通用自动驾驶的发展之路

有了这个热门话题，我们来谈谈车企的整体战略方向。事实上，有一个核心问题，那就是美国、欧洲和中国一线城市未来的汽车需求是增加还是减少。前者意味着我们可以继续增加平台来抢占市场，而后者则需要仔细权衡是否有必要在特定车型上收缩。因此，我们可以看到，美国有三家企业选择收缩到一定规模，日本有几家企业考虑整合后进行调整，而德国汽车行业则选择削减柴油和内燃机，增加对电动汽车的投资。自动驾驶的策略是一个需要考虑的关键话题，每种方法都可能不同。总的来说，这个热点是Cruise Automation和Super Cruise，这是一个以自动驾驶服务为导向的高端车辆辅助驾驶系统。从自动驾驶服务和高端汽车的演变来看，我们从双方共同努力，将其分为两条道路。自动驾驶服务的第一部分，让我们回收这个事务。现在看来它真的很有趣。这笔钱在当时是天价，现在整个业务的价值已经超过100亿美元。

在汽车电动化、车联网和自动驾驶的技术支持下，基于车辆共享前提下的出行即服务影响着汽车企业的未来。按照这个逻辑，前面的企业面临的挑战就越多。当公众观念发生变化，消费者习惯随着技术进步而转变时，企业本身无法抗拒这种变化。通用汽车也有类似的转变。电动化、智能网联、自动驾驶和共享服务的结合将推动未来个人出行模式的实现。该公司致力于开发先进技术，将全球资源与当地优势相结合，积极推动汽车行业从传统制造业向智能出行服务业转型。

咨询公司Navigant的一份新报告《Navigant自动驾驶领导委员会》引起了汽车行业的广泛关注。报告对19家具有代表性的无人驾驶汽车公司进行了排名。

它分为四类：领导者、竞争对手、挑战者和追随者：领导者：通用汽车、福特汽车公司、Waymo（谷歌）、大众汽车（以奥迪为主）、戴姆勒-博世、雷诺-日产联盟、Ampofo（德尔福分离）、宝马-英特尔-菲亚特克莱斯勒竞争对手：沃尔沃-奥托立夫-爱立信-智能、PSA等。丰田、现代挑战者：优步、特斯拉，本田和苹果通用汽车（Apple General Motors）斥资10亿美元收购了旧金山一家名为Cruise Automation的小型软件公司（致力于开发无人驾驶技术），并将利用此次收购弥补其无人驾驶技术空缺，这将帮助通用汽车在无人驾驶汽车领域赢得一席之地。通用汽车赋予Cruise首席执行官Kyle Vogt足够的自主权和影响力，不仅可以保持原有的独立运营机制，还可以轻松获得汽车设计和底层架构。巡航工程师可以与通用汽车的工程师密切合作，通用汽车要求联邦政府批准明年开始生产无方向盘或踏板的改装Bolt。根据未来的形式，基于Bolt的开发也是暂时的状态，最终的自动驾驶汽车将以SAV的形式出现。如下图所示，符合要求的电动汽车是按照共享运营模式设计的，以充分发挥电动汽车和自动驾驶的优势。

通过通用汽车发布的“2018自动驾驶安全报告”，我们梳理了通用汽车自动驾驶的一些核心安全设计注意事项。这款车基于无需驾驶员即可安全行驶的理念，在设计、开发、制造、测试和验证的方方面面都充分考虑了安全性。自动驾驶系统从开发初期就集成到汽车中，在与软硬件团队的密切合作下，通用汽车已经完成了所有潜在的故障模式……

