智能网联汽车电子控制系统:从电子电气架构到控制系统的设计方法
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1.4.4 智能网联汽车产业形态

智能网联汽车涉及车辆的智能化和网联化技术,其技术体系如图1-23所示。在车辆内部,通过感知技术、决策算法和控制执行模块,面向新能源电动汽车进行集成;在外部面向多级应用的车辆-道路和云端深度融合,实现网络信息交互、网联协同感知与控制。

图1-22 智能网联分层架构

图1-23 智能网联汽车技术体系

一般而言,智能网联汽车产业可以从上游产业、中游产业和下游产业来分类。

1.上游产业

上游产业包括感知、决策和执行控制系统,主要与车辆的设计有关。比如机器视觉产业环节的舜宇光学、联创电子等镜头企业;索尼、豪威科技等CMOS图像传感器;松下、麦格纳、大陆等摄像头模组企业;NXP、瑞萨、赛灵思、地平线等图形与视频处理芯片企业;Minieye、Maxieye等纯视觉算法企业。距离与位置探测产业的激光雷达、毫米波雷达、红外及超声波传感器,均以发射电磁和超声探测信号的方式,与障碍物相遇后将反射回来的信号与发射信号进行比较处理,得到目标物的位置、距离、方位、速度、姿态、甚至形状等参数。提供高精度地图服务的高德软件、百度智图科技、灵图软件、凯立德等,受产品化程度、技术标准、生产工艺、政策法律等多方面限制,国内高精地图处于初步量产阶段。在高精度定位感知方面,有基于GNSS及增强系统的定位、惯性传感器的组合导航、基于LiDAR数据与高精地图的匹配、基于视觉数据与高精地图的匹配、基于毫米波雷达数据与高精度地图的匹配、基于通信基站的定位方式。

在计算平台领域,目前来看,博世、Veoneer、安波福、伟世通、大陆、德赛西威、华为是自动驾驶计算平台领域的代表。在相对简单的高速公路L2/L3/L4场景下,车企对芯片的选型要求是算力够用即可,低成本、低功耗、满足车规级。英伟达的GPU产品不太容易满足这些要求;而对于更为复杂的一般道路场景下(无人驾驶出租车或小件货物配送),峰值算力更高的英伟达系列产品则更受认可。在高算力芯片领域,计算平台背后更核心的是高算力芯片。全球主流供应商分别是:瑞萨、高通、英特尔、特斯拉、三星、华为海思、地平线、黑芝麻科技等。其中华为海思、地平线、黑芝麻科技为自主品牌供应商。

2.中游产业

中游主要是总成和整车集成。智能座舱是指集成了智能化和网联化技术、软件和硬件,并能够通过不断学习和迭代实现对座舱空间进行智慧感知和智能决策的综合体。智能座舱的智能在于其能够将用户需求与情感融合成为其内在人格特性,满足用户不同场景的需求,故发展智能座舱应坚持以用户需求,用户体验为中心,以场景为驱动。智能座舱主要构成包括“一芯多屏多系统”、仪表盘、抬头显示(HUD)、流媒体后视镜、语音控制等,这些未来将集成整合为一个系统。

自动驾驶是多元学科的融合,在自动驾驶技术、路端基础设施、网联通信技术的驱动下,自动驾驶企业在技术路线和深耕领域上已形成清晰格局,分为全栈型企业、单车智能企业和网联赋能企业三大方向。

遵循单车智能+网联赋能的技术路径,在车端、路端、云端上同时发力,形成车路云一体化的技术壁垒,同时布局智慧交通整体运营,发展空间广阔。这类企业拥有强大自主研发能力;可以根据场景整合资源构建生态,实现车路云全栈式解决方案;拥有强大的落地运营能力、更强的数据获取能力;还可以搭建数字交通底座和智慧交通大脑,形成数据资源壁垒。全栈型企业以百度、蘑菇车联、华为为代表,随着全栈解决方案得到验证,同时在车端、路端、云端建立技术壁垒,并在智慧交通运营服务上布局的公司具有更广阔的发展潜力和想象空间。

