李磊磊

（上海杉達(dá)學(xué)院工程學(xué)院, 重點(diǎn)領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)課程群虛擬教研室, 上海201209）

0 引言

發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)不僅可以提高汽車駕駛安全性、減少交通事故，還可以提高出行效率、節(jié)約能源和減低排放，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。目前，自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速、完全自動(dòng)駕駛汽車已開始在部分地區(qū)商業(yè)運(yùn)營。人工智能（Artificial Intelligence, AI）在自動(dòng)駕駛汽車上主要應(yīng)用在車輛自主駕駛技術(shù)、人機(jī)交互、智能導(dǎo)航、車載娛樂、車輛運(yùn)動(dòng)控制和多傳感器融合感知等多方面。

本文旨在對自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行研究和分析，使用數(shù)據(jù)分析方法對近年來的研究成果進(jìn)行梳理，通過分析相應(yīng)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、行業(yè)報(bào)告、消費(fèi)者需求，總結(jié)自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化關(guān)鍵核心技術(shù)，總結(jié)出AI技術(shù)中以轉(zhuǎn)換器（Transformer）為代表的大模型正在與自動(dòng)駕駛軟硬件多領(lǐng)域深度融合，高度和完全自動(dòng)駕駛汽車未來發(fā)展將伴隨著Transformer 大模型應(yīng)用而快速成熟。

1 自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

自動(dòng)駕駛汽車是汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)戰(zhàn)略發(fā)展方向，自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模正在快速增長。許多國家和地區(qū)都在積極推動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)發(fā)展將對智慧交通運(yùn)輸和智慧城市規(guī)劃與建設(shè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，有望提高交通效率，降低能源消耗、碳排放和減輕環(huán)境污染[1]。目前，自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)2條路線。

（1）傳統(tǒng)汽車制造商不斷加大研發(fā)投入，轉(zhuǎn)型生產(chǎn)半自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)品。傳統(tǒng)汽車制造商主要進(jìn)行駕駛輔助系統(tǒng)配套軟件和硬件研發(fā)，或者選擇收購產(chǎn)業(yè)鏈頂端的新科創(chuàng)企業(yè)以減少專利壁壘。

（2）互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)跨界進(jìn)軍自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域。國內(nèi)主要有科技互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，如百度、華為、阿里巴巴、騰訊、滴滴等，國外科技互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)主要有Waymo、Cruise等。

1.1 國內(nèi)自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 政策法規(guī)

自2015年以來，我國持續(xù)推出指導(dǎo)自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，旨在推動(dòng)交通運(yùn)輸高質(zhì)量發(fā)展，詳見表1。國內(nèi)首部關(guān)于自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)運(yùn)營的法規(guī)《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理?xiàng)l例》[2]（以下簡稱“條例”）于2022年8月1日起實(shí)施?！皸l例”中以法規(guī)的形式對有條件自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛和完全自動(dòng)駕駛類型進(jìn)行了定義，權(quán)責(zé)進(jìn)行了仔細(xì)劃分和詳盡解釋。有駕駛?cè)说闹悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)生道路交通安全違法情形的，責(zé)任在于駕駛?cè)?。完全自?dòng)駕駛智能網(wǎng)聯(lián)汽車出現(xiàn)上述情形時(shí)，由車輛所有人、管理人擔(dān)負(fù)責(zé)任。2022年8月，重慶、武漢兩地政府部門率先發(fā)布自動(dòng)駕駛汽車全無人商業(yè)化試點(diǎn)政策。全無人的自動(dòng)駕駛商業(yè)化示范運(yùn)營，被譽(yù)為自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化的終極業(yè)態(tài)。兩市在全國率先進(jìn)行全無人自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化運(yùn)營深度探索，標(biāo)志著我國自動(dòng)駕駛汽車市場也會(huì)迎來高速增長拐點(diǎn)，在全球自動(dòng)駕駛汽車競賽中占據(jù)領(lǐng)先地位。在各項(xiàng)政策的積極支持和推動(dòng)下，我國在自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用方面均位居世界前列。

