智能駕駛作為未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展方向,正逐步改變著全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的面貌。任何目的地的到達(dá)并非一條路可以走,技術(shù)的發(fā)展亦是如此,雖然智能駕駛正成為汽車(chē)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的唯一共識(shí),但其技術(shù)框架及未來(lái)的落地形式,依舊有很多不同意見(jiàn),其中不乏單車(chē)智能與智能網(wǎng)聯(lián)之爭(zhēng),也不乏激光雷達(dá)與車(chē)載攝像頭之間的討論,更有高精度地圖使用與否的歧義。
智能駕駛概述
1.1智能駕駛的定義與發(fā)展背景
智能駕駛是指通過(guò)集成先進(jìn)的傳感器、控制器、人工智能算法和高性能計(jì)算平臺(tái),來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自主駕駛功能。智能駕駛技術(shù)的核心目標(biāo)是通過(guò)減少或消除人類(lèi)對(duì)車(chē)輛的控制,降低交通事故率、提升駕駛效率、并提高出行體驗(yàn)。近年來(lái),隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和5G通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展,智能駕駛技術(shù)逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng),成為汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力之一。智能駕駛的發(fā)展過(guò)程可以追溯到上世紀(jì)80年代的自動(dòng)駕駛研究階段,但真正的突破是在進(jìn)入21世紀(jì)后,特別是電動(dòng)汽車(chē)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,推動(dòng)了智能駕駛技術(shù)的商業(yè)化落地。近年來(lái),特斯拉、百度、谷歌Waymo等公司在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的持續(xù)投入,使得智能駕駛技術(shù)逐漸成為現(xiàn)實(shí),智能駕駛汽車(chē)的滲透率也在逐步提升。
1.2智能駕駛對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的三大變革
智能駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅提升了汽車(chē)的功能性,還對(duì)整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,尤其是在單車(chē)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈及商業(yè)模式等方面變革尤為明顯。首先,單車(chē)結(jié)構(gòu)正在從傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)(EEA)向集中式架構(gòu)過(guò)渡。傳統(tǒng)的汽車(chē)設(shè)計(jì)中,車(chē)內(nèi)各個(gè)功能模塊的電子控制單元(ECU)相對(duì)獨(dú)立,信息傳輸通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)。然而,隨著自動(dòng)駕駛傳感器和控制器數(shù)量的增加,傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)已經(jīng)難以滿(mǎn)足日益復(fù)雜的功能需求。因此,車(chē)企開(kāi)始將控制單元集中化,通過(guò)少量強(qiáng)大的中央計(jì)算平臺(tái)來(lái)處理車(chē)輛的各項(xiàng)操作指令。這種架構(gòu)的變化,不僅提升了系統(tǒng)的集成度,還減少了線束的使用,降低了車(chē)輛的整體重量和生產(chǎn)成本。
在產(chǎn)業(yè)鏈方面,智能駕駛技術(shù)促使產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生了從線性形態(tài)到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,軟件能力強(qiáng)的公司更能享受到高的附加價(jià)值。過(guò)去,汽車(chē)制造業(yè)主要依賴(lài)整車(chē)廠商控制整個(gè)生產(chǎn)流程,而在智能駕駛時(shí)代,整車(chē)廠商、軟件供應(yīng)商、傳感器制造商、云服務(wù)提供商等各方的緊密合作變得尤為重要。例如,特斯拉和英偉達(dá)、百度與華為等合作案例表明,未來(lái)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈將更具網(wǎng)絡(luò)化特征,各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同合作將成為行業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
