作者　陳大明　孟海華　湯天波

全球自動駕駛發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢（下）

作者陳大明孟海華湯天波

編者按：繼上一期對全球自動駕駛技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的分析，本期軟科學(xué)基于中科院上海生命科學(xué)信息中心1和上海市科學(xué)學(xué)研究所2的有關(guān)研究成果，重點(diǎn)就各國自動駕駛技術(shù)研發(fā)布局與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展策略進(jìn)行梳理，分析我國及上海自動駕駛領(lǐng)域的發(fā)展基礎(chǔ)與現(xiàn)狀，提出布局重點(diǎn)的建議。

隨著自動駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，全球主要汽車產(chǎn)業(yè)大國積極布局相關(guān)領(lǐng)域，通過項(xiàng)目資助、聯(lián)合研發(fā)、推廣示范等多種手段推動本國自動駕駛技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展。我國也于上世紀(jì)80年代開始自動駕駛汽車的研制，并取得了一定的成果。

主要國家和地區(qū)的布局重點(diǎn)

美國，以創(chuàng)造應(yīng)用環(huán)境為主。上世紀(jì)80年代初，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）就大規(guī)模資助了自動駕駛陸地車輛的軍事化應(yīng)用研究。本世紀(jì)自動駕駛技術(shù)民用化以來，以谷歌為代表的企業(yè)成為美國自動駕駛技術(shù)研發(fā)最強(qiáng)有力的推動者。美國政府層面則更多關(guān)注于政策法規(guī)的制定和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。密歇根州、佛羅里達(dá)州、內(nèi)華達(dá)州和加利福尼亞州等已出臺包括保險、安全標(biāo)準(zhǔn)、測試等方面的關(guān)于自動駕駛汽車的法律，另外十多個州和地區(qū)也正在考慮出臺。美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）去年發(fā)布了《自動駕駛車輛聲明》，對自動駕駛汽車進(jìn)行了分類，并對部分州允許測試自動駕駛汽車提供了基本建議。

歐盟，持續(xù)資助自動駕駛研發(fā)項(xiàng)目。歐盟依托歷次框架計劃（Framework Programme）對自動駕駛開展了長期持續(xù)的資助，開發(fā)了一系列實(shí)驗(yàn)車型（如Cyber Cars1、Cyber Cars2、Cyber Cars3、Cyber Move、HAVE-IT、City-Mobill、City-Mobil2等）。其中，HAVE-IT項(xiàng)目（2008年10月至2011年7月）旨在實(shí)現(xiàn)智能交通車輛的高度自動駕駛，包括大陸集團(tuán)、沃爾沃、大眾、施克傳感器、德國航空航天中心、瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)等17家機(jī)構(gòu)參與。歐盟圍繞一個目標(biāo)的持續(xù)資助，在不同階段解決了不同的技術(shù)與應(yīng)用問（圖1）。如Cyber Cars系列項(xiàng)目從第五延續(xù)至第六框架計劃，旨在通過提高汽車性能和降低成本來加速自動駕駛汽車交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展；CityMobil系列項(xiàng)目也從第六延續(xù)至第七框架計劃。

圖1　歐盟對于自動駕駛的研發(fā)資助

日本，發(fā)揮大型車企主體作用。2012年6月，日本國土交通省召開研討會研究汽車自動駕駛技術(shù)的實(shí)用化，類似的研討會每兩個月召開一次，辦公室設(shè)在國土交通省的道路局與汽車局，豐田、日產(chǎn)、富士重工、本田、馬自達(dá)等大型車企參與研究，還計劃在高速路上設(shè)立專用車道作為首批實(shí)現(xiàn)自動駕駛的指定場所。同時，鼓勵車企開展國際研發(fā)合作，日產(chǎn)與麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、牛津大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)等頂尖大學(xué)已進(jìn)行了多年的全自動駕駛汽車合作研發(fā)。