表1 我國自動(dòng)駕駛發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃和政策

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

2020 年4 月，交通運(yùn)輸部發(fā)布《公路工程適應(yīng)自動(dòng)駕駛附屬設(shè)施總體技術(shù)規(guī)范》[3]（征求意見稿），這是我國第一個(gè)面向未來新型交通運(yùn)載工具的行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)。該文件是針對自動(dòng)駕駛公路附屬設(shè)施方面專門制定的技術(shù)規(guī)范，該意見稿提出正當(dāng)我國自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化前期，更好地促進(jìn)自動(dòng)駕駛車輛在現(xiàn)有道路上實(shí)現(xiàn)部分或完全自動(dòng)駕駛，推動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2022 年10 月，由我國牽頭制定的首個(gè)自動(dòng)駕駛汽車測試場景的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 34501:道路車輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)測試場景詞匯（2022Road vehicles—Test scenarios for automated driving systems—Vocabulary）[4]正式發(fā)布，該國際標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)彰顯了我國在自動(dòng)駕駛汽車行業(yè)發(fā)展的話語權(quán)和研發(fā)實(shí)力，同時(shí)也為促進(jìn)和推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型提供了基礎(chǔ)性支撐。

建設(shè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系有利于促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，降低研發(fā)和生產(chǎn)制造成本，降本增效；有利于國際合作，產(chǎn)品的可靠性、通用性、安全性更能促進(jìn)自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展；有利于各地加快制定法律法規(guī)，明確交通事故責(zé)任認(rèn)定。

1.1.3 市場競爭格局

2022 年4 月，中研普華研究院發(fā)布的《2022—2027 年自動(dòng)駕駛技術(shù)及應(yīng)用行業(yè)深度研究報(bào)告》[5]顯示，“十三五”期間，隨著國內(nèi)自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷成熟，商業(yè)化進(jìn)程不斷加快，自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)將會(huì)保持較快的速度發(fā)展，預(yù)計(jì)2030 年中國智慧交通市場規(guī)模將達(dá)到10.6 萬億元。2023 年2 月，中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布了《中國無人駕駛市場前景及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》[6]，報(bào)告對中國自動(dòng)駕駛行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進(jìn)行了具體分析。2023 年國際數(shù)據(jù)公司（International Data Corporation, IDC）發(fā)布了《IDC MarketShare: 自動(dòng)駕駛開發(fā)平臺(tái)市場份額，2022》[7]。該報(bào)告顯示，以云計(jì)算企業(yè)為主導(dǎo)的自動(dòng)駕駛開發(fā)平臺(tái)企業(yè)市場份額占比超過80%（圖1）。麥肯錫洞察報(bào)告顯示[8]，消費(fèi)者對自動(dòng)泊車功能的需求大于汽車正常行駛功能需求（圖2）。受疫情影響，汽車消費(fèi)者購車需求發(fā)生變化，汽車企業(yè)回歸理性，高度自動(dòng)駕駛短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)盈利，因而無論是消費(fèi)者還是汽車企業(yè)，現(xiàn)階段更愿意接受駕駛輔助系統(tǒng)，市面上具有駕駛輔助功能的汽車將成為主流。

圖1 自動(dòng)駕駛開發(fā)平臺(tái)市場份額(2022年)

圖2 消費(fèi)者對自動(dòng)駕駛功能需求[8]

中國自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)落地領(lǐng)先于其他國家。其中，百度公司投入大量資金進(jìn)行研發(fā)，利用其在人工智能和深度學(xué)習(xí)方面積累的技術(shù)優(yōu)勢，自主研發(fā)出Apollo 自動(dòng)駕駛開放平臺(tái)、昆侖云端AI 算力芯片、產(chǎn)業(yè)級(jí)深度學(xué)習(xí)框架—“飛槳”等一系列前沿成果。根據(jù)中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)期刊網(wǎng)站公布的全球自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利企業(yè)排名[9]，百度公司提交的自動(dòng)駕駛專利數(shù)量連續(xù)4 年排名全球第1（圖3），穩(wěn)居國內(nèi)自動(dòng)駕駛技術(shù)排名第1。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約43%的自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)明專利來自中國，中國已然成為自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域最大的投資市場[9]。