智能駕駛的發(fā)展也推動(dòng)了商業(yè)模式的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的汽車(chē)制造主要依靠整車(chē)銷(xiāo)售和售后服務(wù)獲取利潤(rùn),但在智能駕駛時(shí)代,軟件付費(fèi)、OTA(在線升級(jí))服務(wù)、數(shù)據(jù)增值服務(wù)等新興的商業(yè)模式逐漸興起。以特斯拉為例,其自動(dòng)駕駛軟件通過(guò)分階段解鎖和持續(xù)升級(jí)的方式提供給用戶(hù),這種訂閱式服務(wù)模式不僅提高了用戶(hù)粘性,也為企業(yè)帶來(lái)了持續(xù)的收入流。
智能駕駛技術(shù)的分級(jí)
2.1 L1-L5自動(dòng)駕駛技術(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
為了明確不同程度的自動(dòng)駕駛能力,全球范圍內(nèi)普遍采用了L0-L5,共六個(gè)級(jí)別的技術(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)分級(jí)體系由國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)(SAE)制定,用以描述車(chē)輛在不同程度上的自動(dòng)化程度。等級(jí)0:即無(wú)自動(dòng)。駕駛隨時(shí)掌握著車(chē)輛的所有機(jī)械、物理功能,僅配備警報(bào)裝置等等無(wú)關(guān)主動(dòng)駕駛的功能也算在內(nèi)。
等級(jí)1:駕駛者操作車(chē)輛,但個(gè)別的裝置有時(shí)能發(fā)揮作用,如電子穩(wěn)定程式(ESP)或防鎖死剎車(chē)系統(tǒng)(ABS)可以幫助行車(chē)安全。
等級(jí)2:駕駛者主要控制車(chē)輛,但系統(tǒng)階調(diào)地自動(dòng)化,使之明顯減輕操作負(fù)擔(dān),例如主動(dòng)式巡航定速(ACC)結(jié)合自動(dòng)跟車(chē)和車(chē)道偏離警示,而自動(dòng)緊急剎停系統(tǒng)(AEB)透過(guò)盲點(diǎn)偵測(cè)和汽車(chē)防撞系統(tǒng)的部分技術(shù)結(jié)合。
等級(jí)3:駕駛者需隨時(shí)準(zhǔn)備控制車(chē)輛,自動(dòng)駕駛輔助控制期間,如在跟車(chē)時(shí)雖然可以暫時(shí)免于操作,但當(dāng)汽車(chē)偵測(cè)到需要駕駛者的情形時(shí),會(huì)立即回歸讓駕駛者接管其后續(xù)控制,駕駛必須接手因應(yīng)系統(tǒng)無(wú)力處理的狀況。
等級(jí)4:駕駛者可在條件允許下讓車(chē)輛完整自駕,啟動(dòng)自動(dòng)駕駛后,一般不必介入控制,此車(chē)可以按照設(shè)定之道路通則(如高速公路中,平順的車(chē)流與標(biāo)準(zhǔn)化的路標(biāo)、明顯的提示線),自己執(zhí)行包含轉(zhuǎn)彎、換車(chē)道與加速等工作,除了嚴(yán)苛氣候或道路模糊不清、意外,或是自動(dòng)駕駛的路段已經(jīng)結(jié)束等等,系統(tǒng)并提供駕駛者“足夠?qū)捲VD(zhuǎn)換時(shí)間”,駕駛應(yīng)監(jiān)看車(chē)輛運(yùn)作,但可包括有旁觀下的無(wú)人停車(chē)功能。(有方向盤(pán)自動(dòng)車(chē))
等級(jí)5:駕駛者不必在車(chē)內(nèi),任何時(shí)刻都不會(huì)控制到車(chē)輛。此類(lèi)車(chē)輛能自行啟動(dòng)駕駛裝置,全程也不須開(kāi)在設(shè)計(jì)好的路況,就可以執(zhí)行所有與安全有關(guān)之重要功能,包括沒(méi)有人在車(chē)上時(shí)的情形,完全不需受駕駛意志所控,可以自行決策。(無(wú)需方向盤(pán)自動(dòng)車(chē))
雖然各車(chē)企都在研發(fā)和設(shè)計(jì)智能駕駛功能,但目前大多數(shù)量產(chǎn)的智能駕駛汽車(chē)都處于L2及以下水平,而真正具備L3級(jí)功能的車(chē)輛尚未實(shí)現(xiàn)廣泛商用。盡管像特斯拉、蔚來(lái)等企業(yè)已經(jīng)推出了部分L3功能的車(chē)輛,但法規(guī)和技術(shù)的制約使得L3級(jí)功能的全面普及仍然需要時(shí)間。
2.2 L1-L5智能駕駛技術(shù)現(xiàn)狀
L1-L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)在市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用,其典型的功能包括自適應(yīng)巡航、車(chē)道保持輔助、自動(dòng)緊急制動(dòng)等。例如,特斯拉Autopilot、蔚來(lái)的NOP+等輔助駕駛系統(tǒng)可以在高速公路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟車(chē)、轉(zhuǎn)向以及超車(chē)等功能,但這些功能仍需要駕駛員隨時(shí)準(zhǔn)備接管。因此,這些系統(tǒng)屬于L2級(jí)別的輔助駕駛。L3級(jí)別的智能駕駛系統(tǒng)則面臨著更大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