对系统进行了评估，并逐一解决了这些问题，以确保车辆的安全性和可靠性。首先，我们看到，为了实现“感应”功能，车辆的传感器系统配备了1）五个激光雷达：激光雷达是最关键的，五个激光天线都布置在车顶上。2） 16个摄像头：这些密集的摄像头在车辆的不同位置从不同角度获取图像数据。这些图像数据是激光雷达的数据补充，也是重要的传感来源。3） 二十一个雷达：雷达是激光雷达的补充。使用毫米波雷达的数据，我们可以看到低反射率的联合雷达：前1侧2，用于检测前方和侧面的移动车辆，以及用于需要检测更大视野中的移动的车辆的长距离雷达：前2和后2，共四个。近程雷达用于探测前后车辆和测量车辆速度：有10个近程雷达，主要用于探测车辆附近的物体，主要是行人、自行车和其他重要物体。这些传感器数据使车辆能够识别复杂的环境。值得一提的是，常用的传感器可以覆盖短程和远程，并具有360度视角。当两个传感器一起使用时，速度数据不再是问题。相机也是激光雷达的补充，因为它可以测量物体发射或反射的光的强度，这样“大脑”就可以获得物体的更多细节。两者结合后，车辆在做出决策时更有信心。在确定了空间和时间之后，车辆可以规划路径。

图这辆车（第三代）配备了各种传感传感器系统，覆盖了外部的360度自动驾驶计算平台：计算“大脑”的关键是计算“头脑”，计算平台可以让车辆掌握世界各地的情况并制定安全的驾驶计划。单一的技术无法使“大脑”顺利运转。它是各种尖端技术的结晶，包括行为控制、机器学习、模拟、感知、定位、映射、规划、路线分配和网络。感知、规划和控制是车辆在驾驶过程中感知周围环境并做出决策的关键支柱。Perception使用传感器监测周围环境并构建3D模型。传感器负责将信息输入计算平台，对物体进行算法检测和分类，确定物体在外部环境中的位置、速度和方向规划，将决定车辆的行为，并将参考道路交通法律法规为车辆制定正式的路径，并找到适合自己驾驶的道路。在这个系统中，还将对可驾驶区域进行设计和分类，使自动驾驶系统不会将车辆行驶到无法控制的区域和路线。规划过程基于外部因素，如车辆位置、其他车道上车辆的预期移动、交通管理、路标和交通法规。将对许多道路进行分析，并根据当时的情况做出最佳决策。如果出现意外情况，将在决策中采取备份计划。Control负责执行“计划”命令，并控制转向系统、节气门、制动器和动力系统的操作。控制功能基于车辆原有的车辆稳定性、牵引力和防抱死制动系统，可根据上层规划完成实际规避动作。

通用系统安全项目融合了行业内通行的工程标准、多年的汽车制造经验以及其他行业（航空航天、制药和国防）的许多苛刻标准。自动驾驶汽车的多样性、鲁棒性和冗余性与航空航天相似。系统安全过程中有两个关键部分，即迭代设计的安全性和集成风险控制和深度集成的安全性。两套计算系统同时工作：重点提高系统掌握车辆完整控制的能力，包括加速、制动、转向和决策。该计算系统具有全面的诊断和分析功能，以识别潜在……

安全风险和挑战，并找出相应的对策。两套电源系统：设计了两套由高压电池转换而成的电源系统，并配置了额外的冗余电池供电核心传感器。信号传输系统：两套计算系统、关键传感器和执行器之间的通信采用了额外的冗余碰撞执行：制动主要采用两套执行方式，可以是前后制动器的独立控制，以确保车辆的可控性。车辆定位：通过各种方法确定车辆的位置是核心基础。

对于通用汽车来说，它之前花了很多钱收购了Cruiseautomation，然后配置了相应的电动汽车工程团队进行对接，然后密歇根州猎户座的装配厂使用量产技术制造自动驾驶汽车。在底特律附近的装配厂批量生产了130辆配备新一代自动驾驶技术的测试车辆，并加入了由50辆自动驾驶汽车组成的原始测试车队，在旧金山、亚利桑那州斯科茨代尔和密歇根州底特律进行了公共道路测试。超级巡航的第二部分严格来说，通用汽车辅助驾驶的原始工程团队采用了渐进的发展道路。基于之前的积累，L2级驾驶员辅助系统（超级巡航）已搭载在北美上市的2018款凯迪拉克CT6上。

