淺析自動駕駛的感知和觀點

近年來“自動駕駛”被人們廣泛提及，大量汽車行業(yè)主體、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域公司、精英創(chuàng)業(yè)人群以及資本紛紛投入到該領(lǐng)域的探索中來，自動駕駛技術(shù)是什么？離我們還有多遠(yuǎn)？顛覆性的行業(yè)變革是否已經(jīng)到來？本文中我們將談?wù)勎覀儗τ谧詣玉{駛的感知和觀點。

自動駕駛近些年來得到了社會的廣泛關(guān)注，大量的汽車行業(yè)主體、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域公司、精英創(chuàng)業(yè)人群以及資本紛紛投入到該領(lǐng)域的探索中來。自動駕駛按照美國汽車工程師協(xié)會（SAE）根據(jù)系統(tǒng)和人對于車輛的控制程度可以分為L0~L5六個等級。

其中在L0~L3級的系統(tǒng)主要還是起到對駕駛員的輔助作用，即使是L3級系統(tǒng)已經(jīng)可以在極大程度上將駕駛員從駕駛?cè)蝿?wù)中解放出來，但仍然需要駕駛員對車輛行為做最終的把控，即一旦出現(xiàn)系統(tǒng)無法處置的情況，駕駛員必須在第一時間接手控制。而當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到L4級時，系統(tǒng)已經(jīng)可以在特定環(huán)境下完全擺脫駕駛員并自主的負(fù)責(zé)車輛的操作作業(yè)。L1~L3級領(lǐng)域的玩家主要是汽車整車廠商（OEMs）和汽車產(chǎn)業(yè)鏈一級供應(yīng)商（Tier1s），而L5級自動駕駛目前離到我們的身邊還尚有一段路要走，因此，本文我們將主要討論L4級自動駕駛技術(shù)及其可能帶來的商業(yè)機(jī)會。

L4級自動駕駛系統(tǒng)硬件成本短期內(nèi)可以達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用水平

實現(xiàn)L4級自動駕駛技術(shù)的硬件主要包括傳感器和計算單元。目前各家主要使用的傳感器單元主要包括了：攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、GNNS/IMU。

其中，激光雷達(dá)在測量精度方面有獨(dú)到的優(yōu)勢，能夠發(fā)射激光線束越多得到的測量結(jié)果越精準(zhǔn)，但同時也意味著設(shè)備成本越高昂，如：Velodyne 64線激光雷達(dá)造價超過7萬美元，過于昂貴，而且設(shè)備的體積、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度都不適宜商業(yè)化應(yīng)用。當(dāng)前，攝像頭和毫米波雷達(dá)上的技術(shù)進(jìn)步顯著，尤其是攝像頭，即使是在強(qiáng)光或光線極差的環(huán)境中，亦或是光線突然發(fā)生變化的情況下（對方車道的遠(yuǎn)光燈、車輛進(jìn)出隧道）也可以得到很好的成像效果，而且目前車載攝像頭的有效工作距離已經(jīng)可以達(dá)到500米甚至更遠(yuǎn)，相比之下車載激光雷達(dá)探測距離一般不超過200米。

但這并不意味著激光雷達(dá)就是多余的產(chǎn)品，目前即使是多家主打以視覺傳感為主要探測方式的自動駕駛公司（提供L4方案）也同樣會在其測試車輛上加裝激光雷達(dá)，或者將激光雷達(dá)作為其備選方案，主要是因為激光雷達(dá)在提供數(shù)據(jù)冗余以及實現(xiàn)車輛定位上（SLAM）有著重要的作用，但我們認(rèn)為考慮到任務(wù)的重要程度和車輛的工作場景等問題，也許商用化L4級自動駕駛系統(tǒng)中并不需要昂貴的64線機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)產(chǎn)品。

