自动驾驶技术创新与产业发展研究

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华国栋(江苏智行未来汽车研究院)

摘 要:自动驾驶产业作为全球新一轮科技革命背景下的战略性新兴产业,正与人工智能、环境感知、高性能计算、高速通信网络、大数据等新技术加速跨界融合,构建起全新的产业和应用生态,对全球社会经济发展产生了深远的影响。加快推动自动驾驶产业发展,对于加快形成新质生产力、增强发展新动能、打造具有全球影响力的人工智能创新强国具有重要的促进作用。本文针对自动驾驶产业的技术演进路径、商业应用领域和产业发展趋势进行深入分析,通过调研和梳理相关的政策法规、标准体系、技术创新、应用模式等内容,总结提炼当前自动驾驶产业发展面临的主要问题,并提出相应的对策建议。

关键词:自动驾驶;环境感知;高性能计算;高速通信网络;大数据 

一、全球自动驾驶产业发展背景

当前,数字化、自动化和智能化技术深入发展,提升了各国经济社会发展水平。人工智能技术在各个行业得到广泛应用,全球主要大国在政策法规与标准制定等领域全面发力,抢占自动驾驶产业发展制高点。

(一)全球发达国家多措并举推进自动驾驶产业发展

欧盟、美国、日本、韩国等主要发达国家和地区出台或修订关于自动驾驶的法律法规,为产业发展扫清法律障碍。美国交通部发布《准备迎接未来的交通:自动驾驶汽车3.0》等政策文件,美国众议院通过了《自动驾驶法案(Self Drive Act)》,联邦政府与各州政府分工配合,共同推动自动驾驶汽车的推广应用。德国联邦议院和联邦参议院于2021年通过了《自动驾驶法》,明确规定具有自动驾驶功能的机动车可以在指定的运行区域独立执行驾驶任务,且无需驾驶员驾驶车辆。日本于2022年公布《道路交通法》修正案,该法案列入了在特定条件下实现完全自动化驾驶的“Level 4”运行许可制度。韩国国土交通部于2020年发布《自动驾驶汽车安全标准》,提出L3级自动驾驶汽车商用化安全标准,允许自动驾驶汽车在公共道路运行。一些发达国家已通过顶层立法明确允许L4级别全无人自动驾驶汽车在开放道路运行。

从技术发展趋势看,发达国家以单车智能为主要发展路径,先后出台L1、L2级别的智能驾驶相关标准,加速市场发展和产品落地。欧盟新车安全评鉴协会(Euro NCAP)公布的指南显示,2017年欧盟将速度辅助系统(SAS)、自动紧急制动(AEB)、车道偏离预警/车道偏离辅助(LDW/LKD)纳入新车安全加分项。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)和高速公路安全保险协会(IIHS)要求2022年将自动紧急制动(AEB)等高级驾驶辅助系统(ADAS)功能纳入新车技术标准。世界主要发达国家实现ADAS系统的大规模前装,催化了智能驾驶技术发展和商业化应用。在测试验证方面,美国、瑞典、日本、韩国等国家大力建设智能汽车测试基地,通过模拟多种道路和场景类型,提供覆盖城市道路、高速、郊外、高架、山丘、隧道等丰富的测试应用场景,促进汽车智能化技术成熟和产业发展。美国基于在人工智能、高性能计算、车规级芯片、软件算法等信息技术领域的优势,在自动驾驶技术领域保持领先;欧洲基于先进的整车研发制造和零部件优势,重点推进智能驾驶及相关零部件的前装量产,提升车辆安全技术水平;日韩基于完善的道路基础设施,通过发展智能交通系统(ITS),推进车联网商业化进程。博世、英伟达等跨国企业大力投入自动驾驶系统和零部件产品研发,开拓全球市场。

(二)我国自动驾驶产业发展优势逐步显现

我国将自动驾驶产业列为重要的战略产业发展方向。国务院办公厅出台《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,国家发展改革委等11部门出台《智能汽车创新发展战略》,工业和信息化部出台《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》。江苏省、深圳市、北京市、杭州市等地先后出台关于智能网联汽车的法律法规,推动自动驾驶汽车在地方先行先试。

