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新冠疫情肆虐，之所以人人自危，皆因它使每個人的安全受到了威脅。受疫情影響，鼠年的汽車市場喧囂不再。作為世界第一大汽車市場，中國的疫情也讓眾車企和供應商眉頭緊鎖。雖說未來市場走向難以預測，但有一點是可以肯定的，不管是什么樣的汽車，不管汽車技術如何發展，都不能讓其成為交通參與者的安全隱憂。 回想幾年前的預測：2020年日本將有高度自動駕駛車上路，ADAS（高級駕駛輔助系統）即將大規模商用普及，但時至今日，ADAS遠未普及，自動駕駛仍在孕育當中，出于道路安全考慮，當務之急仍是做好和普及ADAS。 ADAS和自動駕駛的現狀 2016年11月，中國發布《無人駕駛技術路線圖》，2020年，具有輔助駕駛功能車輛的占有率達到50%。到2025年，高度自動駕駛車輛市場占有率達到約15%。2030年，具有無人駕駛技術的車輛市場占有率接近10%。到2018年6月，已有9個城市根據國家標準《機動車運行安全技術條件》2017版出臺了自動駕駛路測法規。 2017年有預測說，隨著智能駕駛技術的不斷發展，高度自動駕駛車輛有望2020年出現。當時使用谷歌SDV（軟件定義汽車）系統行駛的無人駕駛測試里程已超過40萬英里，其中需要駕駛員控制的里程小于1%。各大車企、互聯網公司也相繼推出了自動駕駛汽車計劃。 
圖1 : 自動駕駛發展路線圖（來源：中國產業信息） ADAS的作用 毫無疑問，現在推進ADAS的初衷是為了安全，也是無人駕駛的關鍵落地點，并將率先普及。目前歐美日均已將ADAS列入汽車安全法規，中國或將跟進。話說回來，當下連自動駕駛的雛形都夠不上，許多人這輩子真不一定能開上一輛真正的自動駕駛汽車上路。長假期間，筆者通過微信朋友圈進行了一次關于ADAS和自動駕駛的問卷調查，提交者200多人，年齡30-62，行業五花八門，既有電子元件廠商、媒體人，也有開車的同學、發小兒，結果如下：
圖2 : ADAS和自動駕駛調查結果 調查表明，65%在用車沒有ADAS，而沒有使用過ADAS功能的人近60%。不難看出，雖然ADAS還不是自動駕駛，而只是實現真正自動駕駛之前經歷的一個過渡，目前也還遠沒有預測的那樣普及。事實上，一些人使用的并不是特斯拉那種功能的ADAS，只是防撞預警等初級ADAS，而非自適應巡航、自動緊急剎車、車道保持等主動控制類ADAS。普通消費者只是獲得了一種類似自動駕駛的錯覺。可以說，基于現有計算力、執行器精度、傳感器感知距離、車輛CAN傳輸速率都是無法實現真正自動駕駛的。 ADAS的技術趨勢 雖然如此，專攻自動駕駛技術的公司APTIV與波士頓咨詢集團（BCG）合作，在美國、中國和德國進行了研究，表明越來越多的人接受自動駕駛的想法。該研究也認為，自動駕駛的道路始于消費者對ADAS的大規模采用。
圖3: 無人駕駛市場分布（來源：APTIV） 專門從事電動交通、自動駕駛和互聯汽車測試解決方案的是德科技在2020年技術趨勢展望中指出，2020年自動駕駛汽車仍在孕育中。雖然當前車輛已具備主動巡航控制功能，但要實現高度自動駕駛尚待時日。2020年，車載傳感器的數量和復雜程度將會增加，但高度自動駕駛汽車需要更加普遍的5G網絡連接和更高級的人工智能技術。 現在，普通消費者只到這個程度，還是戰戰兢兢。車企對類似這樣發生的事故回應是：駕駛人未將雙手放在方向盤上，沒有及時地接管車輛控制，避免車禍發生。 