备注：在其自身的系统下，当时被称为CSAV 2，综合安全和自适应车辆2超级巡航由三部分组成：自适应巡航系统、蓝线保持系统和驾驶员注意力保持系统。1.自适应巡航系统：通过毫米波雷达监测前方车辆，确保以安全的速度行驶。这是一个全速ACC系统，工作速度为0-89英里/小时（0-144公里/小时），这意味着即使前车再次停止和启动，Super Cruise也可以在不中断和不手动干预的情况下跟随车辆。2.驾驶员注意力保持系统：通过车内方向盘附近的微型摄像头和红外传感器实时监测驾驶员的视线是否保持在道路上。3.蓝线车道中心保持系统：前方摄像头和两侧全景摄像头主要用于识别左右两侧的路标，判断车道中心位置和方向。通过高精度地图提供的道路曲率数据、车道编号、上下匝道等道路属性信息，利用高精度GPS进行定位，获取道路沿线的纵向偏移距离，确定车辆所在的车道。在整合信息后，可以形成沿着车道中心的虚拟车辆控制路径（车辆可以自动行驶）。在此过程中，需要提前与地图供应商合作，通过激光雷达绘制高速公路地图，为超级巡航的开通设置地理围栏。当系统确定车辆当前处于有效区域，车辆处于车道中央，传感器可以正常工作时，仪表板上将出现一个白色的超级巡航图标，表明超级巡航处于待机状态。此时，按下下方向盘上的超级巡航按钮，功能将正式开启，仪表板上的图标将变为绿色，这样驾驶员就可以用双手和双脚离开方向盘和油门制动器。

当使用该功能时，当系统检测到车主被红外分心时，或者当系统判断外部环境超过设定阈值（车道线不清晰、GPS信号微弱等）时，系统会提示驾驶员立即接管车辆。有了这个热门话题，我们来谈谈车企的整体战略方向。事实上，有一个核心问题，那就是美国、欧洲和中国一线城市未来的汽车需求是增加还是减少。前者意味着我们可以继续增加平台来抢占市场，而后者则需要仔细权衡是否有必要在特定车型上收缩。因此，我们可以看到三……

美国的企业选择收缩到一定规模，日本的几家企业考虑整合后进行调整，而德国汽车行业则选择削减柴油和内燃机，增加对电动汽车的投资。自动驾驶的策略是一个需要考虑的关键话题，每种方法都可能不同。总的来说，这个热点是Cruise Automation和Super Cruise，这是一个以自动驾驶服务为导向的高端车辆辅助驾驶系统。从自动驾驶服务和高端汽车的演变来看，我们从双方共同努力，将其分为两条道路。自动驾驶服务的第一部分，让我们回收这个事务。现在看来它真的很有趣。这笔钱在当时是天价，现在整个业务的价值已经超过100亿美元。

在汽车电动化、车联网和自动驾驶的技术支持下，基于车辆共享前提下的出行即服务影响着汽车企业的未来。按照这个逻辑，前面的企业面临的挑战就越多。当公众观念发生变化，消费者习惯随着技术进步而转变时，企业本身无法抗拒这种变化。通用汽车也有类似的转变。电动化、智能网联、自动驾驶和共享服务的结合将推动未来个人出行模式的实现。该公司致力于开发先进技术，将全球资源与当地优势相结合，积极推动汽车行业从传统制造业向智能出行服务业转型。

