從傳統(tǒng)車企到新造車勢力，再到互聯(lián)網(wǎng)大佬，都在加注自動駕駛。自動駕駛既指向了更高效安全的交通運營系統(tǒng)，也意味著龐大的價值鏈重組，因此獲得了政府、資本和產(chǎn)業(yè)界的強力關注。我們推薦來自清華-中國工程院知識智能聯(lián)合研究中心的自動駕駛前沿報告，從技術、人才、應用和趨勢的維度盤點自動駕駛的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

一、無人駕駛：從科幻到落地

自動駕駛，也就是汽車利用傳感器和計算機系統(tǒng)實現(xiàn)無人操作的智能駕駛，在20世紀已有數(shù)十年的歷史，21世紀初呈現(xiàn)出接近實用化的趨勢。

通過對人類駕駛員長期駕駛實踐的理解，無人駕駛技術可以拆解為“環(huán)境感知-決策與規(guī)劃-控制與執(zhí)行”過程的理解、學習和記憶的物化。

根據(jù)美國國際汽車工程師學會2014年制定的SAE J3016標準，汽車自動化系統(tǒng)可以分為Level 0（無自動化）~ Level 5（完全自動化）六個級別。這一標準不僅被美國交通運輸部采納為聯(lián)邦標準，同時也已經(jīng)成為全球汽車業(yè)界評定自動駕駛等級的通用標準。

從技術的角度來看，無人駕駛汽車是一個復雜的軟硬件結合的智能自動化系統(tǒng)，運用到了自動控制技術、現(xiàn)代傳感技術、計算機技術、信息與通信技術以及人工智能等。

從戰(zhàn)略意義的角度來看，自動駕駛移動能力更強，能夠有效改善交通安全、實現(xiàn)節(jié)能減排、消除交通擁堵、促進產(chǎn)業(yè)轉型。

KPMG：自動駕駛技術可在2014到2030年間使得全球車禍死亡人數(shù)降低2500；IHS Automotive：無人駕駛量產(chǎn)汽車將在2025年上市，估計銷量可達23萬輛；英特爾：無人駕駛汽車市場的規(guī)模將在2050年前達到7萬億美元。

因此，自動駕駛汽車受到了各國政府前所未有的重視，國內外各院校、研究機構都投入了大量人力、物理，各大車企、科技公司、汽車零部件供應商以及自動駕駛汽車創(chuàng)業(yè)公司也紛紛在這個領域進行布局。

在國外，無人駕駛技術的興起可以追述到上世紀七十年代的實驗室；隨后，在1984年，DARPA（美國國防高級研究計劃署）與陸軍合作自主地面車輛（ALV）項目；同期，美國著名大學如卡內基·梅隆、斯坦福、麻省理工等都先后加入無人駕駛汽車的研究工作中，著名的NavLab系列智能車輛就出自卡內基·梅隆大學。

2009年，谷歌宣布開始研發(fā)無人駕駛技術（Project Chauffeur），并于2012年5月獲得了美國（內華達州）首個自動駕駛車輛路測許可證；隨后，谷歌將其自動駕駛業(yè)務拆分出來，成立獨立的新公司W(wǎng)aymo。在谷歌的帶領下，新技術力量紛紛入局無人駕駛領域。

▲國外無人駕駛汽車發(fā)展圖譜（重要事件一覽）

▲國外科研院校對無人駕駛技術的研究發(fā)展過程一覽

▲國外新技術力量對無人駕駛技術的研究貢獻（以谷歌為例）

與美、發(fā)達國家相比，我國在無人駕駛汽車方面的研究起步稍晚，從20世紀80年代底才開始。不同于國外車企以自主研發(fā)為主，我國汽車制造廠商多采取與國內科研院所、高效合作研發(fā)無人駕駛技術的方式。

2011年，一汽集團聯(lián)手國防科技大學研制紅旗HQ3無人駕駛汽車，完成了286公里的面向高速公路的全程無人駕駛試驗；2013年，百度啟動無人駕駛汽車項目，并與傳統(tǒng)車企發(fā)展合作；隨后，高科技公司相繼加入角逐。

▲國內無人駕駛汽車發(fā)展圖譜（重要事件一覽）

▲國內科研院校對無人駕駛技術的研究發(fā)展過程一覽

▲國內新技術力量對無人駕駛技術的研究貢獻（以百度為例）

二、六大關鍵技術概覽

無人駕駛汽車的關鍵技術包括環(huán)境感知、精準定位、決策與規(guī)劃、控制與執(zhí)行、高精地圖與車聯(lián)網(wǎng)V2X、無人駕駛汽車測試與驗證技術。其中，環(huán)境感知、決策與規(guī)劃和車輛控制環(huán)節(jié)涉及了人工智能的應用。

▲環(huán)境感知技術

環(huán)境感知可以理解成汽車利用傳感器套件對車身周圍的動搖和靜態(tài)對象進行3D重構。目前，環(huán)境感知技術有兩種技術路線，一種是以特斯拉為代表的以攝像機為主導的多傳感器融合方案；另一種是以谷歌、百度為代表的以激光雷達為主導，其他傳感器為輔助的技術方案。

▲精準定位技術

精準定位技術顧名思義就是讓汽車指導自己所在的物理位置，這就涉及慣性導航系統(tǒng)、輪速編碼器與航跡推算、衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及SLAM自主導航系統(tǒng)。

