目前，盡管自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)取得了不小進(jìn)展，但人們普遍認(rèn)為距離商業(yè)化還需幾年的時(shí)間。促成這種看法的原因是，自動(dòng)駕駛行業(yè)過度樂觀并在過去五年中表現(xiàn)不佳。在開始部署之前，許多技術(shù)問題仍然有待解決。

我們對(duì)自動(dòng)駕駛的進(jìn)展進(jìn)行了回顧，并就自動(dòng)駕駛開發(fā)的當(dāng)前狀態(tài)提出了自己的觀點(diǎn)，同時(shí)考慮未來部署所需的事項(xiàng)。我們還將介紹許多新涌現(xiàn)的道路自動(dòng)駕駛用例。

自動(dòng)駕駛技術(shù)安全標(biāo)準(zhǔn)已被引入。新規(guī)范對(duì)部署時(shí)間表至關(guān)重要，必須與新一代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一體考慮。

下一步是自動(dòng)駕駛的道路立法，這將是成功部署自動(dòng)駕駛所必需的。隨著新的安全要求的增加，預(yù)計(jì)合規(guī)性方面將帶來重大挑戰(zhàn)。

下表總結(jié)了最常見類別中的自動(dòng)駕駛行業(yè)、技術(shù)和用例的狀態(tài)。它涉及三個(gè)時(shí)間框（過去：2020年之前，當(dāng)前：2020-2025年；未來：2025-2030年），并分為四個(gè)部分（運(yùn)輸行業(yè)；政府組織；標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)；平臺(tái)開發(fā)商）。具體見下表：

歷史回顧

領(lǐng)先公司的自動(dòng)駕駛開發(fā)和測(cè)試階段從2015年延長到2020年。有些開始得更早，有些仍在測(cè)試中。首先討論自動(dòng)駕駛用例，因?yàn)樗鼈儠?huì)極大地影響其他考慮因素。

自動(dòng)駕駛用例

最初的研究集中在最有前途的應(yīng)用上。最初，網(wǎng)約車在中國、美國和其他地區(qū)起飛，使機(jī)器人出租車成為最理想的早期自動(dòng)駕駛部署方案。在歐洲，由于大多數(shù)城市的叫車服務(wù)增長受到限制，而固定路線自動(dòng)駕駛最受關(guān)注。美國和中國是自動(dòng)駕駛卡車開發(fā)和測(cè)試的主要市場(chǎng)。

對(duì)于技術(shù)復(fù)雜性的理解、客戶需求和其他用例因素，還需要深入研究。生成用于測(cè)試自動(dòng)駕駛軟件的訓(xùn)練數(shù)據(jù)至關(guān)重要。通過模擬進(jìn)行的虛擬自動(dòng)駕駛測(cè)試變得越來越重要，當(dāng)然安全性仍然是最關(guān)鍵的。

道路立法

迄今為止，幾乎沒有來自政府的監(jiān)管。大多數(shù)情況下都需要測(cè)試許可，所有載客的自動(dòng)駕駛都需要安全駕駛員。僅限載貨的自動(dòng)駕駛以及在此期間開始測(cè)試的自動(dòng)駕駛卡車也需要道路許可。

在美國，一些州頒發(fā)了測(cè)試許可證，最大的項(xiàng)目在加州。在這段時(shí)間的里，中國開始了自動(dòng)駕駛出租車測(cè)試。歐洲主要測(cè)試固定路線自動(dòng)駕駛和一些人行道送貨自動(dòng)駕駛。

到2019年，超過65家公司獲得了加州測(cè)試自動(dòng)駕駛的DMV許可?？偣灿?67臺(tái)測(cè)試車輛獲得了許可證，當(dāng)年行駛了近290萬英里。2020年，獲得許可的測(cè)試車輛數(shù)量增加到668輛，但受疫情影響，行駛里程反而降至199萬英里。這段時(shí)間里，在加州進(jìn)行自動(dòng)駕駛測(cè)試時(shí)，測(cè)試車上需要配備一名安全駕駛員。

安全標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)安全主要關(guān)注基于ISO26262及其四個(gè)ASIL（汽車安全完整性等級(jí)）階段的功能安全。對(duì)于隨后引入的自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛技術(shù)安全標(biāo)準(zhǔn)方面的工作也開始啟動(dòng)。

SAE定義了六個(gè)級(jí)別的駕駛，L3、L4、L5代表自動(dòng)駕駛。這些級(jí)別被廣泛使用。SAE還引入了以下多個(gè)重要概念：

ODD-操作設(shè)計(jì)域，定義了自動(dòng)駕駛可以運(yùn)行的環(huán)境。

OEDR-物體和事件探測(cè)與響應(yīng)，監(jiān)控并響應(yīng)駕駛環(huán)境。

DDT-動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，包括自動(dòng)駕駛駕駛、執(zhí)行OEDR和避免碰撞。