表1　幾大實(shí)驗(yàn)車型及其核心技術(shù)優(yōu)勢

競賽實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前促進(jìn)應(yīng)用推廣的主要形式

一方面，競賽為技術(shù)研發(fā)提供了交流平臺。在自動駕駛的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用推廣中，競賽試驗(yàn)發(fā)揮著非常重要的作用。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）于2004至2007年間舉行了三次自動駕駛汽車比賽（DARPA Grand Challenge），包括斯坦福大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、麻省理工學(xué)院、奧什科什卡車公司等在內(nèi)的多個研究團(tuán)隊的實(shí)驗(yàn)車參加比賽，為技術(shù)交流與合作開辟了廣闊的空間。DARPA競賽結(jié)束后，通用與卡耐基梅隆大學(xué)共建了協(xié)作研究實(shí)驗(yàn)室（CRL），斯坦福大學(xué)與大眾汽車建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，共同研發(fā)自動駕駛汽車。

另一方面，競賽推動實(shí)驗(yàn)車型形成競爭優(yōu)勢。在競賽實(shí)驗(yàn)的推動下，多部實(shí)驗(yàn)車型獲得成功，且形成了自身的核心技術(shù)優(yōu)勢（表1）。意大利帕爾馬大學(xué)研發(fā)的ARGO智能車能夠在常規(guī)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自主駕駛，僅在部分特殊區(qū)域由人為進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，其研制的“BRAiVE”車型基于視覺處理算法完成了從羅馬到上海的洲際無人駕駛旅程。谷歌旗下的XLAB 智能車探測距離能夠達(dá)到200 英尺，并對周圍行駛環(huán)境進(jìn)行三維建模，對復(fù)雜環(huán)境下的交通燈、行人、車輛等，實(shí)現(xiàn)快速檢測，并進(jìn)行車道級高精度定位，后輪搭載的慣性導(dǎo)航模塊實(shí)時測量車輛姿態(tài)信息，可對車輛行駛策略及時進(jìn)行調(diào)整。

我國自動駕駛技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國自動駕駛技術(shù)與應(yīng)用與國外相比雖然還有一些距離，但也取得了一批階段性成果。自1992 年國防科技大學(xué)研制出國內(nèi)第一輛自動駕駛汽車以來，多種實(shí)驗(yàn)車型不斷涌現(xiàn)，多個技術(shù)領(lǐng)域取得了突破（表2）。

表2　我國自動駕駛實(shí)驗(yàn)車型及技術(shù)特點(diǎn)

自科基金與863計劃持續(xù)關(guān)注自動駕駛。國家自然科學(xué)基金委自2009年以來已連續(xù)舉辦五屆“智能車未來挑戰(zhàn)賽（IVFC）”，包括清華大學(xué)、國防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等眾多國內(nèi)智能汽車研究領(lǐng)域的相關(guān)單位參加，為智能汽車及自動駕駛技術(shù)的交流和發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。國家863計劃也開展了關(guān)于智能車載系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、智能路側(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)以及車車/車路信息交互與協(xié)同控制技術(shù)的研究。

技術(shù)研發(fā)主體集中于“學(xué)”，包括清華大學(xué)、國防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、北京理工大學(xué)、吉林大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、武漢大學(xué)、中國科學(xué)院等在內(nèi)的多所高校和科研院所均開展了自動駕駛研究。2011年，國防科技大學(xué)無人車“紅旗HQ3”從長沙行駛至武漢；2012年，解放軍軍事交通學(xué)院的無人車完成了京津高速公路無人駕駛實(shí)驗(yàn)；上海交通大學(xué)自2005年成立的智能車實(shí)驗(yàn)室，在歐盟框架計劃國際合作項(xiàng)目的資助下開展區(qū)域交通中的Cybercars無人車研究，先后開發(fā)了四輛CyberC3無人電動車和一輛CyberTiggo無人汽車；2013年，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究所完成了“自動駕駛儀”的控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)研制，在汽車匹配實(shí)驗(yàn)中順利實(shí)現(xiàn)對車輛轉(zhuǎn)向、制動、油門、檔位、燈光和喇叭的智能化控制。相比之下，國內(nèi)汽車企業(yè)則較少開展自動駕駛的研發(fā)，技術(shù)應(yīng)用也較為罕見（僅2012年比亞迪發(fā)布搭載遙控駕駛技術(shù)的F3速銳）。

