现在的自动驾驶，我们应该聊哪些技术？

汽车 2024-11-28 08:40 江苏

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近年来，随着汽车技术的普及，汽车智能化技术逐渐成为行业焦点。智能化不仅代表了技术发展的必然趋势，也为用户带来了更加便捷、安全和高效的驾驶体验。汽车智能化的实现依赖于多个技术领域的深度融合，其中包括电动化技术提供的能量基础、智能驾驶算法的快速迭代、算力芯片的发展突破以及大规模数据的积累。这些技术的不断进步和政策的支持推动了汽车智能化的快速渗透。

汽车智能化发展现状

1.1 电动化为智能化奠定能量基础

汽车电动化的发展为智能化功能提供了坚实的能量基础。电动车采用到动力电池作为动力源，使得其能够为大量的传感器、计算芯片和通讯设备提供持续稳定的能量支持。而这些设备正是实现智能驾驶和智能座舱功能的关键所在。根据行业数据，2023年我国新能源汽车销量已达到949.5万辆，同比增长37.9%，渗透率达到31.6%。这一趋势表明，随着电动汽车普及程度的不断提高，智能化功能在汽车行业中的地位愈发重要。

新能源汽车的性价比提升也极大地推动了智能化技术的普及。在电动化初期，政府通过购车补贴、免税政策等方式激励消费者购买新能源汽车。而随着电池技术的成熟、生产成本的下降以及整车制造工艺的优化，电动车的经济性逐渐接近甚至超越传统燃油车，从而激发了市场的需求。这一过程不仅为智能化技术的渗透创造了条件，还促使汽车厂商纷纷引入智能化功能以满足消费者的需求。

1.2 智能驾驶与智能座舱的双轮驱动

智能驾驶和智能座舱是汽车智能化发展的两个核心方向，二者在提升驾乘体验的同时，也为行业带来了新的竞争格局。智能驾驶技术通过自动化的方式减少了驾驶员的干预，提高了驾驶的安全性和便捷性。而智能座舱则通过数字化和信息化手段，增强了车内环境的互动性和舒适度。

随着芯片算力的提升、传感器技术的成熟以及算法的快速迭代，越来越多的汽车厂商开始将智能驾驶功能作为车辆标配。从最初的L2级驾驶辅助系统，到如今具备L3甚至L4级别功能的自动驾驶技术，智能驾驶正在快速渗透到各类车型中。而智能座舱方面，随着消费者对车内娱乐、信息系统需求的增加，车载多媒体、语音交互、全景显示等功能也逐渐成为市场的标配。

智能驾驶分级标准

从商业角度来看，智能化功能不仅提升了汽车的附加值，还为车企开辟了新的盈利模式。与传统的硬件销售模式不同，智能化功能通过“硬件预埋+软件收费”的方式，使车企能够在车辆售出后通过后续的软件更新和功能扩展获得持续的收入来源。例如，特斯拉的FSD（全自动驾驶）功能采用订阅或买断模式向用户收费，订阅费为每月99美元，买断费用高达8000美元。这种模式不仅提升了车企的盈利能力，还加速了智能驾驶技术的推广和普及。

城市NOA与车路协同：智能化的核心技术路径

2.1 城市NOA的技术挑战与发展现状

NOA（领航辅助驾驶）技术的引入标志着智能驾驶进入了新的发展阶段。最初，NOA技术主要应用于高速公路等封闭或半封闭场景中，其功能包括自动上下匝道、主动变道、超车等。随着技术的逐渐成熟，NOA技术已从高速场景逐渐扩展到复杂的城市路况，形成了城市NOA这一新的技术方向。与高速NOA相比，城市NOA面临的技术挑战要大得多，主要体现在道路的复杂性、交通流量的多样性以及感知系统对环境的高精度要求上。

城市NOA技术不仅需要车辆能够自主识别红绿灯、行人、非机动车等多种交通要素，还要具备处理无保护左转、复杂路口和动态障碍物的能力。这对传感器、计算能力以及算法的要求都非常高。目前，国内的车企如蔚来、小鹏、理想等品牌都在加紧布局城市NOA技术，并将其视为智能驾驶竞争的核心领域之一。2023年的数据显示，城市NOA的渗透率为4.8%，虽然相比高速NOA仍处于较低水平，但随着技术的逐步成熟，城市NOA的市场潜力巨大，未来几年内有望迎来快速增长。

主流厂商城市NOA进展

2.2 车路协同：单车智能的有力补充

单车智能是目前大多数自动驾驶技术路线的基础，它依赖于车辆本身的传感器、决策系统和执行系统来实现环境感知、路径规划和车辆控制。然而，单车智能存在一些技术瓶颈，尤其是在极端天气、复杂道路环境中，单纯依靠车载传感器很难做到全面准确的感知。这时，车路协同技术的引入为自动驾驶技术提供了有力的补充。

车路协同通过路侧设备与车载系统之间的实时数据交互，实现了对路况的更全面感知。通过在路边设置摄像头、雷达等感知设备，车路协同可以将道路上的实时信息传输给车辆，帮助车辆更好地应对“盲区”或突发情况。例如，在大雨或暴雪天气下，车载传感器的性能会大幅下降，而车路协同系统则可以通过路侧设备提供稳定的环境信息，提升自动驾驶系统的安全性和可靠性。