ADS-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，指執(zhí)行DDT的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

自動(dòng)駕駛技術(shù)

此期間內(nèi)，由于多種新技術(shù)涌現(xiàn)出來，技術(shù)開發(fā)受到了諸多關(guān)注。軟件驅(qū)動(dòng)程序是最復(fù)雜的組件，因?yàn)樗枰瓿伤蠨DT功能。傳感器和視覺軟件用于完成OEDR功能。

運(yùn)行所有軟件的計(jì)算機(jī)硬件所需的性能遠(yuǎn)高于此時(shí)間段內(nèi)的可用性能，這是Nvidia和其他處理器設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)。

在這段時(shí)間里，人工智能技術(shù)發(fā)展迅速，也許發(fā)展太快了，以至于目前人工智能的進(jìn)步被高估了。

當(dāng)前狀態(tài)

自動(dòng)駕駛當(dāng)前處于大多數(shù)自動(dòng)駕駛用例的部署試用階段。某些試用階段始于2018年。對(duì)于某些地區(qū)的某些用例，此階段可能會(huì)持續(xù)到2025年或更長時(shí)間。

自動(dòng)駕駛用例

用例已經(jīng)演進(jìn)，它們的重要性也在一定程度上發(fā)生了變化。由于疫情，卡車司機(jī)短缺以及在線訂單和交付量的大幅增加，增加了自動(dòng)駕駛卡車的重要性。

無人駕駛出租車仍然很重要，在美國和中國開始進(jìn)行無人駕駛試驗(yàn)，預(yù)計(jì)未來幾年還會(huì)進(jìn)行更多試驗(yàn)。加州已批準(zhǔn)七家公司進(jìn)行無人駕駛測(cè)試。其中三個(gè)已獲得在特定區(qū)域（Cruise、Nuro和Waymo）部署自動(dòng)駕駛的授權(quán)。Nuro正在測(cè)試載貨自動(dòng)駕駛，而Cruise和Waymo則專注于機(jī)器人出租車。

自動(dòng)駕駛卡車通過在測(cè)試模式下（配有安全駕駛員）交付貨物來產(chǎn)生收入。此用例主要使用貨運(yùn)中心對(duì)貨運(yùn)中心的交付方案，其中大部分駕駛都在高速公路上進(jìn)行的，但每次往返都包含從高速公路到倉庫的短距離行程。

在美國、歐洲和中國的一些城市，人行道自動(dòng)駕駛正在為許多校園和雜貨店提供食品。

道路立法

自動(dòng)駕駛立法仍然有限，但許多規(guī)劃正在進(jìn)行中。法國和德國已經(jīng)邁出了制定自動(dòng)駕駛立法的第一步。其他國家正在通過新的立法，包括中國、英國和美國。

更多國家/地區(qū)可獲得更多測(cè)試許可。歐洲最終在自動(dòng)駕駛出租車測(cè)試方面變得更加活躍，在慕尼黑、巴黎和其他城市進(jìn)行了試驗(yàn)。下面討論的新ISO標(biāo)準(zhǔn)中，將增加固定道路自動(dòng)駕駛的測(cè)試和部署，而歐洲可能處于領(lǐng)先地位。

安全標(biāo)準(zhǔn)

在過去大約一年里，安全標(biāo)準(zhǔn)有所提高。ISO22737LSAD對(duì)于某些自動(dòng)駕駛用例尤其重要。LSAD（低速自動(dòng)駕駛）將用于許多固定路線的自動(dòng)駕駛、貨物的交付以及類似的場(chǎng)景。

ISO21448（預(yù)期功能安全性）將功能安全性擴(kuò)展到自動(dòng)駕駛。該規(guī)范涵蓋了在沒有系統(tǒng)故障的情況下出現(xiàn)的功能安全漏洞。（ISO26262涵蓋系統(tǒng)故障。）

UL4600面向L4-L5兩個(gè)級(jí)別的自動(dòng)駕駛，包括自動(dòng)駕駛開發(fā)的所有方面。UL4600由UnderwritersLaboratories和EdgeCaseResearch共同制訂，基于其當(dāng)前狀態(tài)將ISO26262和21448擴(kuò)展到了自動(dòng)駕駛，并在沒有人工干預(yù)的情況下感知其操作環(huán)境。

IEEEP2851-責(zé)任敏感安全（RSS）模型，利用MobileEye的自動(dòng)駕駛駕駛算法來避免碰撞。RSS是一種形式數(shù)學(xué)模型，防碰撞用的是技術(shù)中立方案。在安全相關(guān)自動(dòng)駕駛行為中，該標(biāo)準(zhǔn)被稱為模型假定。