還有一些人認為，ADAS既然是自動駕駛初級階段的L2級，不斷升級就可以達到完全可靠的L5級自動駕駛。其實，就本質而言，ADAS是輔助駕駛，核心是環境感知，再依靠設定好的程序決策并執行和控制。而自動駕駛是人工智能，兩者的運作體系差別巨大。從高級輔助駕駛到高度自動駕駛的變革需要全新的車輛軟硬件重構，還需要人工智能，而非機器智能。 ADAS的技術趨勢和應用 汽車世界在不斷變化，ADAS功能已被證明可以減少事故、挽救生命。世界衛生組織（WHO）統計，全球每年有約135萬人死于道路交通事故，而高速公路安全保險學會（IIHS）調查顯示，與2017年沒有配備前方碰撞預警和自動緊急制動系統的汽車相比，配備了這些系統的汽車碰撞事故減少了50%。不幸的是，大多數事故發生在連最基本的ADAS應用都沒有安裝的車主身上。 ADAS采用毫米波雷達、激光雷達、單/雙目攝像頭等傳感器的數據進行決策控制，算法上的局限決定了ADAS的用戶體驗與人類駕駛存在差距，且很多ADAS功能只能在特定場景使用。例如車道保持和自適應巡航功能，由于系統對車輛在車道中位置和前車距離的刻意控制，導致車輛對方向和速度的控制非常生硬。另外，ADAS無法保證感知所有場景，也不保證100%準確預警，更不保證對任何危險情況主動采取措施，且不承擔任何事故責任。目前情況下，使用ADAS千萬不能掉以輕心，駕駛者始終要對自己的駕駛行為負責。 在用戶體驗方面，大多數車上的ADAS并沒有達到消費者愛用的程度，幾乎沒有人對花掉的銀子贊不絕口。對于用戶來說，ADAS過于難懂，鱗次櫛比的專業詞匯讓人一頭霧水。因此，半導體廠商、一級供應商和車企是時候腳踏實地將眾多細分功能轉換成用戶便于理解的說法，讓功能成為體驗，或許更有利于ADAS的推廣和普及。 安全是最難的。盡管許多人認為完全自動駕駛終將到來，最難的不是技術問題，而是社會、法規及人的思想層面的問題，那么，令其成為最難問題的又是什么問題呢？只有安全！不死人就沒有這些問題！現在，標榜自動駕駛（實際上是ADAS）的高檔車也沒有逃出事故的厄運。所以，做好ADAS，避免嚴重車禍是必由之路。 （二） 接下來將主要介紹自動駕駛的安全性、ADAS的重要性以及ADAS系統的應用等相關技術問題。 自動駕駛的安全性 自動駕駛汽車的安全性是一個敏感話題。我們應該明白，ADAS畢竟是一套軟硬件系統，還談不上智能，更不是百分百可靠，下面是一些自動駕駛（實際上是ADAS）的事故實例。 車禍均為高檔車自動駕駛功能未識別前方物體釀成。據央視報道，2018年3月，中國首例自動駕駛致死事故后，相關公司將“自動駕駛”改為了“自動輔助駕駛”。 不過，特斯拉還是信心滿滿，在2019年第4季安全報告指出：自動駕駛系統或許遠比我們想象中要更加可靠。該報告統計了特斯拉售出車輛的事故數據，第4季在使用Autopilot自動駕駛功能情況下，平均每494萬公里發生一次事故；未使用Autopilot但有主動安全系統情況下，平均每338萬公里發生一次事故；兩者皆無平均每264萬公里就會發生一次事故。從這一點看，自動駕駛（ADAS）在作為駕駛輔助之余，對削減事故還是很有用的。 ADAS的重要性 為了安全，讓更多車裝上ADAS，半導體廠商是汽車電子的上游供應商，其研發的芯片直接關系到一級供應商的產品功能。德州儀器（TI）Jacinto處理器產品線總經理Curt Moore認為，隨著ADAS不斷向汽車工程師協會定義的L4和L5級自動駕駛汽車的方向發展，我們有機會通過創造可用于更大范圍汽車的自動駕駛汽車技術，對道路產生更大的影響。 