圖3 自動(dòng)駕駛汽車全球?qū)＠?名趨勢

2022年4月28 日，北京市率先允許自動(dòng)駕駛車輛“轉(zhuǎn)向盤后無人”，成為國內(nèi)首個(gè)開啟乘用車無人化自動(dòng)駕駛汽車運(yùn)營試點(diǎn)城市，百度公司等獲準(zhǔn)向公眾提供“主駕無安全員、副駕有安全員”的自動(dòng)駕駛出行服務(wù)。目前，百度公司旗下出行平臺(tái)“蘿卜快跑”已經(jīng)具備4級(jí)高度自動(dòng)駕駛能力，并獲得國家客車質(zhì)檢中心重慶測試場的安全認(rèn)證。2022年5月26日，百度公司宣布“蘿卜快跑”成為全球最大自動(dòng)駕駛出行服務(wù)商。百度公司正在加快自動(dòng)駕駛技術(shù)落地量產(chǎn)，也獲得眾多企業(yè)的青睞與合作，如全球第一大新能源汽車制造商比亞迪將百度公司作為自動(dòng)駕駛技術(shù)供應(yīng)商[32]。

當(dāng)前，自動(dòng)駕駛商用車主要應(yīng)用于半封閉環(huán)境下的物流、礦山、環(huán)衛(wèi)等商業(yè)場景，路線相對固定。由上汽集團(tuán)打造的智能重型載貨車已經(jīng)在上海洋山港碼頭、東海大橋和物流園之間投入運(yùn)營，其中列隊(duì)行駛是上汽集團(tuán)正在進(jìn)行的重要場景測試。1 列車隊(duì)包含5 輛車，只需要1 名安全員，到達(dá)目的地后，車隊(duì)可以自主精確地泊車到相應(yīng)位置。上汽集團(tuán)重型載貨車的商用落地助力上海洋山港創(chuàng)造更高經(jīng)濟(jì)效益，預(yù)計(jì)到2023 年上汽集團(tuán)將推出L4 級(jí)高度自動(dòng)駕駛汽車。

北京、上海、深圳等城市紛紛搶占自動(dòng)駕駛商業(yè)先機(jī)，其中上海具備最完整、最全面的生態(tài)系統(tǒng)。上海具有自動(dòng)駕駛和新能源汽車“雙高地”之稱，測試道路里程數(shù)、企業(yè)數(shù)量和牌照數(shù)量均居全國首位。此外，部分城市在劃定區(qū)域開展完全自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化和自動(dòng)駕駛汽車收費(fèi)運(yùn)營服務(wù)，使積極促進(jìn)投入自動(dòng)駕駛汽車企業(yè)和科技公司獲益，標(biāo)志著我國自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程處于全球領(lǐng)先地位[33]。

1.2 國外自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展最新進(jìn)展

2020 年1 月美國交通部發(fā)布《確保美國自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)領(lǐng)先地位：自動(dòng)駕駛汽車4.0》（Ensuring American Leadership in Automated Vehicle Technolo-gies: Automated Vehicles4.0）[34]，其核心原則就是努力消除對于自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展的監(jiān)管障礙，旨在通過政府努力，保障美國自動(dòng)駕駛技術(shù)在全球的領(lǐng)先地位。2022年8月19日，英國政府發(fā)布全新自動(dòng)駕駛政策文件《互聯(lián)和自動(dòng)出行2025：在英國實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車效益》（Connected and automated mobility2025:realizing the benefits of self-driving vehicles），預(yù)計(jì)到2025年，英國實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)落地[35]。