单车智能角度落地自动驾驶包括感知、决策、执行三维度。通过跨越式技术路径攻克高级自动驾驶技术,提供单车全栈式智能驾驶解决方案。代表企业有图森未来、元戎启行、Momenta、小马智行、文远知行、AutoX、轻舟智行、滴滴出行等。

从网联赋能角度落地自动驾驶,以“智慧的路”为主,以赋能的方式,提供网联赋能解决方案,促进行业发展。通信类企业,一般以原有企业技术为基础向自动驾驶业务延伸,以合作、自研方式,从V2X和智能交通等自动驾驶业务拓展;定位类企业,有些可能具备地图采集资质,可作为自动驾驶系统的支持,提供智慧交通全栈式解决方案。代表企业有大唐高鸿、高新兴、希迪智驾、海康智联、千方科技、星云互联等。

随着节能减排与新四化等理念的推行,智能电动汽车已经成为行业共识,新兴造车势力积极探索、以及传统汽车制造企业开始积极转型,推动自身产品向智能电动汽车发展。如蔚来、小鹏、理想、吉利极氪、广汽埃安、长安阿维塔、上汽智己、上汽飞凡、北汽极狐等品牌,在股权设计、管理团队、技术布局、车型规划、渠道建设、用户共创等各方面进行改变和创新,以求重点突破,加速发展。

3.下游产业

在智能网联汽车下游产业中,汽车制造商大都积极地深度参与到交通环境和云服务的建设当中去。首先是车内网络的构造和智慧单元的开发,底层的ECU必须具备自我控制、自我诊断、远程更新等基本功能;其次必须开发面向网联的应用服务,这种服务一般是围绕着高效、节能、安全以及数字化服务开展的。

在私人出行服务领域,Robotaxi是使用自动驾驶技术代替人工驾驶员进行驾驶行为的出租车服务。由于城市出行需求上升与劳动力数量下降出现矛盾,城市车牌限制、停车养车成本增加、公共交通便利性提高等多因素叠加,出行服务人力成本逐年提高,以及交通事故量逐年上升等因素,Robotaxi的规模化普及应用越来越迫切。在公共出行服务领域,Robobus在我国已经进入规模化试运营阶段。目前包括百度、蘑菇车联、文远知行、驭势科技、元戎启行等科技公司、自动驾驶初创企业以及传统车企和零部件公司纷纷布局自动驾驶赛道,在Robobus等方面进行多线布局。成立于2017年的蘑菇车联,是全球领先的自动驾驶全栈技术与运营服务提供商,打造了国内首个城市级自动驾驶商业落地项目,拥有行业领先的“车路云一体化”智慧交通系统方案。

在干线物流领域,创立于2017年的主线科技定位自动驾驶货车服务提供商,具备领先的全栈自动驾驶技术,面向高速干线物流场景和港口物流枢纽提供自动驾驶货车及运营服务,致力于打造覆盖全国的新一代人工智能运输系统NATS,让物流运输更安全、更智能、更经济。在末端配送领域,创办于2019年的白犀牛科技致力于打造面向城市开放道路的L4级自动驾驶无人配送车,以搭建无人配送物流网络和生态规划作为战略布局,以嘉定区生鲜商场、药品、快递等民生需求为落地场景,率先开展无人配送的规模化示范应用,力争打造安全、高效、便捷、智能的全新无人化运输服务体系。在封闭园区物流场景,成立于2016年的踏歌智行公司专注于矿用车无人驾驶技术研究、产品开发和无人矿山整体工程化解决方案设计及实施,提供露天矿无人驾驶运输解决方案以及矿用车主动防撞系统。成立于2015年的智行者科技聚焦无人驾驶汽车的“大脑”研发,致力于成为多通用场景L4解决方案提供商,是业内同时具备开放L4技术能力及限定区域L4落地能力的无人驾驶企业。智能网联汽车的运营产业链如图1-24所示。

图1-24 智能网联汽车运营产业链

路侧单元及基础设施设备的提供商同样需要深度地参与到交通环境和云服务的建设中去,通过标准接口的定义和规范,路侧设备要围绕着智慧交通的总目标来进行。从更宏观的交通与产业管理层面来说,市场的规范化和标准化授权准入、交通大数据分析、政府决策、排放监控等都可以被纳入到其应有的范围。