车路协同的设想的确可以推动智能驾驶的发展，但车路协同的推广仍面临一些挑战，特别是在商业模式的探索方面。目前，车路协同的建设主要依赖政府投资，B端和C端的市场需求尚未完全释放。未来，如何推动车路协同的商业化应用，使其与单车智能技术相辅相成，将是行业发展的关键。

智能驾驶的技术核心：算法、算力与数据

3.1 算法：从传统感知到BEV+Transformer

在智能驾驶的发展过程中，算法的进步至关重要。早期的自动驾驶感知算法主要依赖于激光雷达和摄像头的融合，通过多传感器融合技术实现对环境的感知。然而，这种传统的算法在处理复杂场景时容易出现遮挡问题，且需要大量的计算资源。近年来，随着深度学习技术的突破，新的感知算法BEV+Transformer逐渐成为行业主流。

BEV+Transformer结合了鸟瞰图（BEV）和Transformer架构，它通过多层次的特征融合，能够从多个传感器的数据中提取高精度的环境信息。这种方法不仅提升了感知的精度，还解决了传统算法在处理遮挡物时的局限性。此外，BEV+Transformer还具备多模态融合的能力，能够同时处理摄像头、雷达和其他传感器的数据，极大提升了自动驾驶系统的稳定性和安全性。

3.2 算力：智能驾驶的核心资源

随着自动驾驶技术的不断进步，智能驾驶系统对算力的需求也在快速增长。自动驾驶系统需要处理海量的传感器数据，并通过复杂的算法进行实时决策，这对计算能力提出了极高的要求。尤其是在城市NOA等高级别智能驾驶场景中，系统不仅要处理车辆周围的动态环境信息，还要在复杂交通条件下做出快速准确的判断。

为应对这一挑战，车企开始布局高算力芯片，并通过建立超算中心来满足海量数据处理的需求。目前，NVIDIA的Drive Orin芯片已成为高端车型的首选，这款芯片具备强大的计算能力，能够为未来更高级别的自动驾驶功能提供冗余算力。此外，国内的智能驾驶芯片厂商也在加紧研发，并逐步获得市场认可。未来，随着算力需求的进一步提升，车企与芯片供应商之间的深度合作将成为行业发展的重要推动力。

3.3 数据：多传感器融合与高精地图的进化

自动驾驶系统的运行离不开传感器获取的海量数据。当前，智能驾驶系统主要依赖摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达等多种传感器共同工作。不同类型的传感器各具优势：摄像头可以提供2D视觉信息，雷达能够提供物体的距离和速度信息，而激光雷达则能够生成3D环境模型，帮助车辆实现更精准的路径规划和自主定位。

高精地图是自动驾驶的重要组成部分，它能够提供精准的道路环境信息，包括车道线、交通标识等。然而，高精地图的制作与维护成本高昂，且更新周期长，这给大规模应用带来了挑战。为此，一些车企开始探索去高精地图的方案，通过实时的环境感知和动态建图技术，减少对高精地图的依赖。例如，小鹏、理想等品牌已宣布逐步减少对高精地图的依赖，转而使用实时感知技术来提升系统的灵活性和可扩展性。

成本优化与商业模式探索

4.1 激光雷达的成本下降与视觉方案的兴起

激光雷达曾是高阶自动驾驶系统中不可或缺的感知设备，但其高昂的成本一直是车企面临的难题。近年来，随着国内激光雷达厂商的崛起以及规模效应的释放，激光雷达的成本显著下降。例如，禾赛科技和速腾聚创等国内厂商已成为全球激光雷达市场的领军者，激光雷达的价格相比十年前下降了数倍，性能却大幅提升。

与此同时，一些车企也在探索通过纯视觉方案替代激光雷达的可能性。特斯拉是纯视觉方案的主要推动者，它通过深度学习算法，实现了基于摄像头的环境感知。这一方案不仅降低了硬件成本，还提升了系统的计算效率。然而，纯视觉方案在复杂环境中的表现仍有待提升，因此，目前大多数车企依然选择在激光雷达和视觉方案之间寻找平衡。

4.2 商业模式的转变与软件盈利

智能驾驶技术的推广不仅改变了汽车行业的技术路线，也推动了商业模式的转型。传统汽车的销售主要依赖硬件收入，而智能驾驶功能的引入为车企提供了通过软件盈利的新机会。车企可以通过后续的功能升级、服务订阅等方式，持续为用户提供增值服务。

例如，特斯拉的FSD功能采用订阅模式，不仅为车企带来了持续的收入来源，还加速了技术的推广。其他车企也纷纷效仿这一模式，通过软件更新为用户提供新的功能和服务。这种“硬件预埋+软件收费”的商业模式不仅提升了车企的盈利能力，还推动了智能驾驶技术的快速普及。

结语

随着汽车智能化技术的不断渗透和车路协同技术的逐步推广，汽车行业正在经历一场深刻的变革。智能驾驶的技术进步为用户带来了更加安全、便捷的驾驶体验，而车路协同的引入则为智能驾驶的全面推广提供了有力保障。未来，随着算法、算力和数据技术的不断发展，智能驾驶将逐渐从实验室走向大规模应用，并为全球交通运输系统带来颠覆性变革。与此同时，行业也面临着技术成本、法规政策以及市场接受度等多方面的挑战，如何在快速发展的同时解决这些问题，将是汽车智能化行业未来的关键。

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