目前實現(xiàn)L4級自動駕駛的整體硬件成本還比較高，主要原因包括：大量的專業(yè)設(shè)備尚處于測試階段并未實現(xiàn)量產(chǎn)而導(dǎo)致設(shè)備單價昂貴，以及尚處于測試階段的各方為確保自動駕駛車輛行駛的絕對安全往往會在測試車輛上加裝大量的傳感器來確保充足的數(shù)據(jù)冗余。預(yù)計未來1~2年隨著自動駕駛車輛開始出現(xiàn)在一些特定的應(yīng)用場景，系統(tǒng)成本可以逐漸控制在10~20萬元左右，而在更遠(yuǎn)的未來，當(dāng)自動駕駛技術(shù)成熟到可以出現(xiàn)在更多的應(yīng)用領(lǐng)域時，系統(tǒng)硬件成本將會進(jìn)一步下降。

L4級自動駕駛技術(shù)將于商用車擦除第一朵商業(yè)化應(yīng)用的火花

我們認(rèn)為L4級自動駕駛技術(shù)會率先在商用車領(lǐng)域尤其是道路運(yùn)輸行業(yè)率先實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，主要原因有以下幾點：

1、現(xiàn)有的自動駕駛技術(shù)還難以應(yīng)對所有的道路環(huán)境和多樣的駕駛?cè)蝿?wù)，這就意味著環(huán)境越簡單，需要考慮的道路上的變量越少，越容易實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用。對比乘用車的應(yīng)用環(huán)境，商業(yè)運(yùn)輸任務(wù)一般比較單一，往往是重復(fù)單一線路的點到點的運(yùn)輸作業(yè)，而且大部分的行駛環(huán)境是在高速公路或者封閉園區(qū)內(nèi)，行駛環(huán)境中需要考量的變量較少，技術(shù)實現(xiàn)難度相對較低。

2、即使按照我們所期盼的1~2年系統(tǒng)成本可以下降至10~20萬元，但這對于乘用車的消費(fèi)人群來說還是太過于昂貴，但對于商業(yè)運(yùn)輸行業(yè)中的車隊運(yùn)營商來說20萬元/臺車的硬件投入是小于每臺車/年的人力支出（假設(shè)：每臺車需要2~3名司機(jī)，每名司機(jī)年薪在12萬元）；

3、除了節(jié)省人力成本以外，自動駕駛系統(tǒng)還可以提高運(yùn)行效率，這包括了：

1）由于自動駕駛系統(tǒng)并不會疲勞，因此自動駕駛系統(tǒng)可以有效延長每日車輛的運(yùn)營時間；

2）資料顯示駕車習(xí)慣良好的司機(jī)可以節(jié)省13.3%的油料，由于自動駕駛技術(shù)比駕駛員擁有更好的環(huán)境感知能力以及對于單一任務(wù)的重復(fù)優(yōu)化能力，預(yù)計系統(tǒng)也可以實現(xiàn)相同的省油效果；

3）此外，自動駕駛系統(tǒng)將會顯著降低車禍發(fā)生概率，這將會降低保險費(fèi)用或者因事故而導(dǎo)致的額外費(fèi)用支出。

4、國內(nèi)卡車有600萬臺左右，公路運(yùn)輸量占整體物流總量的78%，技術(shù)替代可以實現(xiàn)較大的商業(yè)價值，此外商用卡車的平均使用年限在5~6年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于乘用車平均使用年限，因此實現(xiàn)技術(shù)替代的速度也會比較快。

L4自動駕駛將從“封閉園區(qū)”到“開放道路”

封閉園區(qū)，如港口集裝箱運(yùn)輸，礦山、砂石廠等。預(yù)計第一個成熟的L4商業(yè)化應(yīng)用項目落地將會出現(xiàn)在封閉園區(qū)場景中，主要原因有：

1）封閉園區(qū)道路環(huán)境簡單，基本不存在除自動駕駛車輛以外的其他運(yùn)動物體，也不存在通用的交通標(biāo)識或其他復(fù)雜的道路環(huán)境，技術(shù)實現(xiàn)難度相對較低；

