一文看懂自动驾驶汽车产业链的最新进展

2018-03-07 14:00:21 来源: 官方微信

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自动驾驶汽车透过雷达、LiDAR以及各类感测器收集驾驶环境资讯，数据经由感测器融合、电脑视觉、车联网等技术处理与分析，实现车辆自动驾驶的目标。参与自动驾驶汽车研发的业者除了汽车制造商，ICT业者亦以电子元件与软件设计优势加入战局，提供自动驾驶汽车芯片、感测器、运算解决方案等，弥补传统车厂的不足。

自动驾驶汽车品牌的业者类型

推出自动驾驶汽车品牌的业者类型主要有三类：汽车制造商、ICT业者、以发展自动驾驶汽车为主要目标的初创公司。汽车业者代表有BMW、Daimler、Ford、General Motors、Hyundai、Renault-Nissan、Toyota、Volkswagen等，以循序渐进的方式先开发ADAS，再推出驾驶辅助功能，逐步提高自动驾驶等级，已有业者提出2021年实现SAE Level 4或更高等级自驾技术的目标。

ICT业者以Waymo（Google）和百度为代表，主要是将自驾解决方案配备于合作车商的车款，Waymo亦有自行研发自动驾驶汽车的纪录。目前两家业者均已实施道路测试，Waymo更在特定测试地区开放民众免费申请搭乘。

自动驾驶汽车初创业者以Uber、Tesla、nuTonomy为代表，各公司成立初期核心业务分别为汽车共享服务、电动车、自动驾驶软件，现阶段皆投入大量资源在公司内部成立自动驾驶汽车开发团队，并且以自有品牌名义进行道路测试。其中Tesla具备自动驾驶汽车软件和电动车硬件技术能力，正式销售之部分车款已配有SAE Level 2～3驾驶辅助功能。

传统汽车制造商旗下车辆品牌众多，本文以母公司做分类基准，观察自动驾驶汽车发展动态。BMW、Daimler、Ford、General Motors、Hyundai、Renault-Nissan、Toyota、Volkswagen近年以结盟合作、投资、收购、成立新研究团队等方式弥补软硬件技术的欠缺，HD Map、电脑视觉是今年布局重点。各业者陆续实施道路驾驶测试，收集大量路况数据建立HD Map，提高自驾系统的复杂路况应对能力、增加自动驾驶汽车可行驶区域。

道路测试

图1 : 近年汽车制造商道路测试次数增加，自驾卡车与巴士以Daimler进展最快；小客车则以Audi领先。(source: AAA.com)

近年汽车制造商道路测试次数增加，测试场域主要分为一般/高速公路、城市道路两类。自驾卡车与巴士以Daimler进展最快，于2015年成为全球首个自驾卡车完成公路测试的案例；小客车则以VW Group旗下的Audi领先其他业者，于2014年拿到加州公路测试的首张许可执照、2017年又成为第一个被核准在纽约市测试自动驾驶汽车的业者，纽约测试车自驾等级为SAE Level 3。

一般/高速公路测试路况较单纯，不少业者已发表能在高速公路启动自动驾驶模式的车款。BMW 5 Series配备高速公路全自驾、自动停车、车联网功能，预计2021年推出可于城市自动驾驶的iNEXT车款；Daimler是全球第一个路测高吨数卡车的业者，2015年至今已完成Iorries卡车、Future Bus路测，预计2020年推出SAE Level 4自驾计程车；Renault-Nissan预计2018年贩售SAE Level 2辅助驾驶的Nissan Leaf，测试消费者对自动驾驶的接受度。

Ford、General Motors、VW group积极进行市区道路测试。Ford与Domino's合作送披萨服务，2017年初已建立SAE Level 4自动驾驶汽车组装厂，预计2021年实现Level 4自动驾驶汽车的叫车与共乘；GM发展叫车与共乘服务，已让员工利用app呼叫Chevrolet Bolt自动驾驶汽车进行城市道路测试；VW group以Audi品牌为代表，自2013年起陆续在内华达州、加州、纽约等地测试，2017年7月发表可量产的A8车款，能在时速60公里以下开启自驾模式。

