汽車智能化,就是運用現代通信、信息、計算機、智能控制等技術,匯集而成的針對某一方面的應用,以代替或降低人的付出或動作。以人為參考系,從感覺到記憶,再到思維,這一過程稱為“智慧”,智慧的結果產生行為和語言,將行為和語言表達的過程稱為“能力”,將智慧與能力合起來就是“智能”。以車為參考系,智能化汽車是指具備智能化系統的汽車能夠對人類駕駛員的行為進行抽象和模擬,包括利用傳感器來表征駕駛員的視覺、聽覺,用計算機模擬駕駛員的駕駛決策和規劃,用自動化技術代替駕駛員的轉向、加速、制動等行為動作。
信息技術向汽車工業滲透,“智能化”是汽車產品升級重要方向,智能模塊成為汽車產品的重要組成。從近年發展看,自動駕駛和車聯網是汽車智能化的兩個重要技術載體。2016年《中國智能網聯汽車技術路線圖》,其將智能網聯汽車技術分為車輛設施關鍵技術、信息交互技術、基礎支撐技術。智能網聯汽車集中運用了汽車工程、人工智能、計算機、微電子、自動控制、通信與平臺等技術,是一個集環境感知、規劃決策、控制執行、信息交互等于一體的高新技術綜合體。
自動駕駛作為顛覆人類駕駛行為的新興技術,目前已進入大規模研發測試階段,處在商業化的前夜。自動駕駛汽車,即依靠人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位系統協同合作,讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下,自動安全地操作機動車輛。
車聯網是以車內網、車際網和車載移動互聯網為基礎,按照約定的通信協議和數據交互標準,在車—X(X:車、路、行人及互聯網等)之間,進行無線通信和信息交換的系統網絡,實現智能化交通管理、智能動態信息服務和車輛智能化控制,是物聯網技術在交通系統領域的典型應用。
2016年《中國智能網聯汽車技術路線圖》,其將智能網聯汽車技術分為車輛設施關鍵技術、信息交互技術、基礎支撐技術。智能網聯汽車集中運用了汽車工程、人工智能、計算機、微電子、自動控制、通信與平臺等技術,是一個集環境感知、規劃決策、控制執行、信息交互等于一體的高新技術綜合體。
智能網聯汽車發展路線。我國智能網聯汽車技術路線,主要分為“自主式”與“自主+網聯式”兩類。一是自主式技術路徑。從低級別的自動駕駛開始研發和測試,不斷提升輔助駕駛能力,利用人工智能、軟件技術等從智能化功能,實現高級自動駕駛,逐步達到無人駕駛水平。目前,特斯拉、寶馬、奧迪、福特等眾多企業在采用此種方式。在國內,百度開發AI算法和高精地圖等軟件,通過Apollo系統整合芯片、傳感系統、視覺系統等硬件供應商,再賦能給車企,實現全產業鏈整合。目前,我國具有自動駕駛全產業鏈優勢,在環境感知、運算決策、執行層各環節培育一批企業,大量企業在集中攻關傳感器、人工智能芯片、高精地圖、深度學習算法等核心技術。
二是“自主+網聯”式。車聯網有助于提高自動駕駛等級,直至實現無人駕駛,美國、日本、德國企業均在較早時期布局車聯網技術,例如,日本政府牽頭大規模部署車路協同測試示范項目,日系車企在車聯網技術領域已有一定積累,2018年4月,豐田提出發展DSRC(專用短程通信)技術是實現車聯網技術路徑之一。但5G通信時代到來,5G C-V2X技術作為全球車聯網的技術路線,我國優勢開始體現出來。我國擁有全球先進的5G技術,形成5G車內網、車際網和互聯網互連標準,已在北京首鋼園、重慶仙桃和禮嘉、浙江云棲小鎮和桐鄉烏鎮等地進行5G車聯網應用示范,其中,華為與通信商深度合作,建設基于5G技術的C-V2X智能交通,全國智能交通基礎設施建設穩步推進,我國具有統一部署的5G通信等智能化道路基礎設施優勢。
自動駕駛零部件和方案量產。從自動駕駛等級來看,2018 年國內部分自主品牌已實現L2級自動駕駛車的量產,具備ICC智能領航、AEB自動剎車、ACC自適應巡航等功能。部分企業推出了L3/L4級量產產品和方案,如知行科技已推出L3級自動駕駛量產級解決方案,紐勱科技、百度均已推出以視覺感知為主的L4級自動駕駛解決方案。
從自動駕駛量產價格和時間來看,L2級自動駕駛燃油車價格主要集中在10萬~20萬元,純電動車價格在20萬~50萬元之間,相對較高。目前,自動駕駛零部件和方案供應商已基本開發出L2級自動駕駛產品并量產,或正在籌備2019年實現量產。采用激光雷達方案的L3/L4級自動駕駛方案價格較高,還不具備量產條件,以視角感知為主的自動駕駛量產方案價格較低,短期內可實現。由于國內多數整車廠計劃在2020年實現L3或L4級自動駕駛產品的推出或量產,那么上游供應商則需要更加提前實現量產,2019—2020年將是各零部件和方案供應商的量產和商業化的落地年。