定義自動(dòng)駕駛級(jí)別和概念的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)-SAEJ3016，正受到越來越多的批評(píng)，當(dāng)僅定義自動(dòng)駕駛術(shù)語時(shí)，其被視為安全標(biāo)準(zhǔn)。我們的同事科林·巴登（ColinBarnden）就此和其他自動(dòng)駕駛安全主題提供了極好的介紹。

SAE可能會(huì)將其六個(gè)級(jí)別從ADAS更新到自動(dòng)駕駛?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)的PhilKoopman的一項(xiàng)提案獲得了相當(dāng)大的支持，該提案基于以下四種Koopman簡(jiǎn)化自動(dòng)化模式：

駕駛員輔助：支持人類駕駛員。

監(jiān)督自動(dòng)化：人類駕駛員監(jiān)控并補(bǔ)充能力差距。

自主操作：沒有人類安全駕駛員。

車輛檢測(cè)：駕駛員可降低因潛在的設(shè)計(jì)缺陷所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。

自動(dòng)駕駛技術(shù)

自動(dòng)駕駛技術(shù)不斷進(jìn)步——某些方面進(jìn)展相對(duì)快一些。軟件驅(qū)動(dòng)程序正在改進(jìn)，其中一些涵蓋了多個(gè)自動(dòng)駕駛用例。而對(duì)于之前從未見過的邊緣情況或新的駕駛情況，仍然是一個(gè)棘手的問題，需要在安全性可接受程度方面取得更大的進(jìn)展。

傳感器隨著改進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)而不斷發(fā)展。而對(duì)于激光雷達(dá)來說，ToF和FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)之間的技術(shù)之爭(zhēng)仍在繼續(xù)。ToF是大多數(shù)自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司使用的成熟技術(shù)。FMCW具有一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，比如干擾極小、優(yōu)異的速度測(cè)量和更遠(yuǎn)的探測(cè)范圍等。然而，成本仍然是一個(gè)問題。長遠(yuǎn)來看，F(xiàn)MCW似乎是贏家。

新一代雷達(dá)技術(shù)正在涌現(xiàn)，它將通過4D或成像雷達(dá)大大提高感知能力。4D雷達(dá)帶來了與激光雷達(dá)的重疊功能，將是未來的領(lǐng)導(dǎo)者。

在其他地方，F(xiàn)IR(遠(yuǎn)紅外線)是另一種有前途的自動(dòng)駕駛傳感器技術(shù)。FIR可以比其他傳感器更好地檢測(cè)溫暖的物體，這對(duì)行人和動(dòng)物的探測(cè)來說至關(guān)重要。

人工智能技術(shù)不斷改進(jìn)，但進(jìn)步的速度似乎已經(jīng)放緩——至少對(duì)于自動(dòng)駕駛來說是這樣。有一個(gè)問題是所謂的黑盒問題：即目前仍然很難確定AI模型如何為自動(dòng)駕駛駕駛做出決策。這種模糊性仍然是自動(dòng)駕駛的一個(gè)大問題。需要更好的解決方案。

未來展望

安全部署階段將因自動(dòng)駕駛用例而異，時(shí)間為2024至2030年，甚至可能更晚——具體取決于領(lǐng)先企業(yè)的計(jì)劃。下面將對(duì)上面的圖表進(jìn)行回顧。

自動(dòng)駕駛用例

包括低速行使的相對(duì)簡(jiǎn)單的交通模式用例中將會(huì)首先進(jìn)行安全部署。這包括在許多公共交通部署中的固定和可變路線的自動(dòng)駕駛。純載貨自動(dòng)駕駛也將會(huì)提早部署人行道自動(dòng)駕駛，作為以步行速度運(yùn)行的最簡(jiǎn)單版本。

Nuro等基于道路的純載貨自動(dòng)駕駛也會(huì)提早部署。Nuro的第三代自動(dòng)駕駛采用了一個(gè)外部安全氣囊，以提高行人的安全性。

機(jī)器人出租車正在部署中，但僅限于部分城市的選定區(qū)域。進(jìn)一步擴(kuò)張將取決于道路立法。未來機(jī)器人出租車的運(yùn)營安全性也將對(duì)未來的擴(kuò)張產(chǎn)生重大影響。一些致命的撞車事故，即便是只有少量撞車事故導(dǎo)致人員受傷或死亡，但都可能會(huì)像滾雪球一樣，這將是所有自動(dòng)駕駛出租車運(yùn)營商面臨的重大問題。

消費(fèi)級(jí)自動(dòng)駕駛將利用機(jī)器人出租車的開發(fā)和部署，但至少會(huì)滯后五年。消費(fèi)類自動(dòng)駕駛的ODD可能有限，其模式類似于自動(dòng)駕駛出租車。決定消費(fèi)者自動(dòng)駕駛部署的最大因素將是未來的道路立法。