Waymo 是全球第一家推動(dòng)自動(dòng)駕駛商業(yè)化的公司，但自動(dòng)駕駛技術(shù)研究進(jìn)展和商業(yè)化進(jìn)展緩慢。2022 年3 月，美國加州政府向Waymo 和Cruise 提供了自動(dòng)駕駛客運(yùn)服務(wù)許可證，允許其在舊金山及周邊開展收費(fèi)載客運(yùn)營業(yè)務(wù)。但在自動(dòng)駕駛汽車實(shí)際試商業(yè)運(yùn)營時(shí)，該業(yè)務(wù)并不能使乘客感到滿意，主要是自動(dòng)駕駛汽車在同樣里程下反而產(chǎn)生比Uber 更高費(fèi)用、更多用時(shí)。此外，自動(dòng)駕駛用戶滿意度差的另外原因是加州提供的自動(dòng)駕駛許可證有限制要求，包括自動(dòng)駕駛車輛運(yùn)行時(shí)間、路段和車速限制[36]。亞馬遜和聯(lián)邦快遞嘗試進(jìn)入自動(dòng)駕駛無人配送領(lǐng)域，在發(fā)展數(shù)年后依然沒能找到可行的商業(yè)化落地路徑，加上主營業(yè)務(wù)低迷，因此不得不停止自動(dòng)駕駛無人配送車項(xiàng)目。

沃爾沃公司早期嘗試載貨車自主研發(fā)自動(dòng)駕駛相關(guān)技術(shù)，但收效甚微，隨后積極與其他公司展開合作，如英偉達(dá)、戴姆勒載貨車、Aurora、物流公司DFDS，為未來自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化運(yùn)營做準(zhǔn)備。受制于政策法規(guī)、道路建設(shè)、5G基站建設(shè)的發(fā)展限制，國外自動(dòng)駕駛汽車商用落地落后于中國。

2 自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵核心技術(shù)

自動(dòng)駕駛車輛關(guān)鍵核心技術(shù)包括環(huán)境感知、智能決策、控制執(zhí)行和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[25]。自動(dòng)駕駛關(guān)鍵核心技術(shù)應(yīng)用深度學(xué)習(xí)[37]，使環(huán)境感知、智能決策、控制執(zhí)行與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面準(zhǔn)確性不斷提高。Yu 等[38]提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的交通安全解決方案，有效提高了混合交通環(huán)境下的意圖識(shí)別精度和實(shí)時(shí)性。深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法通過和環(huán)境交互學(xué)習(xí)，與人類學(xué)習(xí)駕駛方法相似（圖4），被廣泛用于端到端的自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)中[39]。深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)會(huì)加速自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化和規(guī)?；焖侔l(fā)展。

圖4 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)類比人類形象

自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化離不開政策支持、大量的公開道路測試、車路協(xié)同基礎(chǔ)設(shè)施、5G近場通信、高精度地圖、芯片、傳感器和雷達(dá)關(guān)鍵核心技術(shù)，本文以高精度地圖、5G近場通信以及環(huán)境感知與控制執(zhí)行技術(shù)為例進(jìn)行分析。

2.1 高精度地圖

高精度地圖（High Precision Map，HPM）是面向自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的新數(shù)據(jù)范式，相對精度為10~20 cm，全面和準(zhǔn)確地表征多維空間特征，具有很高的實(shí)時(shí)性。高精度地圖數(shù)據(jù)應(yīng)用在自動(dòng)駕駛開發(fā)解析、傳輸、重構(gòu)的一般過程[40]。

自動(dòng)駕駛需要海量數(shù)據(jù)及更高精度的數(shù)字地圖，高精度地圖數(shù)據(jù)的采集需要攝像頭、激光雷達(dá)（Light Detection And Ranging,LiDAR）、毫米波雷達(dá)和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS），其中采用車載激光雷達(dá)是地圖數(shù)據(jù)采集最快捷、最高效的方式[41]，而深度學(xué)習(xí)技術(shù)可以在特征提取、匹配、訓(xùn)練環(huán)節(jié)中幫助提升效率，并有效降低高精度地圖制作和后期維護(hù)成本[42]。高精度地圖主要應(yīng)用于自動(dòng)駕駛環(huán)境感知和智能決策[43]。百度地圖作為國內(nèi)導(dǎo)航市場的引領(lǐng)者，其智能地圖高精度定位技術(shù)融合了5G、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、百度自研AI導(dǎo)航算法和大數(shù)據(jù)，從而打造出高可靠、高精度和智能化定位技術(shù)（圖5），達(dá)到毫秒級(jí)數(shù)據(jù)傳輸速率。