Hyundai和Toyota道路测试消息少，但曾公布测试影片或在会展发表展示车。Hyundai 于2017 CES展示Ioniq自动驾驶汽车，预计为2018韩国冬季奥运指定用车； Toyota着重自驾安全提升，旗下研究机构TRI于2017年3月公开Lexus LS600hL 2.0版本自动驾驶汽车、9月份再发表采用新深度学习模型和Luminar LiDAR系统的2.1版本，规划于2020东京奥运展示完成度更高的技术。

LiDAR议题关注度最高

图2 : LiDAR的必要性促使更多IC厂投入研发，目标是降低LiDAR价格与实现量产。(source: Geospatial World)

汽车制造商欠缺软硬件整合技术、软件技术、感测装置，以及高速运算相关硬件。LiDAR是去年关注度最高的议题，LiDAR的必要性促使更多IC厂投入研发，目标是降低LiDAR价格与实现量产。2017年各大厂重心为HD Map和电脑视觉，透过合作、并购、投资等方式取得技术，提升自动驾驶汽车实用性。

现有导航地图定位速度不够快、图资内容及精确度不足，建立3D地图的运算技术亦须提升。Here是全球最大图资供应商之一，在2015年由BMW、Daimler、Audi联合收购。又Here和芯片商NVIDIA于2017年达成Here HD Live Map合作协议，Here图资可与NVIDIA DriveWorks自驾平台整合，更加巩固Here在车用导航地图市场的地位。其余图资相关技术业者有Ford投资的Civil Maps，以及General Motors收购的Cruise Automation。Civil Maps以AI技术将感测器原始数据转化为3D Map，曾在2017年5月发表结合软硬件的即时地图工具包。

电脑视觉部分，汽车制造商选定的技术开发合作者或技术供应商主要为Mobileye与NVIDIA。此外，Daimler于2017年7月投资大陆自驾初创公司Momenta，该公司核心技术有环境感知、HD Map、驾驶决策系统等；Ford 2016年收购以色列电脑视觉与机器学习初创公司SAIPS；GM收购自动驾驶汽车初创企业Cruise Automation，并投资自驾技术初创业者Nauto，Nauto为自动驾驶汽车打造影像系统再透过AI电脑视觉技术处理资料；Toyota由旗下的TRI研究电脑视觉技术，也投资了Nauto公司。

AI能应用在自动驾驶汽车的路况侦测、地图绘制、路线规划、乘客服务等功能，AI软件及硬件可望成为下一波关注焦点。Daimler、VW group和Toyota已采用NVIDIA开发的DRIVE PX系列AI运算引擎，并合作开发新一代自动驾驶汽车电脑；BMW使用Intel Go自动驾驶汽车解决方案，该方案提供运算平台及处理器，BMW以此进行自驾深度学习训练。

自动驾驶汽车应用方式广泛

汽车制造商旗下有多样化的品牌和车款，自动驾驶汽车应用方式广泛，包含自用车、计程车/汽车共享、货物运送、公共巴士。自用车部分有BMW、Hyundai、Renault-Nissan、VW group和Toyota投入，BMW和Renault-Nissan 2017年分别于拉斯维加斯、伦敦进行道路测试实验；VW group领先其他车商，2017年7月发表全球首款采用LiDAR的量产车Audi A8，自驾等级为SAE Level 3、定价90,600欧元，预计2018年上市。自用车须面对车辆成本高使消费者购买意愿降低的问题，现阶段亦未能应对复杂的都市交通，业者推出的量产版本，自动驾驶系统等级及可启用时机受到限制。

部分车商布局计程车/共乘服务，和叫车服务商达成合作，例如：Daimler与Uber 和Careem合作、Ford及GM与Lyft合作。业者中以GM进度较快，已于旧金山路测；Daimler已进行规划但尚未确定推出的车款；VW group于2017日内瓦车展发表概念车，说明功能设计和共享理念。

货物运送和公共巴士应用以Daimler进展最快，Iorries在2015年成为全球首款实施高速公路测试的卡车，路测初步成功后，Daimler研发V2V技术以建立自驾卡车车队；另一款产品Future Bus行驶于阿姆斯特丹Schiphol机场到Haarlem路段，可望优先应用于半封闭空间。