▲決策與規(guī)劃技術

根據(jù)環(huán)境感知和導航子系統(tǒng)，自動駕駛汽車的行為決策與路徑規(guī)劃系統(tǒng)結合給定的起始點和終點進行信息處理。目前，針對自動駕駛決策與規(guī)劃的專用芯片/計算平臺包括英特爾-Mobileye開發(fā)的EyeQX和英偉達的NVIDIA Drive PX系列。

▲控制與執(zhí)行系統(tǒng)

車輛控制平臺是無人車的核心部件，控制著車輛的各種控制系統(tǒng)。車輛控制系統(tǒng)可以分為縱向控制（采用油門和制動綜合控制的方法實現(xiàn)對預定車速的跟蹤）和橫向控制（包括對駕駛員行為的模擬和車輛動力學的分析）兩個環(huán)節(jié)。

▲高精地圖與車聯(lián)網(wǎng)V2X

為了更好的規(guī)避潛在風險，幫助車輛預知路面復雜信息，如坡度、曲率、航向等，無人駕駛往往需要結合實時的高精地圖，而這種實時性，可以通過車聯(lián)網(wǎng)（V2X系統(tǒng)）實現(xiàn)。

▲人工智能在自動駕駛汽車中的應用

▲自動駕駛汽車學術熱點

三、學者分布及遷徙

根據(jù)國際期刊會議的學術論文，AMiner對自動駕駛領域全球h-index排名（國際公認比較能準確反映學者學術成就的指數(shù)）TOP 1000的學者進行計算分析，繪制出了該領域（automated vehicle）學者的全球分布地圖。

▲自動駕駛領域學者的全球分布地圖

▲各國自動駕駛人才統(tǒng)計圖

據(jù)此可見，從國家來看，美國是自動駕駛汽車研究學者聚集最多的國家，英國、中國緊隨其后，加拿大和意大利也聚集了很多該領域的人才；從地區(qū)來看，西歐自動駕駛人才的集中地，而中國大陸、美國東部等地區(qū)也吸引了大量人才。

▲中國學者分布

就中國來看，自動駕駛研究學者主要集中在北京、上海和南京，其次是西安、長沙、武漢和成都等地。

▲各國人才遷徙圖

根據(jù)全球自動駕駛h-index排名前1000的專家學者遷徙路徑統(tǒng)計來看，美國是自動駕駛領域人才流動大國，人才輸入和輸出都大幅領先（流出略大于流入），隨后是英國、德國、中國和加拿大，中國人才流入量大于流出量。

▲全球各h-index指數(shù)（左）、性別（右）的自動駕駛人才統(tǒng)計圖

從h-index指數(shù)來看，全球自動駕駛h-index排名前1000的學者中，20到40的學者數(shù)量最多（占40%），40到60的學者次之（占20%）；從性別來看，全球男性自動駕駛學者比例占97%，遠高于女性。

▲中國各h-index指數(shù)（左）、性別（右）的自動駕駛人才統(tǒng)計圖

在中國，h-index指數(shù)小于等于10的學者最多，占69%，大于等于60的學者最少，僅占1%；性別方面，中國男性自動駕駛學者比例占99%，遠高于女性。

▲國外代表性研究學者

▲國內代表性研究學者

四、應用和趨勢

自動駕駛的應用目前主要體現(xiàn)在公共交通、快遞運輸，以及面向老年人和殘疾人的汽車品類。

公共交通方面，相比于小汽車，它更能惠及普通群眾，讓民眾感受到人工智能、自動駕駛帶來的技術革新和便利，這也使該項技術最初的出發(fā)點。

今年3月，法國EasyMile的自動駕駛巴士EZ10成為了首輛在加州道路運營上路的完全沒有司機駕座的汽車，這也是第一家受益于加州自動駕駛新政的公司。

而隨著全球老齡化問題的加劇，自動駕駛技術正在極力彌補快遞等行業(yè)面臨的勞動力不足問題。隨著技術的成熟和市場普及程度的提高，無人配送將成為必然的趨勢。

2018年“618”促銷活動期間，京東的北京上地配送站就出現(xiàn)了20余臺配送機器人。隨著調度平臺命令發(fā)出，首批載有“618”貨物訂單的3輛配送機器人依次出發(fā)，自動奔向訂單配送的目的地。

此外，自動駕駛汽車已經(jīng)開始在老年人和殘疾人這兩個消費群體中有所應用。2012年，谷歌員工讓失去95%視力的Steve Mahan坐上谷歌自動駕駛車，展示了自動駕駛技術的巨大潛力。

自動駕駛汽車的真正落地，一方面還需要技術的完善，包括高精地圖和車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構建，專用計算平臺/芯片的推出，以及安全高效的決策規(guī)劃算法和控制執(zhí)行系統(tǒng)的實現(xiàn)；另一方面，需要相關政策法規(guī)的完善，刺激技術發(fā)展的同時，保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展的安全、健康。

從歷史演繹路徑來看，自動駕駛作為未來高效、安全交通運行體系的解決方案，已經(jīng)從一開始的軍方科研項目，演繹成科技企業(yè)入局汽車/出行領域的籌碼，其在汽車四化變革中的核心地位指向了顛覆性的價值鏈重組（根據(jù)普華永道思略特：2030年僅數(shù)字出行服務業(yè)，市場規(guī)模將達到2.2萬億美元，但現(xiàn)有的汽車制造商所占行業(yè)利潤將減半）?？萍计髽I(yè)們試圖通過信息技術的優(yōu)勢合縱連橫，分一杯羹，傳統(tǒng)車企也在努力調整戰(zhàn)略，與之博弈。