圖5 高精度定位平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

高精地圖制作成本及更新維護(hù)成本非常高，涉及資金、專利和資質(zhì)壁壘[44]。在自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化市場上出現(xiàn)2種解決地圖數(shù)據(jù)的代表性方案：

（1）大多數(shù)汽車企業(yè)購買地圖數(shù)據(jù)服務(wù)商的高精度地圖服務(wù)，融合高精地圖技術(shù)和汽車企業(yè)產(chǎn)品傳感器技術(shù)來提高定位準(zhǔn)確性，提升用戶駕駛時(shí)的安全性。汽車企業(yè)采用這種方案的優(yōu)點(diǎn)是地圖精度越高，乘客面臨的威脅越少。

（2）另一種方案是汽車企業(yè)以車身傳感器來搜集道路數(shù)據(jù)并自建地圖平臺(tái)，特斯拉電動(dòng)汽車采用此方案。2022年5月6日，特斯拉宣布開發(fā)用戶數(shù)據(jù)平臺(tái)，供所有用戶查詢獲取車機(jī)交互數(shù)據(jù)，開創(chuàng)智能新能源汽車數(shù)據(jù)向用戶共享的先河。特斯拉利用其所出售的所有電動(dòng)汽車上的傳感器來搜集數(shù)據(jù)并上傳到服務(wù)器，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析和處理，最終建立和完善特斯拉公司自己的高精度數(shù)字地圖和車隊(duì)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)（Fleet Learning Network,FLN）。這意味著所有特斯拉車輛都將成為特斯拉公司免費(fèi)的數(shù)據(jù)收集器。

2.2 5G近場通信

據(jù)工信部數(shù)據(jù)[45]，截至2022 年12 月底我國開通5G基站超過231.2萬個(gè)，已建成全球規(guī)模最大、技術(shù)領(lǐng)先的5G 網(wǎng)絡(luò)。5G 基站是5G 網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，基站數(shù)量越多，5G 信號(hào)覆蓋面越廣。由于頻率越高，信號(hào)傳播過程中的衰減也越大，5G 網(wǎng)絡(luò)的基站密度將更高。我國5G基站和用戶數(shù)均占全球60%以上，這也是我國自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化領(lǐng)先其他國家的一個(gè)重要原因。

5G 車路協(xié)同自動(dòng)駕駛技術(shù)主要與5G 通信技術(shù)、北斗導(dǎo)航技術(shù)、V2X、路況采集系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)融合，自動(dòng)駕駛汽車能夠平穩(wěn)運(yùn)行離不開5G 車路協(xié)同技術(shù)[46-48]。5G 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在環(huán)境感知、智能決策和控制執(zhí)行方面[49]?？焖佾@得道路環(huán)境信息有助于“汽車大腦”做出更安全、更高效決策。5G 具有網(wǎng)速快、低延時(shí)和萬物互聯(lián)的優(yōu)勢，5G 賦能車輛快速獲取更高的定位精度，給車載處理系統(tǒng)更多的處理時(shí)間，在復(fù)雜交通時(shí)空里，5G幫助車輛與其他車輛和交通設(shè)施進(jìn)行高效信息交換和路徑規(guī)劃，提高碰撞預(yù)警系統(tǒng)性能[50]，更好地保障自動(dòng)駕駛安全性。

2.3 環(huán)境感知與控制執(zhí)行

環(huán)境感知系統(tǒng)利用車載傳感器和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)獲取道路狀況、車輛位置定位、周圍障礙物、交通信號(hào)燈和行人信息，通過激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)和高精度地圖的相互協(xié)作，將融合信息輸入給車載控制中心。車載控制中心根據(jù)環(huán)境感知系統(tǒng)提供的反饋信息實(shí)時(shí)調(diào)整車距、車速、方向、加速度和轉(zhuǎn)向多種動(dòng)作來規(guī)避碰撞風(fēng)險(xiǎn)。目前，市場上主流雷達(dá)生產(chǎn)商都在進(jìn)行4D 毫米波雷達(dá)的研發(fā)。與普通毫米波雷達(dá)比，4D 毫米波雷達(dá)可以獲得目標(biāo)物速度、方位和距離信息，還增加了俯仰角和高度信息[51]，且成本較激光雷達(dá)更低。多傳感器融合感知是感知技術(shù)發(fā)展的重要趨勢[52]。