咨询公司Navigant的一份新报告《Navigant自动驾驶领导委员会》引起了汽车行业的广泛关注。报告对19家具有代表性的无人驾驶汽车公司进行了排名。

它分为四类：领导者、竞争对手、挑战者和追随者：领导者：通用汽车、福特汽车公司、Waymo（谷歌）、大众汽车（以奥迪为主）、戴姆勒-博世、雷诺-日产联盟、Ampofo（德尔福分离）、宝马-英特尔-菲亚特克莱斯勒竞争对手：沃尔沃-奥托立夫-爱立信-智能、PSA等。丰田、现代挑战者：优步、特斯拉，本田和苹果通用汽车（Apple General Motors）斥资10亿美元收购了旧金山一家名为Cruise Automation的小型软件公司（致力于开发无人驾驶技术），并将利用此次收购弥补其无人驾驶技术空缺，这将帮助通用汽车在无人驾驶汽车领域赢得一席之地。通用汽车赋予Cruise首席执行官Kyle Vogt足够的自主权和影响力，不仅可以保持原有的独立运营机制，还可以轻松获得汽车设计和底层架构。巡航工程师可以与通用汽车的工程师密切合作，通用汽车要求联邦政府批准明年开始生产无方向盘或踏板的改装Bolt。根据未来的形式，基于Bolt的开发也是暂时的状态，最终的自动驾驶汽车将以SAV的形式出现。如下图所示，符合要求的电动汽车是按照共享运营模式设计的，以充分发挥电动汽车和自动驾驶的优势。

通过通用汽车发布的“2018自动驾驶安全报告”，我们梳理了通用汽车自动驾驶的一些核心安全设计注意事项。这款车基于无需驾驶员即可安全行驶的理念，在设计、开发、制造、测试和验证的方方面面都充分考虑了安全性。自动驾驶系统从开发初期就集成到车辆中，在与软硬件团队的密切合作下，通用汽车已经完成了系统的所有潜在故障模式评估，并逐一解决了这些问题，以确保车辆的安全性和可靠性。首先，我们看到，为了实现“感应”功能，车辆的传感器系统配备了1）五个激光雷达：激光雷达是最关键的，五个激光天线都布置在车顶上。2） 16个摄像头：这些密集的摄像头在车辆的不同位置从不同角度获取图像数据……

。这些图像数据是激光雷达的数据补充，也是重要的传感来源。3） 二十一个雷达：雷达是激光雷达的补充。使用毫米波雷达的数据，我们可以看到低反射率的联合雷达：前1侧2，用于检测前方和侧面的移动车辆，以及用于需要检测更大视野中的移动的车辆的长距离雷达：前2和后2，共四个。近程雷达用于探测前后车辆和测量车辆速度：有10个近程雷达，主要用于探测车辆附近的物体，主要是行人、自行车和其他重要物体。这些传感器数据使车辆能够识别复杂的环境。值得一提的是，常用的传感器可以覆盖短程和远程，并具有360度视角。当两个传感器一起使用时，速度数据不再是问题。相机也是激光雷达的补充，因为它可以测量物体发射或反射的光的强度，这样“大脑”就可以获得物体的更多细节。两者结合后，车辆在做出决策时更有信心。在确定了空间和时间之后，车辆可以规划路径。

图这辆车（第三代）配备了各种传感传感器系统，覆盖了外部的360度自动驾驶计算平台：计算“大脑”的关键是计算“头脑”，计算平台可以让车辆掌握世界各地的情况并制定安全的驾驶计划。单一的技术无法使“大脑”顺利运转。它是各种尖端技术的结晶，包括行为控制、机器学习、模拟、感知、定位、映射、规划、路线分配和网络。感知、规划和控制是车辆在驾驶过程中感知周围环境并做出决策的关键支柱。Perception使用传感器监测周围环境并构建3D模型。传感器负责将信息输入计算平台，对物体进行算法检测和分类，确定物体在外部环境中的位置、速度和方向规划，将决定车辆的行为，并将参考道路交通法律法规为车辆制定正式的路径，并找到适合自己驾驶的道路。在这个系统中，还将对可驾驶区域进行设计和分类，使自动驾驶系统不会将车辆行驶到无法控制的区域和路线。规划过程基于外部因素，如车辆位置、其他车道上车辆的预期移动、交通管理、路标和交通法规。将对许多道路进行分析，并根据当时的情况做出最佳决策。如果出现意外情况，将在决策中采取备份计划。Control负责执行“计划”命令，并控制转向系统、节气门、制动器和动力系统的操作。控制功能基于车辆原有的车辆稳定性、牵引力和防抱死制动系统，可根据上层规划完成实际规避动作。

