。疫情下,,因为交通的阻碍,一些实地试乘考察无法成行,投资者更加谨慎,特别是跨国合作受影响比较明显,处于暂缓状态。当然也有很多机会,此前很多唱衰自动驾驶的声音,在疫情发生后,自动驾驶的需求更加显著,这些声音没有了,因为自动驾驶会使得出行、物流等整个过程变得更安全。

元戎启行的发展规划是,继续跟国内外的合作伙伴进行合作,提供无人自动驾驶出租车服务、无人货运服务,并不断探索新的合作机会。

编辑:王琨

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