車輛運(yùn)動(dòng)控制作為自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，承載了智能系統(tǒng)的主體行為。傳統(tǒng)控制方法主要包括比例積分微分控制（Proportional-Integral-Derivative control，PID）和模糊控制（Fuzzy Control），先進(jìn)控制方法主要有模型預(yù)測控制（Model Predictive Control, MPC）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)[53]。自動(dòng)駕駛汽車路徑規(guī)劃和控制執(zhí)行密不可分。在出行前，路徑規(guī)劃模塊會(huì)根據(jù)輸入的目的地，調(diào)用地圖數(shù)據(jù)生成最近的路徑?？刂颇K需要按照規(guī)劃好的路徑去執(zhí)行。在行駛過程中，控制模塊需要實(shí)時(shí)調(diào)用地圖數(shù)據(jù)和車載傳感器的負(fù)反饋信息不斷修改控制參數(shù)。

隨著ChatGPT 的火爆發(fā)展，生成式大模型成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)[54]。以Transformer 為代表的大模型開始被引入自動(dòng)駕駛系統(tǒng)研發(fā)中。毫末智行技術(shù)公司早在2021 年6 月率先探索將Transformer 大模型引入自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)品，并于2023 年4 月發(fā)布了自動(dòng)駕駛行業(yè)首個(gè)生成式預(yù)訓(xùn)練大模型DriveGPT 雪湖·海若。該模型率先應(yīng)用在認(rèn)知決策模塊，即對場景和目標(biāo)軌跡的預(yù)測，從而支持駕駛決策和路徑規(guī)劃。然后逐漸應(yīng)用到其他模塊，實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、智能決策和控制執(zhí)行端到端打通。汽車企業(yè)引入大模型的這種發(fā)展模式將重塑汽車智能化研發(fā)路線。

3 自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)

自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化進(jìn)程涉及到《道路交通安全法》、其他法律法規(guī)和倫理道德，這些法規(guī)有待完善，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)體系尚待健全和統(tǒng)一[55]。汽車產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品安全和市場監(jiān)管之間不對稱發(fā)展，以及現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜多樣的環(huán)境使得自動(dòng)駕駛汽車安全可靠運(yùn)行變得困難[56]，安全性仍然是自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)和商業(yè)化的主要挑戰(zhàn)[57]。

3.1 產(chǎn)品質(zhì)量及倫理道德挑戰(zhàn)

虛假宣傳作為一種不正當(dāng)競爭手段，嚴(yán)重?fù)p害消費(fèi)者利益和市場競爭秩序[58]。近年來，“自動(dòng)駕駛”作為社會(huì)新聞高頻詞匯為廣大消費(fèi)者所熟知，但受制于研發(fā)進(jìn)度限制和消費(fèi)者對自動(dòng)駕駛相關(guān)知識(shí)缺乏，一些汽車企業(yè)在宣傳中誤導(dǎo)消費(fèi)者，引起消費(fèi)者產(chǎn)生不合理期望[58]。自動(dòng)駕駛汽車相比傳統(tǒng)汽車的配件更復(fù)雜，自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)品質(zhì)量是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、市場監(jiān)管辦法是否適用自動(dòng)駕駛汽車新產(chǎn)品形成了新的矛盾。關(guān)于自動(dòng)駕駛汽車倫理討論應(yīng)考慮汽車行業(yè)優(yōu)先考慮的道德問題[59]，如在危險(xiǎn)情況下是優(yōu)先保護(hù)乘客還是行人？是遵守交通規(guī)則還是優(yōu)先送生命垂危的病人去醫(yī)院搶救？即將發(fā)生交通事故時(shí)，是優(yōu)先保護(hù)生命還是優(yōu)先保護(hù)公共設(shè)施？

