自動駕駛是指通過人工智能、傳感器和其他技術實現(xiàn)車輛在沒有人為干預的情況下自主行駛的能力。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作,讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下,自動安全地操作機動車輛。2023年,武漢示范區(qū)擁有常態(tài)化運行自動駕駛車輛(含自動駕駛出租車和無人巴士)近500輛,全年自動駕駛出行服務訂單73.2萬單,服務90萬人次 [1]。自動駕駛是指通過先進技術,使車輛能夠在沒有人類干預的情況下自主完成駕駛?cè)蝿?。該技術依賴于多種傳感器,如激光雷達、攝像頭和雷達,以實時感知周圍環(huán)境,并通過復雜的算法進行決策。
自動駕駛系統(tǒng)通常分為多個級別,從完全手動駕駛到完全自動駕駛,最高級別的自動駕駛車輛能夠在任何情況下自主行駛 [3]。國際自動機工程學會關于自動化層級的定義已經(jīng)成為自動化/自動駕駛車輛的全球行業(yè)參照標準,用以評定自動駕駛技術級別。2021年8月,中國國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會批準發(fā)布《汽車駕駛自動化分級》,級別定義如下:L0:系統(tǒng)會提供警告,或者是短暫的控制。
駕駛員是車輛持續(xù)性行為的唯一決策者,需要控制方向盤,油門,剎車等一切控制裝置。典型功能:車道偏離預警,自動緊急剎車,,BSD盲點預警等。L1:系統(tǒng)會提供橫向(轉(zhuǎn)向)或者縱向(制動和加速)的車輛控制。可以輔助駕駛員進行橫向或者縱向的駕駛輔助控制。如車道保持輔助自適應巡航控制等。L2:系統(tǒng)可以主動保持和前車距離的同時,糾正車輛在車道內(nèi)的橫向位置,保持在車道中間行駛。如:車道居中輔助(LCC),自動輔助駕駛(AP)。L2系統(tǒng)只提供輔助功能,駕駛員需始終對車輛的行駛安全負責。L3:在一定條件下,系統(tǒng)駕駛權與責任全部交給自動駕駛系統(tǒng)。不符合條件時,系統(tǒng)報出接管請求,由駕駛員接管車輛。該等級下事故責任可能歸于廠商,然而,當系統(tǒng)提示駕駛員接管,但駕駛員未能及時反應導致事故時,責任仍可能由駕駛員承擔。
L4:系統(tǒng)幾乎不需要駕駛員監(jiān)控路面和系統(tǒng)狀況。當系統(tǒng)出現(xiàn)不能滿足自動駕駛條件的工況時,若駕駛員無反應,可以自動執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿战庸?,系統(tǒng)具備自動達到最小風險狀態(tài)的能力。在該等級下,無人駕駛汽車的事故責任一般由廠商負責。L5:系統(tǒng)在任何可行駛條件下都能完成所有駕駛?cè)蝿? [4]。
自動駕駛汽車(Autonomous vehicles;Self-driving automobile )又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機器人,是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。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。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作,讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下,自動安全地操作機動車輛。 [1]截至2024年8月27日,中國已累計發(fā)放自動駕駛汽車測試號牌1.6萬張,開放了公共測試道路3.2萬公里,有力支撐了自動駕駛技術驗證和更新迭代。
性能3D霍爾傳感器解決方案,在單個芯片上實現(xiàn)四種測量模式
出于安全、舒適和能效考慮,通常使用磁傳感器對汽車進行位置檢測(包括轉(zhuǎn)向角檢測),磁傳感器通過測量磁場的強度或變化來確定目標的位置或旋轉(zhuǎn)。TDK提供HAL 39xy 3D霍爾傳感器,該傳感器符合ISO 26262自動駕駛車輛安全標準,具有出色的功能和靈活性。
3D霍爾傳感器利用霍爾效應來測量x軸、y軸和z軸的磁場,從而檢測線性運動以及磁場旋轉(zhuǎn)。HAL 39xy是唯一一款能在單個芯片上提供以下四種測量模式的磁傳感器:1.線性位置,2.旋轉(zhuǎn)角度可達360°,3.旋轉(zhuǎn)角度可達180°和4.3D測量。它不僅具有低功耗的特點,而且支持各種最新的數(shù)字接口*3,包括SENT/PSI5和Short PWM Code (SPC),并且已被采用在自動駕駛汽車的轉(zhuǎn)向角檢測系統(tǒng)中。
單個芯片上的四種測量模式

傳感器的另一個主要特點是其補償雜散磁場*4的內(nèi)置功能。隨著汽車的計算機化和電氣化程度越來越高,來自各種磁場的干擾已經(jīng)成為一個日益突出的問題,但HAL 39xy用一項革命性的技術解決了這一難題:為傳感器配備補償功能。
此外,小巧輕便的HAL 39xy有望應用于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角檢測等解決方案中。目前,線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正在進行實際應用開發(fā),有望應用于高級自動駕駛。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依靠電信號來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向,省去了駕駛員控制方向盤和輪胎轉(zhuǎn)動之間的機械連接。此外,HAL 39xy還可以用于多種線控系統(tǒng),從線控制動到線控換擋。
在當前全球技術革新的浪潮中,自動駕駛技術正迅速成為汽車行業(yè)的焦點。尤其是進入2024年,伴隨各項利好政策的推動、端到端等新技術的應用、特斯拉FSD(完全自動駕駛)入華消息的催化,自動駕駛熱度不斷升溫,2024年也因此被視為自動駕駛元年。
市場研究公司富士Chimera研究所發(fā)布的研究報告預測,2024年,L2級自動駕駛汽車產(chǎn)量將達到4513萬輛,L3級自動駕駛汽車產(chǎn)量將達到30萬輛。
自動駕駛領域是人工智能創(chuàng)新的主要方向之一,推動人工智能系統(tǒng)處理復雜且不可預測的現(xiàn)實場景。自動駕駛行業(yè)的發(fā)展,不僅推動了技術的創(chuàng)新,也為消費者帶來了更加安全、便捷的駕駛體驗。
然而,自動駕駛從起步到如今的變革性突破,已歷經(jīng)百年歷史,未來自動駕駛將如何發(fā)展?AI大模型和北方工業(yè)大學汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心主任、教授紀雪洪分別給出了自己的答案。
AI看未來:自動駕駛將為交通帶來革命性變化
自動駕駛行業(yè)的未來發(fā)展趨勢究竟如何?