L3級(jí)別的核心特點(diǎn)在于,車(chē)輛能夠在滿(mǎn)足特定條件時(shí)自動(dòng)駕駛,駕駛員僅需監(jiān)控道路情況??此仆昝?,但L3系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在諸多不確定性。例如,當(dāng)系統(tǒng)遇到復(fù)雜的交通狀況時(shí),如何在極短時(shí)間內(nèi)請(qǐng)求駕駛員接管,以及如何確保駕駛員迅速反應(yīng),這些問(wèn)題尚未得到完全解決。此外,各國(guó)的法律法規(guī)對(duì)L3級(jí)別車(chē)輛的責(zé)任劃分也未達(dá)成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),這也使得L3級(jí)別的商業(yè)化推廣受到了極大的限制。
L4-L5級(jí)別的智能駕駛技術(shù)則主要集中于自動(dòng)駕駛出租車(chē)(Robotaxi)和特定區(qū)域的無(wú)人駕駛測(cè)試項(xiàng)目。L4級(jí)別車(chē)輛在特定條件下能夠完全自主行駛,但在不具備相應(yīng)條件時(shí)(如天氣惡劣或道路復(fù)雜),系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。L5級(jí)別則是全自動(dòng)化的終極目標(biāo),這一技術(shù)可以使車(chē)輛在任何時(shí)間、任何環(huán)境下完全自主行駛。然而,現(xiàn)階段,全球范圍內(nèi)還沒(méi)有L5級(jí)別的量產(chǎn)車(chē)型出現(xiàn)。
電子電氣架構(gòu)的轉(zhuǎn)型:從分布式到集中式
3.1電子電氣架構(gòu)的定義與發(fā)展
汽車(chē)電子電氣架構(gòu)(EEA)是指對(duì)汽車(chē)內(nèi)部各個(gè)電子元件和系統(tǒng)進(jìn)行集成和控制的架構(gòu)設(shè)計(jì),包括傳感器、執(zhí)行器、ECU、線束等。EEA系統(tǒng)的功能是通過(guò)高效的信號(hào)傳輸來(lái)控制車(chē)輛的操作,并確保各個(gè)子系統(tǒng)之間的協(xié)同工作。隨著智能駕駛的快速發(fā)展,汽車(chē)內(nèi)的傳感器和控制系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加,傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)開(kāi)始顯現(xiàn)出其局限性。為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的計(jì)算需求,電子電氣架構(gòu)正在從傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)向集中式架構(gòu)發(fā)展。傳統(tǒng)的分布式EEA通常使用多個(gè)ECU來(lái)分別控制車(chē)輛的各項(xiàng)功能,如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、車(chē)身控制、底盤(pán)控制等。這種架構(gòu)雖然實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的獨(dú)立控制,但隨著自動(dòng)駕駛和智能座艙功能的引入,車(chē)輛需要處理的計(jì)算任務(wù)越來(lái)越復(fù)雜,這使得分布式架構(gòu)在信息傳輸速度和資源調(diào)度方面的瓶頸逐漸顯現(xiàn)。
3.2中央集成架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)
為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的智能駕駛系統(tǒng)需求,車(chē)企們開(kāi)始將電子電氣架構(gòu)從分布式向中央集成式過(guò)渡。這意味著,將多個(gè)分散的ECU整合為少數(shù)功能更強(qiáng)大的中央處理器,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)車(chē)輛的統(tǒng)一控制。以特斯拉為例,其自2017年推出的Model 3就采用了中央計(jì)算加區(qū)域控制器的架構(gòu),通過(guò)減少ECU數(shù)量和優(yōu)化線束布局,不僅提升了系統(tǒng)的處理能力,還降低了整車(chē)的成本和維護(hù)復(fù)雜性。這種集中式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于其能夠更高效地處理來(lái)自各類(lèi)傳感器的數(shù)據(jù),尤其是在涉及自動(dòng)駕駛的復(fù)雜運(yùn)算時(shí),中央處理單元能夠快速響應(yīng)。此外,集中式架構(gòu)還使得車(chē)輛的軟件更新(OTA)變得更加便捷,這也是未來(lái)“軟件定義汽車(chē)”的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)OTA,車(chē)企可以定期為車(chē)輛推送新的功能或修復(fù)軟件漏洞,從而提升車(chē)輛的使用壽命和性能。
