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自動駕駛技術框架與行業(yè)前景解析

2025-02-05 10:14
智駕最前沿
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智能駕駛作為未來汽車產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展方向,正逐步改變著全球汽車產(chǎn)業(yè)的面貌。任何目的地的到達并非一條路可以走,技術的發(fā)展亦是如此,雖然智能駕駛正成為汽車行業(yè)未來發(fā)展的唯一共識,但其技術框架及未來的落地形式,依舊有很多不同意見,其中不乏單車智能與智能網(wǎng)聯(lián)之爭,也不乏激光雷達與車載攝像頭之間的討論,更有高精度地圖使用與否的歧義。

智能駕駛概述

1.1智能駕駛的定義與發(fā)展背景

智能駕駛是指通過集成先進的傳感器、控制器、人工智能算法和高性能計算平臺,來實現(xiàn)車輛的自主駕駛功能。智能駕駛技術的核心目標是通過減少或消除人類對車輛的控制,降低交通事故率、提升駕駛效率、并提高出行體驗。近年來,隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和5G通信等技術的迅猛發(fā)展,智能駕駛技術逐漸從實驗室走向市場,成為汽車行業(yè)發(fā)展的重要推動力之一。

智能駕駛的發(fā)展過程可以追溯到上世紀80年代的自動駕駛研究階段,但真正的突破是在進入21世紀后,特別是電動汽車和互聯(lián)網(wǎng)技術的成熟,推動了智能駕駛技術的商業(yè)化落地。近年來,特斯拉、百度、谷歌Waymo等公司在自動駕駛領域的持續(xù)投入,使得智能駕駛技術逐漸成為現(xiàn)實,智能駕駛汽車的滲透率也在逐步提升。

1.2智能駕駛對汽車產(chǎn)業(yè)的三大變革

智能駕駛技術的廣泛應用不僅提升了汽車的功能性,還對整個汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響,尤其是在單車結(jié)構、產(chǎn)業(yè)鏈及商業(yè)模式等方面變革尤為明顯。

首先,單車結(jié)構正在從傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(EEA)向集中式架構過渡。傳統(tǒng)的汽車設計中,車內(nèi)各個功能模塊的電子控制單元(ECU)相對獨立,信息傳輸通過總線實現(xiàn)。然而,隨著自動駕駛傳感器和控制器數(shù)量的增加,傳統(tǒng)的分布式架構已經(jīng)難以滿足日益復雜的功能需求。因此,車企開始將控制單元集中化,通過少量強大的中央計算平臺來處理車輛的各項操作指令。這種架構的變化,不僅提升了系統(tǒng)的集成度,還減少了線束的使用,降低了車輛的整體重量和生產(chǎn)成本。

汽車電子電氣架構升級路徑圖

在產(chǎn)業(yè)鏈方面,智能駕駛技術促使產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生了從線性形態(tài)到網(wǎng)狀結(jié)構的轉(zhuǎn)變,軟件能力強的公司更能享受到高的附加價值。過去,汽車制造業(yè)主要依賴整車廠商控制整個生產(chǎn)流程,而在智能駕駛時代,整車廠商、軟件供應商、傳感器制造商、云服務提供商等各方的緊密合作變得尤為重要。例如,特斯拉和英偉達、百度與華為等合作案例表明,未來的汽車產(chǎn)業(yè)鏈將更具網(wǎng)絡化特征,各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同合作將成為行業(yè)發(fā)展的核心競爭力。

汽車產(chǎn)業(yè)從鏈狀向網(wǎng)狀發(fā)展

智能駕駛的發(fā)展也推動了商業(yè)模式的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的汽車制造主要依靠整車銷售和售后服務獲取利潤,但在智能駕駛時代,軟件付費、OTA(在線升級)服務、數(shù)據(jù)增值服務等新興的商業(yè)模式逐漸興起。以特斯拉為例,其自動駕駛軟件通過分階段解鎖和持續(xù)升級的方式提供給用戶,這種訂閱式服務模式不僅提高了用戶粘性,也為企業(yè)帶來了持續(xù)的收入流。

智能駕駛技術的分級

2.1 L1-L5自動駕駛技術的分級標準

為了明確不同程度的自動駕駛能力,全球范圍內(nèi)普遍采用了L0-L5,共六個級別的技術分級標準。這個分級體系由國際自動機工程師學會(SAE)制定,用以描述車輛在不同程度上的自動化程度。