從整車企業落地角度來看,其更加關注自動駕駛方案提供商的量產能力,對于國內自動駕駛的創業公司來說,經過三四年的巨額融資,已經到了驗證成果、證明自己商用潛力的時期,2019年,自動駕駛零部件企業和方案提供商將進入洗牌時期,各大供應商開始賽跑,爭取優先擁有量產和商業化的競爭優勢,提前搶占市場。
車聯網發展情況。2016年10月,我國車聯網技術路線圖正式發布,首次明確了我國車聯網的發展路徑。2017年12月發布的《國家車聯網產業標準體系建設指南(智能網聯汽車)》,根據智能網聯汽車技術現狀、產業應用需要及未來發展趨勢,提出了我國智能網聯汽車標準體系發展目標。2018年底,工信部發布《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》,大力推動車聯網發展。
從車聯網現階段的重點技術來看,V2X(Vehicle to Everything)技術是車聯網的基礎和關鍵技術,能夠彌補單車智能化在復雜路況下的自動駕駛難題,它主要包括汽車與汽車(V2V)、汽車與路側設備(V2R)、汽車與基礎設施(V2I)以及汽車與行人(V2P)等多種應用場景。
從V2X技術路線,目前,在國際上存在兩大V2X技術陣營,一種是比較成熟的由IEEE主導的DSRC方案,另一種是由3GPP主導的LTE-V方案。我國正在積極推動LTE-V(CV2X)技術從理論階段走向工程實施階段,V2X技術頻譜研究工作已經啟動,并已初步確定目標頻段。從我國V2X目前發展情況來看,近幾年行業內對V2X的認知和可度進一步提升,華為、阿里、騰訊、百度、大唐電信等巨頭紛紛布局,企業間的合作研發主要朝著LTE-V和5G兩個方向。
從我國V2X未來發展趨勢來看,由于5G網絡在延遲性等方面優于LTE技術,滿足自動駕駛車輛與一切互聯的時間需求和汽車內數字服務的數據處理時間需求,未來V2X將沿著LTE-V向5G發展,5G技術的大規模應用將推動V2X落地和商業化。2018年,中國移動已發布國內第一條5G自動駕駛車輛測試道路,多家企業已在園區內測試。北京發布了《北京市智能網聯汽車創新發展行動方案(2019年—2022年)》,計劃2020年在重點區域完成5G車聯網建設,形成連接車與云的車聯網服務能力。通過整合網絡運營商、設備提供商、研究院所等多方力量,形成智能網聯汽車車內網、車際網和互聯網互連標準。支持5G車聯網芯片、通信基站、路側單元、車載終端等聯網關鍵設備的研發與產業化。
汽車智能化發展趨勢展望。(1)2020年的趨勢展望。L3/L4級別自動駕駛將商業化落地。目前,國內L2級自動駕駛零部件和方案正在量產,小鵬汽車、零跑汽車等車企已發布具備L2.5級別的輔助自動駕駛車輛。部分企業推出L3/L4級別量產方案,2019年6月,國內人工智能企業AutoBrain(奧特貝睿)在北京發布車規級量產HWP(highway pilot)自動駕駛系統Mr.Pilot,據稱其成本在1萬元以內。由百度和一汽紅旗打造的中國首條L4乘用車前裝產線,目前正式投產下線,首批量產的L4級自動駕駛乘用車將率先落地湖南長沙。預計2020年,主流車企部分車型將適配L3/L4級別自動駕駛車輛,安全可靠和成本控制成為自動駕駛方案供應商獲勝的關鍵。
5G的大規模商業化落地將給汽車車路協同帶來變革。5G技術高可靠低延遲的特性能夠解決V2X技術對于延遲的要求,將給V2X商業化落地帶來可能。但由于V2X的落地不僅局限于技術,車路協同還需要不同車輛、道路,網絡、交通系統和平臺間相互配合,從技術完善到平臺搭建到生態建立,需要大量時間,預計2020年將成為V2X商業化落地探索的元年。
(2)遠期趨勢展望。智能汽車是繼手機之后的第二大互聯生態和服務集成,智能化終將改變汽車的定義,在完全自動駕駛成為現實之后,智能汽車將成為移動的智能空間和場景生態服務體驗終端,成為工作、生活、娛樂的新載體。在AI算法的加持下,未來智能汽車會具有超級計算能力,可以實現各種復雜的運算。比亞迪董事局主席王傳福認為,智能汽車就是長了腿的超級手機,“以前是人懂車,以后是車懂人”,汽車智能化將創造更多場景和商業機會,深刻改變人類的出行和生活方式。