按照我國頒布實(shí)施的《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》（表2）[60]，目前市場上所出售的量產(chǎn)汽車駕駛自動(dòng)化等級(jí)絕大部分屬于L2 級(jí)（組合駕駛輔助），汽車企業(yè)網(wǎng)站宣傳頁面或者宣傳視頻上的表述無論寫L2 級(jí)自動(dòng)駕駛還是L2.5 級(jí)自動(dòng)駕駛，都屬于組合駕駛輔助，并不等于自動(dòng)駕駛或者無人駕駛，車主在駕駛L2 級(jí)自動(dòng)化汽車時(shí)仍需要駕駛員時(shí)刻保持警覺，并在動(dòng)態(tài)駕駛情況下接管汽車。

表2 駕駛自動(dòng)化等級(jí)與劃分要素的關(guān)系[60]

3.2 芯片危機(jī)與風(fēng)險(xiǎn)

我國自動(dòng)駕駛車載芯片自研率并不高。大部分汽車企業(yè)需要采購芯片才能維持產(chǎn)品生產(chǎn)。其中因特爾、高通、英偉達(dá)（NVIDIA）、無比視（Mobileye）等老牌芯片廠商占有技術(shù)優(yōu)勢，在全球市場上仍占有大量份額。此外，受疫情影響，芯片供應(yīng)出現(xiàn)短缺已經(jīng)影響下游汽車企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營，芯片供應(yīng)鏈存在巨大危機(jī)與風(fēng)險(xiǎn)。

在自動(dòng)駕駛賽道上，在技術(shù)領(lǐng)域我國同發(fā)達(dá)國家處于同一起跑線上。但在高端芯片上我國仍受制于發(fā)達(dá)國家，尤其是關(guān)鍵核心部件上的高端芯片無法離開國外芯片廠商的支持。美國政府推出預(yù)算總計(jì)達(dá)2 800 億美元（約20 216 億元人民幣）的《芯片與科學(xué)法案》（Chips and Science Act）[61]和對電子設(shè)計(jì)及自動(dòng)化（Electronic Design Automation，EDA）軟件實(shí)行出口管控后，對中國圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU）領(lǐng)域開始貿(mào)易和技術(shù)封鎖。美國在高端GPU 芯片上占據(jù)著壟斷優(yōu)勢，英偉達(dá)和AMD 是其中最具優(yōu)勢的芯片企業(yè)，美國政府要求NVIDIA 和AMD 芯片公司停止向中國出口頂級(jí)計(jì)算芯片。

GPU 芯片被視為人工智能、圖像識(shí)別和語音處理應(yīng)用領(lǐng)域的“心臟”。作為通用算力核心部件，高性能GPU 則具有更為強(qiáng)大的并行數(shù)據(jù)計(jì)算能力。美國禁止向我國出口高性能芯片，很多自動(dòng)駕駛研發(fā)企業(yè)便無法繼續(xù)向客戶交貨。

3.3 數(shù)據(jù)安全

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，如何保證大數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)已成為現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)研究的熱點(diǎn)問題之一[62]。數(shù)據(jù)安全尤為重要，甚至可以上升到國家安全。自動(dòng)駕駛汽車除利用高精度地圖進(jìn)行導(dǎo)航外，還利用車載超聲波雷達(dá)和多個(gè)攝像頭搜集數(shù)據(jù)對道路數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，車輛在行駛過程中會(huì)拍下大量視頻，并被上傳到汽車企業(yè)服務(wù)器上。但在車輛駕駛過程中如果拍攝到涉密內(nèi)容，或者被不法分子利用導(dǎo)致涉密信息泄露，將給我國信息安全帶來重大威脅。這種風(fēng)險(xiǎn)不僅會(huì)導(dǎo)致客戶個(gè)人隱私泄露，還會(huì)造成國家機(jī)密泄露，造成不可挽回的損失。

4 結(jié)束語

4.1 自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展趨勢

2022 年是人工智能生成內(nèi)容（Artificial Intelligence Generated Content，AIGC）爆發(fā)的元年，在生成式多模態(tài)大模型加持下，完全自動(dòng)駕駛技術(shù)會(huì)加速發(fā)展。Transformer 大模型引入自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域后可以讓汽車變得更加高階智能，體現(xiàn)在如下方面。