等級0:即無自動。駕駛隨時掌握著車輛的所有機械、物理功能,僅配備警報裝置等等無關主動駕駛的功能也算在內(nèi)。

等級1:駕駛者操作車輛,但個別的裝置有時能發(fā)揮作用,如電子穩(wěn)定程式(ESP)或防鎖死剎車系統(tǒng)(ABS)可以幫助行車安全。

等級2:駕駛者主要控制車輛,但系統(tǒng)階調(diào)地自動化,使之明顯減輕操作負擔,例如主動式巡航定速(ACC)結(jié)合自動跟車和車道偏離警示,而自動緊急剎停系統(tǒng)(AEB)透過盲點偵測和汽車防撞系統(tǒng)的部分技術結(jié)合。

等級3:駕駛者需隨時準備控制車輛,自動駕駛輔助控制期間,如在跟車時雖然可以暫時免于操作,但當汽車偵測到需要駕駛者的情形時,會立即回歸讓駕駛者接管其后續(xù)控制,駕駛必須接手因應系統(tǒng)無力處理的狀況。

等級4:駕駛者可在條件允許下讓車輛完整自駕,啟動自動駕駛后,一般不必介入控制,此車可以按照設定之道路通則(如高速公路中,平順的車流與標準化的路標、明顯的提示線),自己執(zhí)行包含轉(zhuǎn)彎、換車道與加速等工作,除了嚴苛氣候或道路模糊不清、意外,或是自動駕駛的路段已經(jīng)結(jié)束等等,系統(tǒng)并提供駕駛者“足夠?qū)捲VD(zhuǎn)換時間”,駕駛應監(jiān)看車輛運作,但可包括有旁觀下的無人停車功能。(有方向盤自動車)

等級5:駕駛者不必在車內(nèi),任何時刻都不會控制到車輛。此類車輛能自行啟動駕駛裝置,全程也不須開在設計好的路況,就可以執(zhí)行所有與安全有關之重要功能,包括沒有人在車上時的情形,完全不需受駕駛意志所控,可以自行決策。(無需方向盤自動車)

雖然各車企都在研發(fā)和設計智能駕駛功能,但目前大多數(shù)量產(chǎn)的智能駕駛汽車都處于L2及以下水平,而真正具備L3級功能的車輛尚未實現(xiàn)廣泛商用。盡管像特斯拉、蔚來等企業(yè)已經(jīng)推出了部分L3功能的車輛,但法規(guī)和技術的制約使得L3級功能的全面普及仍然需要時間。

2.2 L1-L5智能駕駛技術現(xiàn)狀

L1-L2級別的自動駕駛技術已經(jīng)在市場上廣泛應用,其典型的功能包括自適應巡航、車道保持輔助、自動緊急制動等。例如,特斯拉Autopilot、蔚來的NOP+等輔助駕駛系統(tǒng)可以在高速公路上實現(xiàn)自動跟車、轉(zhuǎn)向以及超車等功能,但這些功能仍需要駕駛員隨時準備接管。因此,這些系統(tǒng)屬于L2級別的輔助駕駛。

L3級別的智能駕駛系統(tǒng)則面臨著更大的技術挑戰(zhàn)。L3級別的核心特點在于,車輛能夠在滿足特定條件時自動駕駛,駕駛員僅需監(jiān)控道路情況?此仆昝,但L3系統(tǒng)在實際應用中仍存在諸多不確定性。例如,當系統(tǒng)遇到復雜的交通狀況時,如何在極短時間內(nèi)請求駕駛員接管,以及如何確保駕駛員迅速反應,這些問題尚未得到完全解決。此外,各國的法律法規(guī)對L3級別車輛的責任劃分也未達成統(tǒng)一標準,這也使得L3級別的商業(yè)化推廣受到了極大的限制。

L4-L5級別的智能駕駛技術則主要集中于自動駕駛出租車(Robotaxi)和特定區(qū)域的無人駕駛測試項目。L4級別車輛在特定條件下能夠完全自主行駛,但在不具備相應條件時(如天氣惡劣或道路復雜),系統(tǒng)將無法正常工作。L5級別則是全自動化的終極目標,這一技術可以使車輛在任何時間、任何環(huán)境下完全自主行駛。然而,現(xiàn)階段,全球范圍內(nèi)還沒有L5級別的量產(chǎn)車型出現(xiàn)。