ICT业者加值软硬件技术

图3 : ICT业者提供自动驾驶汽车所需软件、云端平台、IC零组件等关键元素。(source: Electrek)

ICT业者提供自动驾驶汽车所需软件、云端平台、IC零组件等关键元素，Waymo与百度即是以软件为核心发展自动驾驶汽车的代表性业者，皆已实施道路测试。基于成本与技术考量，ICT业者大多选择自驾领域布局较少的业者合作，例如Waymo、百度分别将自驾系统搭载于FCA（Fiat Chrysler Automobiles）、奇瑞汽车，并顺应app叫车、汽车共享趋势，寻求与叫车服务商合作，以计程车/汽车共享作为自动驾驶汽车接触消费者的重要管道。

Waymo在Google实验室时期已进行多项测试，最早在2009年将自驾系统搭载于Toyota Prius、2012年使用Lexus RX450开始复杂度高的城市道路测试、2015年自行研发的Google Firefly也曾投入路测。2017年起，Waymo把重点放在可量产化的车款，于Chrysler Pacifica minivans搭载AI运算系统，在亚利桑那凤凰城测试，开放居民申请搭乘，至11月更进一步撤除自动驾驶汽车内监控人员，成为全球首间进行全自驾模式测试的业者。

百度初期以BMW 3 Series做为测试用车，结束合作后改以中国本土车商的车辆为主。百度2016年10月于加州路测，接着在11月推出中国乌镇城市道路驾驶实验，以奇瑞EQ车款搭载百度AutoBrain自驾系统，计画2018年投入自动驾驶汽车接送服务。此外，百度与北京汽车合作，规画2019年量产SAE Level 3自动驾驶汽车、2021年量产SAE Level 4自动驾驶汽车。

ICT业者能提供自驾运算软件与架构云端平台，亦能开发特定自动驾驶元件，例如Waymo投入LiDAR相关硬件技术。ICT业者的合作需求集中在汽车、叫车服务以及LiDAR。云端平台的合作则是为了增加数据量或加强架构技术，例如百度的Apollo平台采用Microsoft Azure技术，可能陆续导入Azure IoT Hub、Cortana Intelligence Suite、Microsoft Dynamics等IoT与AI服务。

车辆选择部分，Waymo与百度目前的合作者是较少发展自驾技术的车厂。Waymo尚未从Google独立前，初次测试选定Toyota Prius，也曾独立开发Firefly，近期以Chrysler Pacifica minivans做测试，而FCA本身并没有独立发展自动驾驶汽车的动作；百度与BMW结束合作后，使用车辆皆为中国品牌，包含江淮汽车、奇瑞汽车等，预计2019下半年量产自动驾驶汽车款。

叫车服务是ICT业者重视的发展方向，依据区域市场选择合作伙伴。Waymo与Uber的竞争对手—美国第二大叫车服务供应商Lyft合作，Lyft虽然发展自驾科技时间短暂，透过Waymo提供资源的优势，将冲击Uber现有市场；百度目前没有推出app叫自动驾驶汽车的试乘服务，但Apollo联盟有叫车服务业者参与，如神州优车和Grab，叫车服务合作成果未公布，仅发表2018年投入自动驾驶汽车接送服务的讯息。

初创业者高度掌握自驾软件技术

初创业者则对自驾软件技术掌握程度高，多数业者聘请专家进入内部团队研究特定主题。由于初创业者近期道路测试不时传出事故，2017年研发重点选定电脑视觉、AI等，能提升自动驾驶汽车判断路况能力的科技。Tesla聘请Open AI组织的电脑视觉专家加入Autopilot团队；Uber在多伦多成立AI团队，由多伦多大学教授Raquel Urtasun领导机器学习和电脑视觉研发。初创业者的感测装置、图资IC、AI相关元件多来自外部厂商，例如：Tesla采用NVIDIA Drive PX2，2017年9月起与AMD合作AI自动驾驶芯片；Uber则收购Otto取得电路板设计技术。

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