通用系统安全项目融合了行业内通行的工程标准、多年的汽车制造经验以及其他行业（航空航天、制药和国防）的许多苛刻标准。自动驾驶汽车的多样性、鲁棒性和冗余性与航空航天相似。系统安全过程中有两个关键部分，即迭代设计的安全性和集成风险控制和深度集成的安全性。两套计算系统同时工作：重点提高系统掌握车辆完整控制的能力，包括加速、制动、转向和决策。该计算系统进行了全面的诊断和分析，以识别潜在的安全风险和挑战，并找出相应的对策。两套电源系统：设计了两套由高压电池转换而成的电源系统，并配置了额外的冗余电池供电核心传感器。信号传输系统：两套计算系统、关键传感器和执行器之间的通信采用额外的冗余碰撞执行：主要采用两套执行方法……

或制动，其可以是前制动器和后制动器的独立控制以确保车辆的可控性。车辆定位：通过各种方法确定车辆的位置是核心基础。

对于通用汽车来说，它之前花了很多钱收购了Cruiseautomation，然后配置了相应的电动汽车工程团队进行对接，然后密歇根州猎户座的装配厂使用量产技术制造自动驾驶汽车。在底特律附近的装配厂批量生产了130辆配备新一代自动驾驶技术的测试车辆，并加入了由50辆自动驾驶汽车组成的原始测试车队，在旧金山、亚利桑那州斯科茨代尔和密歇根州底特律进行了公共道路测试。超级巡航的第二部分严格来说，通用汽车辅助驾驶的原始工程团队采用了渐进的发展道路。基于之前的积累，L2级驾驶员辅助系统（超级巡航）已搭载在北美上市的2018款凯迪拉克CT6上。

备注：在其自身的系统下，当时被称为CSAV 2，综合安全和自适应车辆2超级巡航由三部分组成：自适应巡航系统、蓝线保持系统和驾驶员注意力保持系统。1.自适应巡航系统：通过毫米波雷达监测前方车辆，确保以安全的速度行驶。这是一个全速ACC系统，工作速度为0-89英里/小时（0-144公里/小时），这意味着即使前车再次停止和启动，Super Cruise也可以在不中断和不手动干预的情况下跟随车辆。2.驾驶员注意力保持系统：通过车内方向盘附近的微型摄像头和红外传感器实时监测驾驶员的视线是否保持在道路上。3.蓝线车道中心保持系统：前方摄像头和两侧全景摄像头主要用于识别左右两侧的路标，判断车道中心位置和方向。通过高精度地图提供的道路曲率数据、车道编号、上下匝道等道路属性信息，利用高精度GPS进行定位，获取道路沿线的纵向偏移距离，确定车辆所在的车道。在整合信息后，可以形成沿着车道中心的虚拟车辆控制路径（车辆可以自动行驶）。在此过程中，需要提前与地图供应商合作，通过激光雷达绘制高速公路地图，为超级巡航的开通设置地理围栏。当系统确定车辆当前处于有效区域，车辆处于车道中央，传感器可以正常工作时，仪表板上将出现一个白色的超级巡航图标，表明超级巡航处于待机状态。此时，按下下方向盘上的超级巡航按钮，功能将正式开启，仪表板上的图标将变为绿色，这样驾驶员就可以用双手和双脚离开方向盘和油门制动器。