電子電氣架構的轉(zhuǎn)型:從分布式到集中式

3.1電子電氣架構的定義與發(fā)展

汽車電子電氣架構(EEA)是指對汽車內(nèi)部各個電子元件和系統(tǒng)進行集成和控制的架構設計,包括傳感器、執(zhí)行器、ECU、線束等。EEA系統(tǒng)的功能是通過高效的信號傳輸來控制車輛的操作,并確保各個子系統(tǒng)之間的協(xié)同工作。隨著智能駕駛的快速發(fā)展,汽車內(nèi)的傳感器和控制系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加,傳統(tǒng)的分布式架構開始顯現(xiàn)出其局限性。為了應對復雜的計算需求,電子電氣架構正在從傳統(tǒng)的分布式架構向集中式架構發(fā)展。

傳統(tǒng)的分布式EEA通常使用多個ECU來分別控制車輛的各項功能,如發(fā)動機控制、車身控制、底盤控制等。這種架構雖然實現(xiàn)了各個模塊的獨立控制,但隨著自動駕駛和智能座艙功能的引入,車輛需要處理的計算任務越來越復雜,這使得分布式架構在信息傳輸速度和資源調(diào)度方面的瓶頸逐漸顯現(xiàn)。

3.2中央集成架構的發(fā)展趨勢

為了應對日益復雜的智能駕駛系統(tǒng)需求,車企們開始將電子電氣架構從分布式向中央集成式過渡。這意味著,將多個分散的ECU整合為少數(shù)功能更強大的中央處理器,從而實現(xiàn)對整個車輛的統(tǒng)一控制。以特斯拉為例,其自2017年推出的Model 3就采用了中央計算加區(qū)域控制器的架構,通過減少ECU數(shù)量和優(yōu)化線束布局,不僅提升了系統(tǒng)的處理能力,還降低了整車的成本和維護復雜性。

這種集中式架構的優(yōu)勢在于其能夠更高效地處理來自各類傳感器的數(shù)據(jù),尤其是在涉及自動駕駛的復雜運算時,中央處理單元能夠快速響應。此外,集中式架構還使得車輛的軟件更新(OTA)變得更加便捷,這也是未來“軟件定義汽車”的關鍵技術之一。通過OTA,車企可以定期為車輛推送新的功能或修復軟件漏洞,從而提升車輛的使用壽命和性能。

智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈的演變與升級

4.1產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構的變遷

智能駕駛技術的迅速發(fā)展正在推動汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生深刻變革。傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出一個線性形態(tài),從設計研發(fā)、生產(chǎn)制造到產(chǎn)品銷售,各個環(huán)節(jié)相對獨立。而在智能駕駛時代,產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)逐漸向網(wǎng)絡化發(fā)展,各類廠商之間的協(xié)同合作變得更加緊密。例如,軟件、硬件、云服務等多方力量需要共同協(xié)作,才能實現(xiàn)智能駕駛技術的落地。

如今的汽車產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)從過去的“整車廠為中心”模式,演變?yōu)?ldquo;軟硬件深度融合”的網(wǎng)絡化產(chǎn)業(yè)結(jié)構。特別是在智能駕駛領域,傳感器、芯片、通信設備和車載計算平臺等關鍵技術環(huán)節(jié)的作用日益凸顯。車企已經(jīng)無法單獨完成從設計到生產(chǎn)的所有步驟,而是需要依賴供應商提供高性能的軟硬件組件和服務。

4.2產(chǎn)業(yè)鏈的高附加值環(huán)節(jié)

在智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中,具有核心技術壁壘的企業(yè)往往能夠獲取更多的附加值。具體而言,芯片廠商、軟件供應商以及擁有自主研發(fā)能力的整車廠商將成為智能駕駛時代的高附加值環(huán)節(jié)。

智能駕駛軟硬件公司

隨著智能駕駛技術的深入應用,整車制造的門檻逐漸降低,而軟件和算法的地位不斷提升。未來,車企的競爭將更多集中在智能駕駛的軟硬件系統(tǒng)集成能力上,而非傳統(tǒng)的機械制造水平。與此同時,自動駕駛系統(tǒng)中的高精地圖、AI算法、云計算等技術的逐步成熟,也將進一步推動汽車產(chǎn)業(yè)鏈從線性向網(wǎng)絡化轉(zhuǎn)型。

商業(yè)模式的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)

5.1輕資產(chǎn)造車與代工模式

智能駕駛技術的發(fā)展,不僅改變了傳統(tǒng)的技術路線,也推動了汽車制造模式的轉(zhuǎn)型。近年來,越來越多的造車新勢力選擇“輕資產(chǎn)造車”模式,即通過代工生產(chǎn)的方式,實現(xiàn)品牌車輛的快速上市。輕資產(chǎn)造車模式的核心在于,車企不再需要自己建設龐大的生產(chǎn)工廠,而是通過與專業(yè)代工廠合作,將精力集中于車輛的設計、研發(fā)和智能駕駛技術的開發(fā)。例如,華為與賽力斯的合作,就是這一模式的成功案例。

