依据2021年颁布的《汽车驾驶自动化分级》国家标准,智能驾驶技术按自动化程度的高低,被分为L0 到 L5 六个级别。其中,L0-L2属于驾驶辅助阶段,智能驾驶系统作为“助手”的角色为人类驾驶员提供探测、预警和控制等帮助,L3-L5属于高阶自动驾驶阶段,智能驾驶系统承担主要的车辆驾驶职责和相应的责任,只有在特定的情况下才会要求驾驶员作为后援接管车辆,或者无需驾驶员接管。
技术发展整体可以分为三个阶段:
应急辅助阶段(2010年之前):L0-L2技术处在测试阶段;L0应急辅助功能在少部分高端车上投入使用;
驾驶辅助阶段(2010年-2020年):L3-L4技术开始测试,百度无人驾驶汽车Apollo上路;L1-L2级别汽车渗透持续提升,自动泊车、自适应巡航等技术被大规模应用;
智能驾驶阶段(2020年-2030年):L3-L4技术逐步成熟,驾驶安全性超过人类驾驶员;L2渗透大幅提升,L3-L4汽车在特定场景实现商业化落地(例如Robotaxi、无人巴士等)。
技术路线分为“单车智能”和“车路云协同”,双路线并行发展推动技术进步
单车智能:侧重于由单车做出感知、计算和驾驶决策,目前发展相对成熟,市场中主要的智驾方案多数为单车智能;
车路云协同:由车辆、道路和云控平台共同完成车辆控制,目前处在早期阶段,但是未来发展的主要趋势。
1、单车智能:逐渐由“模块化”演进为“端到端”
目前,已投入市场的智能驾驶系统大多数采用模块化架构,将驾驶任务划分为感知、决策和规划等独立模块,通过工程师编写大量代码去制定相关规则。简单来说,模块化架构就像一条流水线,通过多个步骤的加工,最终生成可执行的驾驶指令。模块化方案具备简化研发团队分工、便于问题回溯、可解释性高、易于调试迭代等优点,车企可以在较短的时间看到成效;但由于将不同任务解耦,各个模块相对于最终的驾驶规划目标存在信息损失问题,因此往往会丢失最优性,另外多个模块间优化目标不一致,会造成误差传递。
自特斯拉在2023年末推出FSD V12之后,端到端技术成为越来越多车企竞争的新赛道,小鹏、鸿蒙智行、腾势、理想、蔚来等均开始发力端到端技术。端到端架构将感知、决策和规划等多个模块集成到一个统一的神经网络中,实现了从传感器数据到驾驶控制信号的直接转换。与模块化架构最本质的区别是,它不再依赖编程来处理特定驾驶场景,而是让神经网络学习如何直接从原始数据中提取有用信息,并做出相应的驾驶决策。
端到端一方面可以使整体决策效果最优,同时也能显著降低中间环节成本(例如,代码量从FSD V11的31万行减少到FSD V12的2000行)。端到端路线对于数据量和算力能力均有较高的要求,同时端到端路线由于省略了前期大量代码铺垫的过程,预计需要输入超过100 万个视频后,基于神经网络的自动驾驶系统才开始表现良好。
技术路线逐步由模块化演进为端到端已经形成趋势,行业比较普遍的做法是采用分模块实现端到端演进,各家车企具体的技术路径也略有差异,未来单车智能技术发展的终局需要由市场给出答案。
2、车路云协同:将车、路、云端信息打通,协同感知决策
车路云一体化系统(Vehicle-Road-Cloud Integrated System,VRCIS)是通过新一代信息与通信技术将人、车、路、云的物理空间和信息空间融合为一体,基于系统协同感知、决策与控制,实现智能网联汽车交通系统安全、节能、舒适及高效运行的信息物理系统。其解决了单一车辆感知能力的限制和信息孤岛现象,通过实时共享交通数据和协同决策,最大化自动驾驶的安全性能和运作效率。