是什么塑造了自动驾驶汽车的格局？

自动驾驶汽车 (AV) 行业在许多方面不断发展：技术、用例、安全标准、安全立法等等。本专栏探讨了推动和塑造 AV 行业的关键因素。

下图通过总结当前影响 AV 行业的一些关键 SAE 定义、硬件和软件技术、立法和法规，帮助了解当前的 AV 格局。

SAE AV 术语

SAE 术语是理解 AV的关键，因为它描述了每辆车必须具备的自主能力（部分或完全）。

运营设计域 (ODD)：定义 AV 可以在哪里运行并指定用例，包括多种类型的客运和货运。ODD 将针对每个用例和驱动细分市场有不同的规格。ODD 需要标准化工作（下文将进一步解释）。

对象和事件检测与响应 (OEDR)：通过视觉和软件驱动平台监控和响应驾驶环境。

动态驾驶任务（DDT）：由软件驱动平台完成的驾驶任务。这包括转向、速度控制和制动。它还包括 OEDR 功能和最重要的功能 — 避免崩溃。

自动驾驶系统 (ADS)：针对特定 ODD 持续执行整个 DDT 的硬件和软件平台。ADS 由 AV 计算机系统组成，包括 AV 传感器系统和软件驱动平台。

视音频用例

有两个部分——客运和货物运输——每个部分都有多个类别。

在客运类别中，自动驾驶汽车必须取代或增加单车出行和/或公共交通系统出行。

用于叫车或自动驾驶出租车的AV目前是单车出行的主要细分市场和机会。最终，AV 软件技术将发展到足以允许个人 AV 部署的程度。

固定路线的自动驾驶汽车是公共交通系统的主要部署选项。ISO 22737 低速自动驾驶 (LSAD) 标准对于固定路线的 AV 尤其重要。许多公共交通运营商正在探索为现有公交路线的固定路线自动驾驶汽车引入货车和小型巴士。

在货物运输中，自动驾驶汽车必须替换或增加三类货物交付：第一英里、中间和最后一英里运输。

第一英里交付是指货物运输的第一阶段。对于制造公司来说，这是从工厂到客户仓库的过程。对于零售商而言，第一英里是从大型仓库到较小的本地仓库或商店。一个关键特征是第一英里交付主要是州际或高速公路旅行。大型自动驾驶卡车是该细分市场的主要自动驾驶汽车。

中间一英里通常是从小型仓库或配送中心到商店或履行中心，例如客户取货地点。中英里交付的高速公路或州际公路驾驶较少，导致速度较低和交通模式更加复杂。在如何使用第一英里和中间英里方面可能会有一些重叠。小型自动驾驶卡车或货车是该细分市场的主要自动驾驶汽车。

最后一英里是从零售地点或履行中心运送到最终客户的家中。该路线主要是低速路线，在大城市可能有复杂的交通模式。郊区交付是当今部署大多数测试和试验的地方。已经为最后一英里交付开发了许多创新，包括人行道自动驾驶汽车和仅用于道路货物的自动驾驶汽车。

软件平台

视觉软件平台基于传感器数据完成事件检测和物体检测/识别。

软件驱动平台是最关键的元素，因为它必须完成所有 DDT 和 OEDR 功能。理想情况下，性能将完美无缺；然而，这还不可行。

硬件平台

传感器组合因用例而异，机器人出租车拥有多达 30 个摄像头、20 个雷达传感器、16 个光探测和测距(LiDAR) 传感器以及远红外传感器。

自动驾驶出租车的传感器系统成本很高，主要是由于激光雷达的价格。到 2020 年，拥有价值 55,000 美元硬件和 30 个传感器系统的 AV 将有多达 80% 的总硬件成本投资于传感器技术。到 2025 年，虽然相同的硬件成本仅为 10,000 美元，但传感器仍将占硬件总成本的 70%。

AV 硬件由计算机系统定义，需要不断提升性能以满足软件驱动平台日益增长的需求。冗余的计算机系统架构是防止系统故障的必要条件。

AV 计算机必须遵循下述新兴技术和安全标准。这些计算机还必须符合必要的网络安全和软件立法和合规性规定。

立法和标准

随着 AV 使用量的增加，需要新的立法和法规来确保那些使用和靠近 AV 的人的安全。

AV 道路使用立法：最困难的立法项目之一是定义 AV 道路使用和授权——本质上是定义谁可以使用 AV 以及允许他们在哪里使用它们。关键问题之一是在部署和 AV 生命周期内，与人类驾驶员相比，AV 必须要好多少。解决方案包括关于初始自动驾驶汽车安全水平与历史人类驾驶员安全性的困难且有争议的社会和政治决策。

软件立法：软件定义车辆的汽车软件立法已经出现，但对于自动驾驶汽车来说将更加重要。网络安全和 OTA 软件更新立法已经通过。由于对改进 AV 软件驱动程序平台的广泛跟踪，由于详细的数据可用性，隐私立法也被期待更多。

AV 道路使用授权：需要新的法律、基础设施和 AV 安全跟踪系统。一旦制定了 AV 道路立法，授权哪些 AV 安全通过并被允许上路的基础设施将变得必要。然后，必须在其生命周期内跟踪所有 AV 安全并通过 OTA 软件更新进行升级。

技术和安全标准：ISO 26262 是在所有安全关键系统中大量使用的核心功能安全标准。

ISO 21448 将功能安全扩展到 AV。UL4600 将安全性扩展到 AV，无需人工干预。IEEE P2851 是一个正式的数学模型，它基于 Mobileye 技术应用技术中立的方法来避免崩溃。

德国 OpenODD 项目是描述 ODD 和定义 AV 可以在哪里行驶的未来标准。目标是创建一种机器可读的格式来表示 ODD 规范。ODD 应该在 AV 的整个使用寿命期间都有效。

ODD 用于 AV 的功能规范。它指定了 AV 必须管理的静态和动态环境参数。它们包括所有类型的交通参与者、天气条件、基础设施、位置、一天中的时间以及可能对驾驶情况产生影响的所有其他因素。

概括

AV 开发仍然是汽车和运输行业的主要关注点。这个相对新兴的垂直领域仍然需要正在进行的重大技术进步，即使它们的发展似乎比预期的要慢。

正如预期的那样，管理自动驾驶汽车及其使用所需的立法和法规的发展速度比新技术的创建速度要慢。AV 行业正在推动许多国家的立法行动，最近取得了一些成功案例。世界上几个国家的迹象表明，立法和安全法规将很快出台。正如他们所做的那样，预计 AV 行业将继续增长。

审核编辑 黄昊宇