当使用该功能时，当系统检测到车主被红外分心时，或者当系统判断外部环境超过设定阈值（车道线不清晰、GPS信号微弱等）时，系统会提示驾驶员立即接管车辆。如果第一级警告在5秒内没有得到反馈，系统将自动进入第二级警告。当绿色闪烁转为红色闪烁时，会伴随报警声或座椅振动。如果驾驶员在10秒内仍未把手放在方向盘上，他将进入第三级警告，Onstar后台操作员将接通，超级巡航功能将停止。如果驾驶员在第三级警告下仍然没有把手放在方向盘上，系统将判断车辆失控，并自动停在当前车道上。从这个角度来看，这个功能在原来的TJA的基础上进行了更好的优化，并且会高速开启。与奥迪的zFAS相比，宣传力度较弱，体验确实相似。

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在某种程度上，这比自动驾驶在滥用方面要好，而且它可以在某些路段帮助车主。事实上，国内的高速环境相当奇怪。使用上有许多限制。我个人认为，自动驾驶之路应该从两个方面走，内部对安全机制的考虑是相似的。在这里，使用类似的DV验证来验证自动驾驶系统，并实施系统安全分析方法，以构建与原始车辆系统兼容的安全设计理念。这两者都需要从车辆远程控制和系统总线的角度来考虑。由于整个网络的特点，车辆和后台紧密相连，这也增加了系统信息安全的难度。从电气架构来看，Cruise更为基础。例如，大量的通信、电气和接口线束从车辆的下部连接到顶部的信息感知系统，而汽车后部的计算系统是整个自动驾驶汽车的核心区域。原有的Onstar车辆耦合系统完全不足，尤其是之前计算系统的原始数据采集，因此采用了独立的数据采集系统，实现了200MB/s的存储和采集能力，当然，还构建了从原有Onstar获取车辆原始总线信息的能力。如下图所示，通过这些数据可以恢复整个感知场景和车辆的运行情况。总结：未来的车企必然会面临转型，尤其是在新车战略逐渐行不通的情况下，需要在现有的商业模式和新的商业模式上下功夫。如果第一级警告在5秒内没有得到反馈，系统将自动进入第二级警告。当绿色闪烁转为红色闪烁时，会伴随报警声或座椅振动。如果驾驶员在10秒内仍未把手放在方向盘上，他将进入第三级警告，Onstar后台操作员将接通，超级巡航功能将停止。如果驾驶员在第三级警告下仍然没有把手放在方向盘上，系统将判断车辆失控，并自动停在当前车道上。从这个角度来看，这个功能在原来的TJA的基础上进行了更好的优化，并且会高速开启。与奥迪的zFAS相比，宣传力度较弱，体验确实相似。

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在某种程度上，这比自动驾驶在滥用方面要好，而且它可以在某些路段帮助车主。事实上，国内的高速环境相当奇怪。使用上有许多限制。我个人认为，自动驾驶之路应该从两个方面走，内部对安全机制的考虑是相似的。在这里，使用类似的DV验证来验证自动驾驶系统，并实施系统安全分析方法，以构建与原始车辆系统兼容的安全设计理念。这两者都需要从车辆远程控制和系统总线的角度来考虑。由于整个网络的特点，车辆和后台紧密相连，这也增加了系统信息安全的难度。从电气架构来看，Cruise更为基础。例如，大量的通信、电气和接口线束从车辆的下部连接到顶部的信息感知系统，而汽车后部的计算系统是整个自动驾驶汽车的核心区域。原有的Onstar车辆耦合系统完全不足，尤其是之前计算系统的原始数据采集，因此采用了独立的数据采集系统，实现了200MB/s的存储和采集能力，当然，还构建了从原有Onstar获取车辆原始总线信息的能力。如下图所示，通过这些数据可以恢复整个感知场景和车辆的运行情况。总结：未来的车企必然会面临转型，尤其是在新车战略逐渐行不通的情况下，需要在现有的商业模式和新的商业模式上下功夫。

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