我国自动驾驶产业呈现强劲发展势头,L1到L2级部分和组合驾驶辅助技术已经成熟。据媒体公开报道,2025年1—7月,中国乘用车市场组合驾驶辅助系统新车渗透率达到62.58%;根据公安部发布的数据,全国发放自动驾驶汽车测试牌照1.6万张,开放测试道路超过3.2万公里;另据媒体报道,道路测试总里程达到1.2亿公里。2023年11月17日,工业和信息化部、公安部、住房城乡建设部与交通运输部正式印发《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》,遴选具备量产条件的搭载自动驾驶功能的智能网联汽车开展准入试点,并对取得准入的智能网联汽车在限定区域内开展上路通行试点。

随着我国大力推进汽车产业新能源化、智能化、网联化转型升级,新技术、新产品、新应用不断涌现,新一代电子电气架构、车用操作系统、高性能计算和车载以太网络系统实现规模应用,多域融合控制器上车推广,车载激光雷达前装量产,智能线控底盘技术也取得关键突破。当前,我国自动驾驶技术发展和应用水平处于全球领跑阶段,对于实现高水平科技自立自强,提高我国人工智能和新一代信息技术产业在全球产业分工中的地位和竞争力,提升产业链供应链韧性和安全水平,具有重要的标杆意义。

二、自动驾驶核心产业链分析

自动驾驶汽车搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,基于机器视觉、雷达、组合导航等多传感器融合的环境感知技术,通过自动驾驶算法完成车辆路径规划和自动避障处理。根据决策规划系统计算的车辆执行控制规则,生成对汽车底盘线控系统的驱动、制动、转向的控制命令,将决策控制信息与车辆底层控制系统深度集成,实现车辆自动驾驶(见图1)。

(一)车载环境感知

通过机器视觉、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、组合导航等多传感器系统,探测周围环境和自身状态,进行环视探测和实时测距,实现导航定位信息、道路信息、其他车辆和行人等障碍物信息、自身的位姿信息及运动状态数据的融合,并基于点云数据的多目标识别及跟踪、行驶障碍物检测和道路标志标线检测,为车辆智能驾驶行为决策提供数据依据。

(二)车载以太网络

提供高带宽和低延迟的通信能力,用以满足低延迟4K视频和增强现实等需求。基于域的架构将具有相似功能的部分(如动力域、底盘域、车身域、座舱域和 智能驾驶域)组合在一起,采用区域控制架构的方法,将位置相近的子系统分组,减少布线需求,在各区之间的车辆通信“主干”上进行数据传输。基于域的架构要求车载网络具有更高的性能和带宽,同时需高度集成专用车载计算单元,以支持先进驾驶辅助系统等实时应用。

(三)智能座舱

将车辆内部与外部环境、车辆控制及乘客体验相结合。通过集成各种传感器、控制器、显示器和通信技术,实现对车辆的智能化管理和控制,进而提高驾驶安全性和舒适性。集成了多种技术和算法,包括 语音识别、自然语言处理、 人脸识别、 手势识别、增强现实(AR)技术等,提供丰富的交互体验和功能;同时,还考虑了乘客的舒适性和娱乐需求,通过车载信息娱乐系统提供音频、视频和内容服务。此外,智能座舱利用车联网功能与其他车辆和基础设施进行通信,实现实时交通信息共享、道路状况预警等功能,提高行车安全,最终实现座舱与人、车、路的智能交互,使汽车成为更加智能化和人性化的出行工具。

(四)动力系统

将发动机或电动机产生的动力,经过一系列的动力传递,最后传到车轮的整个机械控制过程。发动机或电动机运转,实际上是曲轴在旋转,曲轴的一端固定连接一个飞轮,此飞轮与离合器配合,以控制飞轮与变速器的连接通断,动力经过变速器变速后,通过万向节和传动轴传到差速器,由差速器将动力平均地分到两侧车轮的减速器,最终通过减速器的双曲线齿轮传到车轮。