在軟硬件方面，大模型會(huì)使感知、預(yù)判、預(yù)警、控制、路徑規(guī)劃、安全機(jī)制和性能得到更大提升，駕乘環(huán)境更加安全舒適。

在人機(jī)交互體驗(yàn)上，大模型定義的AI數(shù)字人可以幫助乘客處理一部分事務(wù)，如發(fā)郵件、聊天、播放視頻、展示天氣、控制車輛運(yùn)行和遠(yuǎn)程辦公。AI 數(shù)字人還可根據(jù)車內(nèi)傳感器檢測乘客姿態(tài)與環(huán)境參數(shù)并給出建議。若遇危險(xiǎn)，車內(nèi)保護(hù)裝置會(huì)提前打開，降低駕乘人員面臨的危險(xiǎn)和傷害程度。

就創(chuàng)新速度而言，多域融合實(shí)現(xiàn)了多個(gè)控制器開發(fā)視圖與開發(fā)方法統(tǒng)一。通過軟件集約化，更方便地通過功能組合實(shí)現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新。多域融合也大幅降低了開發(fā)成本，推動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車快速迭代，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

此外，多種新型材料電池的問世也將更加低碳環(huán)保，符合人類可持續(xù)發(fā)展需求。未來汽車安全技術(shù)一定是以人為核心，是全方位、系統(tǒng)化、多領(lǐng)域融合、主動(dòng)保護(hù)的廣義安全技術(shù)。

4.2 自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)展望

在面向未來的智慧交通場景下，無人環(huán)衛(wèi)車、短駁車、無人快遞派送車、無人外賣車、無人售賣車、無人安防車等多種自動(dòng)駕駛車輛和配套設(shè)施實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落實(shí)，只要一部手機(jī)或者穿戴設(shè)備就可連接服務(wù)，這種出行即可享受服務(wù)的生活模式是消費(fèi)者所期待的。無人駕駛出租車、智能公共汽車、無人駕駛地鐵、無人小巴、快遞車、無人駕駛消防車等越來越多的智慧產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)在生活中。我國自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)正處于產(chǎn)品導(dǎo)入爆發(fā)期，不同場景應(yīng)用也在加速落地。得益于中國近年來的快速發(fā)展和政策支持，智能化新產(chǎn)品在中國普及很快。受益于中國人口紅利，這種智能化的自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)品正在快速搶占中國市場，品牌價(jià)值正在逐步提升，自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將呈指數(shù)級(jí)增長。

盡管部分地區(qū)全無人自動(dòng)駕駛的商業(yè)化運(yùn)營讓人們對自動(dòng)駕駛的普及充滿期待，但仍然需要謹(jǐn)慎、理性、辯證、科學(xué)地看待自動(dòng)駕駛汽車及相關(guān)技術(shù)發(fā)展，切勿相信市面上標(biāo)有輔助駕駛系統(tǒng)的汽車就是可以在任何場景駕駛中完全放手的自動(dòng)駕駛汽車，任何情況下，駕駛員都應(yīng)把安全放在第一位。隨著AIGC快速迭代和社會(huì)進(jìn)步，自動(dòng)駕駛汽車會(huì)給人類帶來更美好的生活。

新能源汽車是承載自動(dòng)駕駛技術(shù)的最佳載體，智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車對傳統(tǒng)燃油車的顛覆體現(xiàn)在多方面。多元化的電池種類豐富了新能源汽車發(fā)展路徑，電池續(xù)駛里程相繼取得突破，新能源汽車實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排和降本增效，消費(fèi)者有了更好的出行選擇。智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)使得車輛能夠與其他車輛、交通設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)時(shí)交互，充電接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，安全性、舒適性極大提高。整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)和競爭格局也隨之進(jìn)行重塑，但仍面臨著充電樁布局不完善、關(guān)鍵技術(shù)待突破、數(shù)據(jù)泄露、法律不完善等方面的挑戰(zhàn)。