2）封閉園區(qū)實現(xiàn)自動駕駛受到的政策影響較小，主要是因為在封閉園區(qū)內(nèi)運(yùn)行自動駕駛系統(tǒng)涉及公共交通安全問題少，而且封閉園區(qū)內(nèi)的高精地圖數(shù)據(jù)采集也不受到國家對于數(shù)字地圖采集資質(zhì)的限制；

3）相比起同樣適用于固定區(qū)域內(nèi)的AGV（Automated Guided Vehicle）自動化解決方案，自動駕駛系統(tǒng)更加靈活，且成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于AGV系統(tǒng)，主要原因在于自動駕駛車輛通常會基于成熟的車輛平臺改裝而成，而且自動駕駛技術(shù)的實現(xiàn)主要是通過車載傳感器和預(yù)先載入的高精度地圖實現(xiàn)的，基本不需要對港區(qū)基建設(shè)施進(jìn)行改造。而AGV系統(tǒng)，舉例來說：青島港AGV改造，整套改造方案70億元，其中單臺AGV的費(fèi)用就達(dá)到500萬元，而且由于需要在港口打入大量的導(dǎo)航鋼釘，因此該套方案并不是和老港改造；而目前能夠適用于港口環(huán)境的L4自動駕駛卡車的改造費(fèi)用基本不超過50萬元，且基本不需要任何的額外投入。

高速公路運(yùn)輸，高速公路運(yùn)輸?shù)膶崿F(xiàn)可能需要更長的時間，主要原因有：

1）預(yù)計政策上對于高速公路上的自動駕駛商業(yè)化運(yùn)營的放行難度較高，因為高速公路涉及的行駛主體多，因此只有在經(jīng)過大量的道路測試并證明自動駕駛車輛可以在高速公路環(huán)境實現(xiàn)絕對安全的行駛時政策上才有可能放行；此外，道路運(yùn)輸行業(yè)管理涉及到多個政府部門，政策推行難度較大；

2）政策對于開放環(huán)境的地圖數(shù)據(jù)采集有較嚴(yán)格的資質(zhì)限制，因此目前自動駕駛廠商獲取高速地圖數(shù)據(jù)的渠道和模式尚不明確；

3）國內(nèi)高速運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，行業(yè)小、散、雜的特點突出，而且甩掛率低（5%左右），卡車主需要大量時間去等到裝滿貨物后才能上路，卡車在道路上的有效運(yùn)營時間并不長，因此即使采取自動駕駛，也很難發(fā)揮該項技術(shù)在運(yùn)營效率方面的優(yōu)勢，因此自動駕駛技術(shù)最好是率先應(yīng)用于甩掛率高的細(xì)分領(lǐng)域，如港口周邊的輻射區(qū)域，而隨著甩掛率進(jìn)一步提升，自動駕駛技術(shù)才有可能進(jìn)一步對道路運(yùn)輸行業(yè)進(jìn)行滲透。

L4級應(yīng)用案例有望出現(xiàn)，L5仍需長期觀望

綜上所述，我們預(yù)計在1~2年內(nèi)我們將能夠看到L4級自動駕駛車輛商業(yè)化應(yīng)用案例的出現(xiàn)，但首先會是在相對簡單的封閉園區(qū)環(huán)境實現(xiàn)落地，比如港口、機(jī)場、工業(yè)園區(qū)、礦山等，而在高速公路場景的商業(yè)化應(yīng)用案例預(yù)計首先會在國外出現(xiàn)，國內(nèi)出現(xiàn)的時間還要看配套政策的制定速度以及道路運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展進(jìn)程。

而預(yù)計我們還需要等待相當(dāng)長的時間才能夠看到L4級乘用車商業(yè)化應(yīng)用或者L5級自動駕駛技術(shù)的落地，這需要去克服諸多的困難，包括算法、數(shù)據(jù)、自動駕駛系統(tǒng)可靠度以及政策等多方面因素，預(yù)計5年內(nèi)很難看到成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)，但未來隨著技術(shù)的進(jìn)步以及相關(guān)政策、配套設(shè)施的成熟，完全的無人駕駛車輛將會落地，而這將會給相關(guān)行業(yè)和社會帶來巨大的變革，我們對此拭目以待！