(五)智能底盘

执行人工或智能驾驶操控命令,保持车辆稳定性、操纵性能、路径跟踪性能、主动安全性能。线控系统是智能底盘的核心系统,包括线控驱动、线控转向、线控制动、电子驻车和主动悬架控制等部件。其作用是将驾驶决策控制信息与车辆底层控制系统深度集成,通过线控技术完成转向、驱动和制动执行机构的电控化。汽车的操纵指令以电信号等形式通过车载网络传递给电子控制器及执行机构,实现汽车的自动驾驶。

(六)汽车软件

管理车载系统的硬件、软件及数据资源,控制程序运行,提供人机界面,为上层软件提供支持,实现环境感知、决策规划与执行控制,支持智能网联汽车的高级辅助驾驶、有条件自动驾驶和完全自动驾驶。

(七)汽车信息安全

采取加密通信、多重身份验证、网络安全监控等各种措施加强车辆的安全性,保护车辆和车辆中的电子系统免受未经授权的访问、使用、披露、干扰和破坏的威胁。

三、我国自动驾驶产业的地方实践

江苏、北京、上海、广州、深圳、杭州、武汉等省市立足于装备制造、人工智能和新一代信息技术产业优势,锚定万亿级产业增量市场,先后制定和发布地方政策法规,给予自动驾驶汽车和无人驾驶装备公共道路行驶路权,明确管理和商业营运规则,持续扩大应用规模,覆盖城市和乡村道路等多种道路类型,以强有力的政策措施全方位推动自动驾驶项目投资和推广应用,力争在新质生产力培育发展进程中取得优势竞争地位。

(一)北京市自动驾驶产业发展情况

2024年12月31日,北京市第十六届人民代表大会常务委员会通过《北京市自动驾驶汽车条例》。据《北京日报》报道,截至2024年2月底,全市累计开放自动驾驶测试示范道路1160余公里,覆盖通州、顺义的600平方公里区域;自动驾驶应用场景丰富多样,全面推动无人配送车、无人小巴、自动驾驶接送机服务、无人清扫车和无人巡逻车商业应用。据百度世界大会发布的数据,截至2023年10月,北京百度阿波罗的自动驾驶系统,在31个汽车品牌的211款车型上实现量产,累计搭载超900万辆。

(二)上海市浦东新区自动驾驶产业发展情况

2022年11月23日,上海市第十五届人民代表大会常务委员会通过《上海市浦东新区促进无驾驶人智能网联汽车创新应用规定》。浦东以区域内企业测试需求、城区居民生活工作需求、城市运营管理需求为导向,推进企业在浦东开展L3级自动驾驶产品准入和上路通行试点。根据澎湃新闻报道,截至2025年3月,上海市累计开放自动驾驶测试道路2767公里,鼓励无人出租、无人公交、无人驾驶装备企业开展示范应用,推进商业化落地。

(三)广州市自动驾驶产业发展情况

2024年11月,广州市第十六届人民代表大会常务委员会通过《广州市智能网联汽车创新发展条例》。广州市人民政府网站显示,全市累计开放智能网联汽车测试示范道路1980公里。

(四)深圳市自动驾驶产业发展情况

2022年6月23日,深圳市第七届人民代表大会常务委员会通过《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》。根据深圳市交通运输局公布的数据和公开报道,深圳市累计开放自动驾驶测试示范道路2101公里,全市投入自动驾驶汽车近千辆,以无人出租车为重点,在坪山、宝安、南山开展商业化示范应用,同时在福田区、妈湾港开展无人环卫清扫装备、港口集装箱卡车试点运营。

(五)武汉市自动驾驶产业发展情况

2024年8月28日,武汉市第十五届人民代表大会常务委员会通过《武汉市智能网联汽车发展促进条例》。据武汉市政府网站数据显示,全市先后开放自动驾驶测试示范道路约3379公里,辐射面积约3000平方公里,覆盖人口超770万,以无人出租、无人公交为重点,实现了跨区通行、跨江通行、机场高速通行等多个应用场景的全国首创,开放道路里程数和开放区域数量均保持全国前列。