一些自動(dòng)駕駛卡車應(yīng)用程序?qū)⒃?025年之前部署，其中貨運(yùn)中心到貨運(yùn)中心模式的將處于領(lǐng)先地位。自動(dòng)駕駛卡車承諾即使在有安全駕駛員的情況下也能提升效率，特別是考慮到當(dāng)前的駕駛員短缺和更好地利用法定休息日之間的行駛時(shí)間。行駛效率可以縮短新鮮農(nóng)產(chǎn)品等商品的行程時(shí)間，因而具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)。

道路立法

到2025年，許多國家可能會(huì)出臺(tái)重要的道路立法。這些法律將對(duì)所有自動(dòng)駕駛用例產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，這可能會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)駕駛部署的延遲。

作為這些考慮的一部分，必須做出幾個(gè)艱難的決定，因?yàn)樾碌淖詣?dòng)駕駛立法條款的制訂所參考的數(shù)據(jù)很少。其中包括如何與人工駕駛車輛相比，來確定自動(dòng)駕駛安全的基點(diǎn)，以及如何衡量這種關(guān)系的演變。自動(dòng)駕駛將會(huì)通過提高安全性的軟件更新而得到改進(jìn)。如何參照一組特定的人類駕駛員來衡量自動(dòng)駕駛的安全改進(jìn)，仍然是一個(gè)懸而未決的問題。

英國通過自動(dòng)駕駛立法的努力對(duì)解決爭(zhēng)論做出了很大貢獻(xiàn)。例如，英國研究人員得出結(jié)論，自動(dòng)駕駛安全性判定是一項(xiàng)最好留給議會(huì)的政治決定。

到目前為止，很少有人討論未來的自動(dòng)駕駛市場(chǎng)對(duì)公司和政府的巨大收入潛力。無疑，這種收入潛力將被納入自動(dòng)駕駛道路立法。自動(dòng)駕駛的提早部署還將帶來技術(shù)和使用經(jīng)驗(yàn)方面的領(lǐng)先地位，隨著自動(dòng)駕駛部署的推進(jìn)，這些技術(shù)和使用經(jīng)驗(yàn)可以在其他國家推廣。

安全標(biāo)準(zhǔn)

自動(dòng)駕駛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展?fàn)顩r良好：ISO21448和UL4600已經(jīng)獲得批準(zhǔn)，IEEEP2851正在制訂中。這些標(biāo)準(zhǔn)必須內(nèi)置到下一代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，以極大地增加安全性。

可能會(huì)有新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出來，或者至少是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的更新。但有個(gè)問題是，是否會(huì)有針對(duì)自動(dòng)駕駛卡車、純載貨自動(dòng)駕駛或其他車輛類別的特定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)？

未來的立法也可能要求在2025年的時(shí)間表內(nèi)制定新的或更新標(biāo)準(zhǔn)。這可能會(huì)對(duì)未來的自動(dòng)駕駛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生最大的影響。

自動(dòng)駕駛技術(shù)

需要持續(xù)改進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)。軟件驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒁蕾囉谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的進(jìn)步和來自擴(kuò)展機(jī)器學(xué)習(xí)的改進(jìn)以及來自測(cè)試和操作的數(shù)據(jù)。

FMCW激光雷達(dá)、4D雷達(dá)和FIR等傳感器硬件和軟件技術(shù)正在進(jìn)入量產(chǎn)階段。對(duì)于所有的傳感器，都將看到其成本的下降和可靠性的提高，激光雷達(dá)將變得更加實(shí)惠。

隨著成本的下降，計(jì)算性能也會(huì)提高。帶有人工智能加速器的芯片將有助于提高重要性。一些自動(dòng)駕駛公司將會(huì)開發(fā)自己的芯片。

挑戰(zhàn)底線

自動(dòng)駕駛必須在批量部署之前克服多重挑戰(zhàn)。技術(shù)復(fù)雜性仍然令人生畏：如何開發(fā)和證明軟件駕駛可以勝過人類駕駛，將仍是一個(gè)主要障礙。

自動(dòng)駕駛用例越來越清晰，有些更容易掌握。流量模式簡(jiǎn)單且速度較低領(lǐng)域的部署將會(huì)成為早期的批量部署。

自動(dòng)駕駛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)展。現(xiàn)在，自動(dòng)駕駛公司需要迅速將這些標(biāo)準(zhǔn)整合到他們的平臺(tái)中。

也許最艱難、可能也是最具爭(zhēng)議的決定，將由制定自動(dòng)駕駛道路立法的機(jī)構(gòu)做出。他們必須在自動(dòng)駕駛的安全性和人類駕駛員的能力之間進(jìn)行權(quán)衡。他們還必須具體說明新法律的實(shí)施辦法，如何授權(quán)自動(dòng)駕駛供公眾使用，以及如何在其生命周期內(nèi)保持授權(quán)。
編輯：黃飛

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