自动驾驶发展历程优势意义和分类

自动驾驶发展历程、优势意义和分类汽车智能化是未来行业发展重要方向之一，包括人车交互智能化以及车辆行驶自动化。人车交互智能化是在驾驶过程中为驾驶员提供内容与服务，提升驾驶安全性、舒适性、便捷性等。车辆行驶自动化则包括辅助驾驶阶段和自动驾驶阶段，通过对路况及车辆信息预测，保障驾驶过程中的车辆安全以及出行效率。智能汽车则是指通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，具有自动驾驶功能，逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。智能汽车通常又称为智能网联汽车、自动驾驶汽车等。因此，汽车智能化发展程度很大程度上取决于汽车自动驾驶发展进度。图表1：汽车智能化资料来源：IHSMarkit，五矿证券研究所在自动驾驶等级划分上，SAE（国际汽车工程师学会）将自动驾驶技术分为L0-L5，共6个等级，NHTSA（美国国家公路交通安全管理局）将自动驾驶分为L0-L4共5个等级。目前部分车企已经推出了具有L2功能的车型，L1和L2仍然需要驾驶员驾驶，属于ADAS（高级辅助驾驶系统）范畴。而L3将是一个风水岭，从L3开始，汽车才真正进入到自动驾驶范畴，L3指在特定场景下，系统可以实现对车辆的完全接管，当驾驶员在系统失效时，驾驶员取得驾驶权。图表2：自动驾驶概念及定义根据SAE的定义，在L1时，驾驶员可以“脱脚”；在L2时，驾驶员可以“脱手”；在L3时，驾驶员可以“脱眼”；在L4时，驾驶员可以“脱脑”；在L5时，已经不需要驾驶员。中国在自动驾驶领域亦制定了自己的标准。2021年8月20日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准，该标准于2022年3月1日起开始实施。该标准规定了汽车驾驶自动化功能的分级，基于驾驶自动化系统能够执行动态驾驶任务的程度，根据在执行动态驾驶任务中的角色分配以及有无设计运行范围限制，将驾驶自动化分成0级至5级。并基于以下6个要素对驾驶自动化等级进行划分：1.是否持续执行动态驾驶任务中的目标和事件探测与响应；2.是否持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制；3.是否同时持续执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制；4.是否持续执行全部动态驾驶任务；5.是否自动执行最小风险策略；6.是否存在设计运行范围限制。在汽车驾驶自动化的6个等级之中，0-2级为驾驶辅助，系统辅助人类执行动态驾驶任务，驾驶主体仍为驾驶员；3-5级为自动驾驶，系统在设计运行条件下代替人类执行动态驾驶任务，当功能激活时，驾驶主体是系统。自动驾驶之所以成为各个国家、企业、科研机构等争相研究和发力的重点，是因为随着汽车用户不断增加，公路交通拥堵、安全事故等问题层出不穷，相比于传统的人类驾驶，自动驾驶在人工智能、车联网等技术支持下，能够有效保障交通安全、降低运输成本、提升用车效率、减少空气污染。此外还可以拉动汽车、电子、通信、服务、社会管理等协同发展，促进产业转型升级。图表3：自动驾驶优势资料来源：艾瑞自动驾驶产业链，上游包括传感器、芯片、地图、车载软件等二级供应商，以及智能驾驶解决方案等一级供应商；中游包括乘用车、商用车等整车环节，下游为车辆运营等服务市场。图表4：自动驾驶产业链回顾全球自动驾驶发展历程，1939年GM提出了这一概念，2009年谷歌发布了自动驾驶汽车计划，2013年谷歌完成了50万英里的自动驾驶，同年特斯拉发布了自动驾驶Autopilot概念，2017年特斯拉自动驾驶完成了3亿英里的运行，2018年Waymo完成了5亿英里的测试，2019年百度完成了1亿英里的测试。中国自动驾驶起步较晚，2015年国务院印发了《中国制造2025》，将自动驾驶作为汽车产业转型重要方向，2018年百度无人驾驶汽车“阿波罗Apollo”正式量产下线，2021年国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，指出到2035年，智能联网汽车（包括自动驾驶）技术达到世界先进水平。图表5：中国自动驾驶发展历程自动驾驶系统分为感知层、决策层和控制层，感知层主要通过摄像头、雷达等感知周围环境信息，并通过GPS/惯导等实现定位等车辆状态的获取；决策层依据感知层提供的环境信息和车辆定位情况，根据适合的模型进行路径规划等决策；控制层则通过底盘及各种控制附件件，驱动车辆执行相应命令动作。