(六)江苏省自动驾驶产业发展情况

2023年11月,江苏省第十四届人民代表大会常务委员会通过《关于促进车联网和智能网联汽车发展的决定》,多领域、多学科推动技术进步和市场应用。固态激光雷达、高性能计算芯片、智能驾驶软件、车用操作系统、行泊一体域控制器、无人驾驶装备等关键核心技术得到突破,处于全球先进水平。南京、无锡、苏州、常州、盐城等地已建成专业自动驾驶测试场地,包括国家级测试基地。标准引航成效显著。全省开放自动驾驶示范应用道路7500公里,上千辆自动驾驶公交、出租、港口集装箱车辆、物流配送、环卫清扫、道路巡检、移动充电、售卖装备开展示范应用和商业化运营。

四、推动自动驾驶产业高质量发展的建议

为促进我国自动驾驶产业高质量发展,抓住产业发展窗口期,抢占全球战略性新兴产业发展制高点,提出如下建议。

(一)加强政策法规体系建设

顶层规划方面,围绕自动驾驶发展所需的政策、法规、标准等核心内容开展体系建设工程;加速出台自动驾驶的上路细则,在自动驾驶汽车、无人驾驶装备的路权、事故责任界定、交通违法处理和商业化运营方面给予保障和指导,加速相关产业发展;制定专项支持政策,提供强有力的政策法规保障,从而拓展道路类型,实现跨区域示范应用,加快商业化运营。

(二)加快推动自动驾驶商业应用

在自动驾驶商业应用方面,围绕应用场景、设施建设、运营模式等维度构建推广应用体系;鼓励开展试点示范应用项目,扩大商业应用范围,给予专项资金支持,加速产业集聚和落地推广。以形成商业闭环的无人驾驶物流运输为重点,大力推广无人快递配送、商超配送、冷链生鲜运输、园区工业品配送等应用场景建设,逐步开展无人驾驶公交、港口集装箱车辆、环卫清扫、安防巡检、移动充电、售卖装备商业应用推广。扶持创新创业企业快速成长,通过集中产业优势资源,支持产业集群做大做强。

(三)加快构建产业发展生态体系

大力支持智能驾驶域、座舱域、车身域、底盘域、动力域等企业组建产业生态圈,链接全球优质的企业、技术、人才等资源,开展供需对接产业促进活动,通过举办产业大会、专业论坛、企业培训等系列活动,对接龙头项目和重点企业,吸引上下游企业集聚,持续完善产业链上下游生态。

参考文献

[1]燕翙江,林强,党利冈.自动驾驶产业政策发展研究[J].汽车文摘,2025,(02):44-51.

[2]周晨.人工智能技术在汽车自动驾驶中的应用[J].汽车测试报告,2024,(05):16-18.

[3]陈颖.自动驾驶技术研究现状及发展趋势[J].能源技术与管理,2021,46(03):34-37.

[4]刘洋,占佳豪,李深等.自动驾驶技术的未来:单车智能和智能车路协同[J].汽车安全与节能学报,2024,15(05):611-633

[5]霍治方,刘刚.智能化转型背景下自动驾驶产业化的中国实践[J].中国科技论坛,2024,(07):95-109.

[6]陈兵.从科技伦理看自动驾驶技术创新发展[J].中国党政干部论坛,2024,(07):74-77.

[7]李晓华.自动驾驶的发展现状、挑战与应对[J].人民论坛,2023,(18):68-72.

[8]陈雪瑶.自动驾驶技术创新态势研究[J].海峡科技与产业,2024,37(12):41-46.

[9]庄伟超,殷国栋.智能驾驶引发汽车产业生态重构[J].群众,2025,(10):20-22.

[10]孙铭杰.自动驾驶技术应用的法律问题及其规制路径[J].交通运输部管理干部学院学报,2021,31(04):44-48.

(作者系江苏智行未来汽车研究院院长) 

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