他說，盡管從經濟的角度來說，給所有汽車配備全ADAS技術是不切實際的，但我們的目標仍應為盡可能多的汽車配備駕駛輔助功能。這意味著，道路上的更多車輛需要能夠對實時數據和行車狀況進行高效感知、處理和應對。 他告訴記者，保持ADAS在不同路況下持續運行是一項挑戰。在突遇惡劣天氣或道路情況欠佳等意外情況時，需要車輛實時適應。這些情況很難用傳統模式來處理，通過一個能夠幫助汽車感知、理解周圍世界并對其作出快速反應的動態系統，汽車就可以成為司機的得力副駕駛。這樣的系統不僅需要數據，而且需要結合計算機視覺和高效深度學習神經網絡實時處理數據的能力。 ADAS系統的應用 ADAS解決方案需要從不同的傳感器集中提取數據，并將數據轉換為車輛的行為情報。這些傳感器至少需要配備不同類型的攝像頭和相關光學、雷達和超聲波技術；在更復雜的情況下，還需要激光雷達和熱夜視儀。此外，該系統可以通過比較從傳感器數據提取的特征與高清晰度地圖數據來定位車輛。對此種多模式傳感器數據的理解和分析必須實時進行（新數據每秒到達60次），而無需在汽車后座架設數據中心服務器。
圖4: ADAS應用實例（來源：Texas Instruments） 該公司利用數十年汽車和功能安全專業知識開發的Jacinto TM 7處理器平臺致力于解決感測、并行操作和系統級難題，采用以汽車為中心的設計方法優化動力和系統成本。它可以提高駕駛者在更高駕駛速度、雨霧天氣等的環境感知；支持800萬像素攝像頭，讓汽車看到駕駛者看不到的事物；在單芯片上接入并處理4到6個三百萬像素攝像頭的數據，增強車輛感知能力和360度環視處理功能；系統能夠直接上路使用。
圖5 : ADAS應用——避障 （來源：Texas Instruments） Curt Moore認為，眼下最重要的是先做好和讓更多車輛裝上ADAS，減少事故，挽救生命，畢竟安全最重要。他胸有成竹地表示，高性能片上系統（SoC）可以幫助ADAS技術實現大眾化，只要做得好，給更多的汽車配備強大的ADAS功能指日可待。 不過，筆者以為，從安全角度看，汽車后裝市場不建議隨便加裝ADAS。我們不能因為想享受ADAS的便捷和乘駕體驗，而忽略了更重要的安全問題。這或許是最近兩年后裝ADAS比較沉寂的原因。 （三） 最后，我們著重介紹ADAS技術的未來發展方向、技術趨勢以及完全自主化駕駛技術的特點。ADAS技術也給汽車行業帶來了很多挑戰。正如很多技術處于其早期階段一樣，ADAS應用曾涉及到很多發展方向，最終會全方位的推動智慧交通市場的發展。 汽車安全需要平民化 回到自動駕駛，在一個由蘋果、谷歌和Uber等硅谷寵兒及特斯拉等電動車企主導的世界里，大家都在研究自動駕駛汽車背后更安全、更環保、更互聯的技術，安全首當其沖。 在通往自動駕駛的道路上，Aptiv耕耘先進安全領域20多年，一直在開發靈活和可擴展的高級安全解決方案。作為汽車Mobility（出行）領導者，Aptiv 1999年就首次在一輛車上部署了自適應巡航控制雷達，也曾在CES上為與會者提供自動駕駛汽車，實現全自動點對點乘車體驗，展示了按需自動出行的未來。