智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈的演變與升級(jí)
4.1產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的變遷
智能駕駛技術(shù)的迅速發(fā)展正在推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生深刻變革。傳統(tǒng)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出一個(gè)線性形態(tài),從設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造到產(chǎn)品銷(xiāo)售,各個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立。而在智能駕駛時(shí)代,產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,各類(lèi)廠商之間的協(xié)同合作變得更加緊密。例如,軟件、硬件、云服務(wù)等多方力量需要共同協(xié)作,才能實(shí)現(xiàn)智能駕駛技術(shù)的落地。如今的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)從過(guò)去的“整車(chē)廠為中心”模式,演變?yōu)椤败浻布疃热诤稀钡木W(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。特別是在智能駕駛領(lǐng)域,傳感器、芯片、通信設(shè)備和車(chē)載計(jì)算平臺(tái)等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的作用日益凸顯。車(chē)企已經(jīng)無(wú)法單獨(dú)完成從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的所有步驟,而是需要依賴(lài)供應(yīng)商提供高性能的軟硬件組件和服務(wù)。
4.2產(chǎn)業(yè)鏈的高附加值環(huán)節(jié)
在智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中,具有核心技術(shù)壁壘的企業(yè)往往能夠獲取更多的附加值。具體而言,芯片廠商、軟件供應(yīng)商以及擁有自主研發(fā)能力的整車(chē)廠商將成為智能駕駛時(shí)代的高附加值環(huán)節(jié)。
智能駕駛軟硬件公司隨著智能駕駛技術(shù)的深入應(yīng)用,整車(chē)制造的門(mén)檻逐漸降低,而軟件和算法的地位不斷提升。未來(lái),車(chē)企的競(jìng)爭(zhēng)將更多集中在智能駕駛的軟硬件系統(tǒng)集成能力上,而非傳統(tǒng)的機(jī)械制造水平。與此同時(shí),自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的高精地圖、AI算法、云計(jì)算等技術(shù)的逐步成熟,也將進(jìn)一步推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈從線性向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型。
商業(yè)模式的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)
5.1輕資產(chǎn)造車(chē)與代工模式
智能駕駛技術(shù)的發(fā)展,不僅改變了傳統(tǒng)的技術(shù)路線,也推動(dòng)了汽車(chē)制造模式的轉(zhuǎn)型。近年來(lái),越來(lái)越多的造車(chē)新勢(shì)力選擇“輕資產(chǎn)造車(chē)”模式,即通過(guò)代工生產(chǎn)的方式,實(shí)現(xiàn)品牌車(chē)輛的快速上市。輕資產(chǎn)造車(chē)模式的核心在于,車(chē)企不再需要自己建設(shè)龐大的生產(chǎn)工廠,而是通過(guò)與專(zhuān)業(yè)代工廠合作,將精力集中于車(chē)輛的設(shè)計(jì)、研發(fā)和智能駕駛技術(shù)的開(kāi)發(fā)。例如,華為與賽力斯的合作,就是這一模式的成功案例。代工模式的興起,進(jìn)一步降低了新進(jìn)入者的制造門(mén)檻,使得更多專(zhuān)注于智能駕駛和車(chē)載系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的企業(yè)能夠快速進(jìn)入市場(chǎng)。然而,這一模式也面臨著一些挑戰(zhàn),例如如何保證代工質(zhì)量,以及如何在代工過(guò)程中有效控制成本。這些問(wèn)題仍需要車(chē)企與代工廠共同探索解決方案。
5.2智能駕駛功能的付費(fèi)模式