北斗系統(tǒng)應(yīng)用潛力巨大。全球定位與導(dǎo)航技術(shù)是自動駕駛發(fā)展的基礎(chǔ)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候?yàn)楦黝愑脩籼峁└呔?、高可靠的?dǎo)航、定位和授時服務(wù)，并具有短報文通信能力。目前已具備區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓褪跁r的能力，定位精度優(yōu)于20m，授時精度優(yōu)于100ns。未來，基于北斗平臺，我國可在自動駕駛多個領(lǐng)域開展自主研發(fā)，進(jìn)而在硬件開發(fā)、軟件設(shè)計等方面掌握標(biāo)準(zhǔn)的制定權(quán)。

上海有望搶占發(fā)展先機(jī)。上海在自動駕駛技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面有較好的基礎(chǔ)。上海交通大學(xué)智能車輛實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人研究所是國內(nèi)較早研究智能輔助駕駛和自動駕駛的機(jī)構(gòu)，并與歐洲多國和澳大利亞等有緊密的研發(fā)合作。同濟(jì)大學(xué)在新能源自動駕駛汽車方面也有一定的研究積累。上海在車聯(lián)網(wǎng)方面有較扎實(shí)的基礎(chǔ)，于2011年成立了國內(nèi)首家產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（上海車聯(lián)網(wǎng)與車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟），開展車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā)。另外，隨著“北斗導(dǎo)航位置服務(wù)技術(shù)創(chuàng)新基地”和“國家北斗導(dǎo)航應(yīng)用上海產(chǎn)業(yè)基地”等的落戶，上海在以北斗為基礎(chǔ)的自動駕駛技術(shù)研發(fā)方面得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

建議上海在以下幾個方面加強(qiáng)研發(fā)布局，加大推進(jìn)力度：（1）輔助駕駛。輔助駕駛是自動駕駛技術(shù)應(yīng)用的初級階段，也是自動駕駛產(chǎn)業(yè)化的切入口，上?？梢劳姓嚻髽I(yè)，開展以提高汽車安全性為目標(biāo)的輔助駕駛應(yīng)用研發(fā)。（2）多車協(xié)同研究。以目前國內(nèi)先進(jìn)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過智能車輛載體結(jié)合車車協(xié)同、車路協(xié)同、車間通信構(gòu)建一個車聯(lián)網(wǎng)，提高交通系統(tǒng)的智能化水平。（3）融合新能源汽車產(chǎn)業(yè)。自動駕駛與新能源汽車，尤其是電動車的融合，是未來的必然趨勢。上?？芍攸c(diǎn)開展電動汽車自動駕駛相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，以搶占未來市場的高點(diǎn)。

（作者陳大明就職于中科院上海生命科學(xué)信息中心；作者孟海華就職于上海市科學(xué)學(xué)研究所；湯天波就職于上?？萍及l(fā)展研究中心）

（本文受上海市軟科學(xué)研究計劃項(xiàng)目《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展趨勢研究》（項(xiàng)目編號：13692101100）和《上海中長期科技重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)見研究》（項(xiàng)目編號：13692109300）資助）

1、 上海市軟科學(xué)研究計劃項(xiàng)目：《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展趨勢研究》（項(xiàng)目編號：13692101100）

2、 上海市軟科學(xué)研究計劃項(xiàng)目：《上海中長期科技重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)預(yù)見研究》（項(xiàng)目編號：13692109300）