圖6 : 智能車輛架構（Smart Vehicle ArchitectureTM） 展示（來源：Aptiv） 統計表明，全世界平均每6000萬英里就會發生一起致命車禍。Aptiv高級副總裁、首席技術官兼總裁Glen De Vos表示：“我們的首要目標是安全。我們的目標是實現一個零道路傷亡的未來，為此，積極的安全措施對防止事故的發生起著至關重要的作用。在一個94%事故都是由駕駛員失誤造成的世界里，ADAS有助于完全避免事故。” 他認為，Mobility對每個人都應該更安全。安全出行解決方案的平民化（Democratization）意味著先進的安全功能，如自動緊急制動或車道偏離/盲點警告廣泛可用，而不限于高檔車輛。下一代傳感器將應用人工智能、機器學習和低級別融合（Low Level Fusion）能力，進一步提高持續硬件改進帶來的性能收益——所有這些都有助于實現這項拯救生命技術的平民化。“只有高級安全才能創造一個更安全的今天和明天，使社會實現零死亡、零傷害和零事故”，他強調。 自動駕駛的未來是全方位交通 在最近的技術論壇上，Aptiv自動出行總裁Karl Iagnemma分享了汽車行業技術和安全方面的現狀及創新趨勢。他表示，安全性是最大的挑戰，現在先進的安全功能正在汽車中迅速擴展，消費者真正認識到了這些功能的價值，OEM也可根據其車輛上安裝的功能實現安全性。他說：“從技術角度來看，我們能夠在碰撞前預警、輔助車道保持等所有先進技術方面做得更多。因此，這一部分市場的確實在快速增長，它需要一些最先進的感知能力以及有史以來最先進的車輛控制技術。” 他介紹說，Aptiv旨在打造安全可靠的完全自動駕駛汽車，采用Aptiv技術的汽車完成了有史以來最長的自動駕駛旅行，大約3400英里，從舊金山到紐約。幾乎整個行程都是在無人駕駛模式下完成的。Lyft和Aptiv在拉斯維加斯部署了商用自主乘車服務的公司，到幾年2月，自動駕駛汽車隊已經實現了100000次以上付費公共租用，平均乘客評分4.95。這也許是全球唯一的商業自動駕駛出租車運營。 Karl Iagnemma認為：“我們正將下一代完全自動駕駛技術視為一個為拯救生命而進行的創新機會。開發一款安全的自動駕駛汽車不僅需要建立強大的技術，還需要建立強大的支持和對乘客和監管機構的信任。實現這種信任是幾個要素包括：一是自動駕駛車輛技術開發人員之間的行業合作；二是自動駕駛車輛運營商、監管機構和廣大公眾之間的透明度；最后是所有利益相關者就自動駕駛車輛如何安全的問題達成一致？” 他自豪地表示，Aptiv正在為自主車輛安全的共同定義鋪平道路。2019年7月，Aptiv聯合寶馬和百度等10家全球行業領先企業發布了迄今為止第一份最全面的自動駕駛安全藍圖，題為“自動駕駛的安全第一（SaFAD）”。 他強調：“接下來，作為一個行業，我們有責任共同制定一個安全自動化系統的統一定義，并為一個問題提供一個全行業的答案：安全性如何？” 他堅信，在具有挑戰性的城市駕駛環境中，通過大型自動駕駛車隊實現點對點出行，不僅保證了道路更加安全，可大大減少每年135萬的全球道路死亡人數，而且為我們的社會提供了一種比現在更安全、更方便、更實惠、更高效的出行方式。“我們相信我們的出行解決方案有能力改變世界。” 得益于連通性的不斷提升，自動駕駛汽車將有更廣泛的應用。5G的部署為流入和流出車輛的數據和內容提供了一條快速管道。它可以讓很多非常有價值的數據進出車輛。因此，它為新的、令人興奮的內容進入汽車，以及新的商業模式和新的價值創造了機會。“當你想到它給我們帶來的安全效益，當你想到我們關于安全、綠色和互聯的使命時，嘿，這真是我們要追求的夢想。”Karl Iagnemma興奮不已。 