隨著智能駕駛技術(shù)的不斷進(jìn)步,車(chē)輛的核心競(jìng)爭(zhēng)力逐漸從硬件轉(zhuǎn)向軟件和服務(wù)。越來(lái)越多的車(chē)企開(kāi)始采用軟件付費(fèi)的商業(yè)模式,通過(guò)為用戶(hù)提供增值的智能駕駛功能,來(lái)實(shí)現(xiàn)盈利。例如,特斯拉的FSD(完全自動(dòng)駕駛)軟件可以通過(guò)一次性買(mǎi)斷或按月訂閱的方式提供給用戶(hù),而蔚來(lái)、極氪等企業(yè)也推出了類(lèi)似的智能駕駛功能付費(fèi)服務(wù)。這種商業(yè)模式的優(yōu)勢(shì)在于,車(chē)企可以通過(guò)不斷迭代升級(jí)軟件,持續(xù)為用戶(hù)提供新的功能和服務(wù),從而提升用戶(hù)粘性并獲取長(zhǎng)期收益。同時(shí),付費(fèi)模式也為車(chē)企提供了更多的盈利渠道,尤其是在車(chē)輛硬件配置趨于同質(zhì)化的情況下,軟件付費(fèi)成為了區(qū)分競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的重要手段。
智能駕駛技術(shù)的挑戰(zhàn)與投資機(jī)遇
6.1技術(shù)挑戰(zhàn)
盡管智能駕駛技術(shù)前景廣闊,但在推廣過(guò)程中仍面臨著諸多技術(shù)與商業(yè)挑戰(zhàn)。首先是技術(shù)可靠性的問(wèn)題。隨著車(chē)輛自動(dòng)化程度的提升,智能駕駛系統(tǒng)必須具備極高的穩(wěn)定性和安全性,尤其是在L3及以上級(jí)別的應(yīng)用中,系統(tǒng)不僅要能夠處理日常駕駛中的各類(lèi)復(fù)雜狀況,還需要在關(guān)鍵時(shí)刻迅速做出安全決策。其次是成本問(wèn)題。目前,許多高端自動(dòng)駕駛傳感器的價(jià)格仍然較高,尤其是激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等核心硬件的成本,使得自動(dòng)駕駛車(chē)輛的價(jià)格居高不下。如何降低這些核心技術(shù)的成本,是未來(lái)智能駕駛大規(guī)模推廣的重要課題。此外,智能駕駛的法規(guī)環(huán)境也在全球范圍內(nèi)存在較大差異。各國(guó)的政策法規(guī)尚未對(duì)L3及以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范,導(dǎo)致智能駕駛技術(shù)在不同市場(chǎng)的推廣速度存在顯著差異。
6.2投資機(jī)遇
盡管面臨技術(shù)與法規(guī)的挑戰(zhàn),但智能駕駛領(lǐng)域仍然是資本市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)之一。智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈的高壁壘環(huán)節(jié),如芯片、算法、激光雷達(dá)和高精地圖等領(lǐng)域,吸引了大量投資者的目光。未來(lái),隨著L4-L5級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)的逐步成熟,自動(dòng)駕駛出租車(chē)(Robotaxi)和自動(dòng)駕駛物流車(chē)等新興應(yīng)用場(chǎng)景將為投資者帶來(lái)更多的機(jī)遇。此外,智能駕駛技術(shù)的普及還將推動(dòng)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,包括智能交通系統(tǒng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域,也將成為資本布局的重點(diǎn)。
總結(jié)與展望
通過(guò)對(duì)智能駕駛技術(shù)的框架分析,我們可以看到,智能駕駛不僅是未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈變革的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。從技術(shù)的分級(jí)、電子電氣架構(gòu)的轉(zhuǎn)型到產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式的演變,智能駕駛正逐步從概念走向現(xiàn)實(shí)。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和法規(guī)的完善,智能駕駛的普及速度將進(jìn)一步加快。面對(duì)這一機(jī)遇,擁有核心技術(shù)能力的企業(yè)將占據(jù)有利位置,并引領(lǐng)智能駕駛技術(shù)的發(fā)展潮流。同時(shí),投資者也應(yīng)密切關(guān)注智能駕駛領(lǐng)域的技術(shù)動(dòng)態(tài)和市場(chǎng)趨勢(shì),積極布局具有高附加值的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),以把握未來(lái)的投資機(jī)會(huì)??傊?,智能駕駛技術(shù)的發(fā)展不僅是技術(shù)的變革,更是整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的革命,將深刻影響未來(lái)出行方式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。