百度旗下AI大模型文心一言給出了它的預測:
自動駕駛行業(yè)正步入一個快速發(fā)展的黃金時期,其未來發(fā)展趨勢展現(xiàn)出無限潛力與廣闊前景。技術創(chuàng)新是推動自動駕駛行業(yè)發(fā)展的核心動力,包括傳感器技術、人工智能算法、大數(shù)據(jù)處理以及5G通信等領域的突破,將顯著提升自動駕駛系統(tǒng)的感知、決策與控制能力。
隨著這些技術的不斷成熟,自動駕駛汽車將實現(xiàn)從輔助駕駛到完全無人駕駛的跨越,為交通出行帶來革命性變化。
在未來,自動駕駛汽車將廣泛應用于智能交通、物流、共享出行等多個領域,不僅將大幅提升交通效率,減少交通擁堵,還將顯著降低交通事故率,提升出行安全性。同時,自動駕駛技術與電動汽車的結(jié)合,將推動交通出行向更加環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。
然而,自動駕駛行業(yè)的發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn),包括技術瓶頸、法規(guī)完善、基礎設施建設以及社會接受度等問題。
解決這些問題需要政府、企業(yè)、科研機構及社會各界共同努力,通過加強技術創(chuàng)新、完善法規(guī)體系、加快基礎設施建設以及提升公眾對自動駕駛技術的信任度等措施,推動自動駕駛技術健康發(fā)展。
此外,隨著全球各國對自動駕駛技術的重視程度不斷提升,國際合作與交流也將成為推動自動駕駛行業(yè)發(fā)展的重要力量。通過加強國際合作,共同制定國際標準和法規(guī),將有助于推動自動駕駛技術的全球化應用與普及。
專家展望:實現(xiàn)完全無人駕駛,還需5~10年時間
NBD:未來幾年內(nèi),您認為自動駕駛行業(yè)將迎來哪些重要的技術突破?如何推動自動駕駛行業(yè)進入大規(guī)模商業(yè)化應用階段?
紀雪洪:人工智能的發(fā)展,將對自動駕駛起到重大的推進作用。
隨著大模型的發(fā)展,車輛數(shù)據(jù)收集會不斷豐富,加上算力技術的進步,能夠推動自動駕駛走向一個新的階段。
NBD:特斯拉FSD系統(tǒng)的最新進展對整個行業(yè)有哪些影響?
紀雪洪:在自動駕駛領域,特斯拉是最早開始做的,特斯拉FSD系統(tǒng)的最新進展對行業(yè)具有引領作用,可以讓大家對自動駕駛的信心逐步增強,更好地理解自動駕駛的發(fā)展方向。
NBD:未來,自動駕駛將如何重塑交通出行?是否會催生新的商業(yè)模式和就業(yè)機會?
紀雪洪:自動駕駛對交通出行的影響,最主要的在于它能夠降低事故發(fā)生率,讓人們的出行更加安全。同時,自動駕駛可以解放人類的雙手,讓人們能夠更好地掌控自己的時間。
此外,自動駕駛還能催生新的商業(yè)模式和就業(yè)機會。例如,共享經(jīng)濟模式可能會更加成熟,上游產(chǎn)業(yè)鏈中的傳感器、車路云協(xié)同等也會被帶動發(fā)展。
NBD:自動駕駛的哪些場景最具商業(yè)化潛力?
紀雪洪:目前來看,自動駕駛技術會在一些相對簡單的封閉場景中率先得到應用,例如礦山、碼頭、封閉的園區(qū)等。實際上,在這些領域,自動駕駛技術已經(jīng)取得了一定的商業(yè)化效果。未來,自動駕駛會逐步過渡到比較簡單的道路場景,包括物流場景等。不過,最終要實現(xiàn)完全的無人駕駛,可能需要5~10年的時間。
NBD:未來中國自動駕駛行業(yè)要實現(xiàn)領先,需要在哪些方面加強投入和創(chuàng)新?
紀雪洪:現(xiàn)在中國處于一個相對領先的位置。未來,需要在算力技術、軟件的操作系統(tǒng)等領域持續(xù)創(chuàng)新突破,加大投入。未來3~5年,在自動駕駛領域,我們與美國的差距會進一步縮小。中國自動駕駛行業(yè)實現(xiàn)全球領先還是非常有可能的。