讓自動駕駛助力“無障礙” Karl Iagnemma還提出了一個被人們忽略的問題——無障礙。他認為，自動駕駛汽車技術最終應造福所有人。圍繞交通基礎設施的未來，自主或自動駕駛汽車技術一直占據著主導地位。這常常會讓人想起一組無人駕駛的汽車和公共汽車可以方便地進行有效的運輸，但除了能夠提供安全性和智能性，無障礙問題也應關注。 據調查，五分之一美國人有一定殘疾，老齡化人口正在快速增長：2020年，65歲以上的明尼蘇達州人口將超過學齡兒童。為了讓廣大人口受益于新興技術，需要在與設計師、汽車制造商和監管機構的討論中提出這些問題。 對于老年人和殘疾人這樣的人群來說，交通可能成為巨大的障礙，從而影響生活質量。不能讓他們因為害怕駕駛限制了獲得食物、藥品和醫療保健的機會，更不用說社會隔離對個人的心理健康影響了。美國交通部報告說，42%的美國殘疾人都有旅行障礙，超過65歲的美國人中也有20%根本不開車。 毫無疑問，自動駕駛汽車等技術的一個更令人興奮的點是它能給這些人帶來更大的獨立性和生活幸福感。那些不能開車的人現在可以獲得挨家挨戶的自動化交通服務，而不必總是依賴家庭成員和護理人員。這些車輛將能夠加速、轉彎、制動，并在沒有任何用戶指示的情況下執行所有其他駕駛功能，使它們成為那些無法駕駛汽車的人的理想選擇。 實現無障礙，需要行業領袖和整個業界進行適當的規劃、研究和討論，有針對性地提供相應的服務，包括：為固定收入的老年人和殘疾人提供負擔得起的自動乘車服務；為需要使用出行輔助設備和步行設備出行的乘客或攜帶醫療設備出行的乘客提供交通便利；為農村和偏遠地區的人們提供公共交通基礎設施以外的服務。 電氣化有助于車輛重構 至于汽車電氣化，Karl Iagnemma談到，因法規要求以及消費者群體對電氣化車輛的需求正在增加，包括混合動力車和下一代電池電動汽車。它帶來的不僅僅是車輛推進系統的改變，還有車輛的結構。所以，當使用電池驅動汽車時，你真的可以從一張干凈的白紙開始，利用軟件來優化架構。這似乎也印證了，ADAS只是輔助駕駛，并非自動駕駛，后者需要用人工智能重構全新車輛硬件的說法。 就在2月初，英國政府宣布，計劃在2035年前逐步停止汽油、柴油和混合動力汽車的銷售，這比最初計劃提前了5年。英國首相鮑里斯·約翰遜表示：“我們必須解決二氧化碳排放問題。作為一個國家，一個社會，一個星球，一個物種，我們現在必須采取行動。”自動駕駛與電動車的結合應該是另一個挑戰，好在特斯拉、Waymo等電動車企已在先聲奪人的路上。 總結 汽車的自動駕駛是按級別定義的。總部位于倫敦的研究分析公司GlobalData稱，到2028年，將有250萬輛L4級汽車和70萬輛L5級汽車在地球上行駛。該公司還預測，到2033年，L4級汽車產量將達到650萬輛，L5級汽車產量將達到400萬輛，累計量將大大增加。彼時，自動駕駛汽車將成為增長最快的汽車領域，年銷量超過1100萬輛。其時間節點要比本文開頭的路線圖提前了兩年左右。 但是，從目前情形看，即使真實現了上面的預測，在現階段仍不能不做好ADAS，讓它造福于當下的行車安全，同時為高級別自動駕駛的實現積累更豐富的經驗。 文章來源：貿澤電子 作者簡介：馬璽，多年來深耕半導體產品的技術開發及市場營銷。曾任職于梅特勒-托利多研發工程師，富士通半導體產品工程師，貿澤電子技術營銷產品經理等職位。具有10多年國際知名企業電子半導體相關領域產品研發及技術營銷專業背景，熟悉嵌入式系統、微控制器，存儲器及無線領域相關的市場與技術。 |