代工模式的興起,進一步降低了新進入者的制造門檻,使得更多專注于智能駕駛和車載系統(tǒng)開發(fā)的企業(yè)能夠快速進入市場。然而,這一模式也面臨著一些挑戰(zhàn),例如如何保證代工質(zhì)量,以及如何在代工過程中有效控制成本。這些問題仍需要車企與代工廠共同探索解決方案。

5.2智能駕駛功能的付費模式

隨著智能駕駛技術的不斷進步,車輛的核心競爭力逐漸從硬件轉(zhuǎn)向軟件和服務。越來越多的車企開始采用軟件付費的商業(yè)模式,通過為用戶提供增值的智能駕駛功能,來實現(xiàn)盈利。例如,特斯拉的FSD(完全自動駕駛)軟件可以通過一次性買斷或按月訂閱的方式提供給用戶,而蔚來、極氪等企業(yè)也推出了類似的智能駕駛功能付費服務。

這種商業(yè)模式的優(yōu)勢在于,車企可以通過不斷迭代升級軟件,持續(xù)為用戶提供新的功能和服務,從而提升用戶粘性并獲取長期收益。同時,付費模式也為車企提供了更多的盈利渠道,尤其是在車輛硬件配置趨于同質(zhì)化的情況下,軟件付費成為了區(qū)分競爭對手的重要手段。

智能駕駛技術的挑戰(zhàn)與投資機遇

6.1技術挑戰(zhàn)

盡管智能駕駛技術前景廣闊,但在推廣過程中仍面臨著諸多技術與商業(yè)挑戰(zhàn)。首先是技術可靠性的問題。隨著車輛自動化程度的提升,智能駕駛系統(tǒng)必須具備極高的穩(wěn)定性和安全性,尤其是在L3及以上級別的應用中,系統(tǒng)不僅要能夠處理日常駕駛中的各類復雜狀況,還需要在關鍵時刻迅速做出安全決策。

其次是成本問題。目前,許多高端自動駕駛傳感器的價格仍然較高,尤其是激光雷達、毫米波雷達等核心硬件的成本,使得自動駕駛車輛的價格居高不下。如何降低這些核心技術的成本,是未來智能駕駛大規(guī)模推廣的重要課題。此外,智能駕駛的法規(guī)環(huán)境也在全球范圍內(nèi)存在較大差異。各國的政策法規(guī)尚未對L3及以上級別的自動駕駛技術進行統(tǒng)一規(guī)范,導致智能駕駛技術在不同市場的推廣速度存在顯著差異。

6.2投資機遇

盡管面臨技術與法規(guī)的挑戰(zhàn),但智能駕駛領域仍然是資本市場關注的重點之一。智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈的高壁壘環(huán)節(jié),如芯片、算法、激光雷達和高精地圖等領域,吸引了大量投資者的目光。

未來,隨著L4-L5級別自動駕駛技術的逐步成熟,自動駕駛出租車(Robotaxi)和自動駕駛物流車等新興應用場景將為投資者帶來更多的機遇。此外,智能駕駛技術的普及還將推動相關配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,包括智能交通系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)基礎設施等領域,也將成為資本布局的重點。

總結(jié)與展望

通過對智能駕駛技術的框架分析,我們可以看到,智能駕駛不僅是未來汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,也是整個產(chǎn)業(yè)鏈變革的關鍵驅(qū)動力。從技術的分級、電子電氣架構的轉(zhuǎn)型到產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式的演變,智能駕駛正逐步從概念走向現(xiàn)實。未來,隨著技術的不斷進步和法規(guī)的完善,智能駕駛的普及速度將進一步加快。

面對這一機遇,擁有核心技術能力的企業(yè)將占據(jù)有利位置,并引領智能駕駛技術的發(fā)展潮流。同時,投資者也應密切關注智能駕駛領域的技術動態(tài)和市場趨勢,積極布局具有高附加值的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),以把握未來的投資機會?傊,智能駕駛技術的發(fā)展不僅是技術的變革,更是整個汽車產(chǎn)業(yè)的革命,將深刻影響未來出行方式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

-- END --

       原文標題 : 自動駕駛技術框架與行業(yè)前景解析

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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