先进移动出行
自动驾驶汽车市场概述
多年来，人们一直预测自动驾驶或无人驾驶车辆市场将蓬勃发展。现在看来，现实情况似乎已经开始赶上预测。许多大型企业已投入大量资源开发半自动车辆和全自动车辆，并且已经形成了一个支持此类项目的广泛赋能技术生态系统。
目前，各种原型车辆正在各大汽车公司和高校的研发中心进行测试，预计将于2020年上市。Market Research Future的报告显示，全球自动驾驶汽车市场规模预计到2027年将达到653亿美元。按地区来看，北美贡献了全球市场39.08%的份额，预计到2027年将达到244.0亿美元。不过，亚太地区预计将成为增长最快的细分市场，其在2016年至2017年的复合年增长率为29.02%，预计将超过欧洲，成为全球第二大市场。
图1.自动驾驶汽车在全球日益普及
自动驾驶汽车的预期优势
支持者指出，自动驾驶汽车的革命将带来一系列好处，有望从根本上改变我们的生活。主要的好处包括提高安全性、减少燃料排放，以及帮助人们在驾车出行时更有效地利用时间。在卡车运输、共享乘车和公共交通等商业领域，自动驾驶功能预计将提高生产率、降低成本并提高准时率。
关键使能技术领域
为了实现自动驾驶汽车，许多独立的技术主线正在结合。从本质上讲，自动驾驶汽车必须能够：
- 准确知道实时位置。
- 准确感知周围实时环境。
- 智能整合多种数据流，准确做出即时决策和调整，如即时制动、加速、转向等。
- 建立与其他自动驾驶车辆的通信，以实现基于预测的驾驶决策，从而提高安全性、减少交通流量并降低对外部控制（如交通信号灯）的需求。
其中一些关键技术领域包括：
车联万物 (V2X) 通信
自动驾驶汽车不可能在真空中运行。自动驾驶汽车成功的首要关键是与周围几乎所有事物建立超级连接，具体包括其他车辆、交通信号灯、GPS 定位数据、云信息资源、政府危险警告、交通路况，以及不断发展的物联网 (IoT) 环境中的任何其他设备。例如，一个名为“有驾驶员辅助的卡车队列行进（DATP）”系统通过让一名驾驶员驾驶一辆“领头卡车”，其后连接一辆或多辆跟随的半自动卡车，从而缓解驾驶员短缺问题。
美国运输部（USDOT）一直在研究和测试各种车辆连接型出行方法，旨在帮助车辆感知周围环境并将相关信息传达给其他车辆、基础设施甚至个人移动设备。前3大通信目标分别是实现车对车通信（V2V）、车对基础设施通信（V2I），以及车对行人通信（V2P）。
人工智能（AI）
自动驾驶的一个关键要素是人工智能的运用。人工智能是计算机科学的一个分支，旨在打造可以通过与人类相似的方式（更快且更一致地）对各种意外情况做出反应和互动的系统。人工智能是自动驾驶系统的核心，能对多种信息流进行评估，从而触发适当的行动。
用于监控路况、危险和行人的多个传感器和传感器融合
各种不同类型的传感器为自动驾驶汽车提供了“观察”周围环境的能力，这是自动驾驶汽车取得成功的关键因素。用于获取外部数据的传感器类型包括激光探测及测距（LiDAR）传感器、雷达传感器、超声波传感器和相机传感器。此外，内部传感器还能收集有关加速度、车轮速度、离心力等重要数据。
LiDAR传感器通常可以提供更详细的信息，但RADAR传感器的成本明显较低。此外，RADAR受雨、雾或灰尘的影响较小，而 LiDAR则更善于感知行人朝向等细节。许多制造商混合使用多种传感器类型，以获得详尽的信息。例如，新款特斯拉汽车就结合使用了RADAR传感器以及 8 个相机传感器和 12 个超声波传感器。
此外，传感器融合是一项重要的技术和封装方法，可有效地集成传感器与电子控制单元（ECU）处理器。这种紧密的器件级集成实现了设备的小型化、紧凑化，并提高了设备的性能和可靠性。
图2.新一代传感器融合电子控制单元可实现周边实时数据的集中处理
强大的车载系统是成功的关键
虽然自动驾驶系统在安全性、生产率和经济效益方面极具吸引力，但其能否广泛应用仍取决于其可靠性。车辆环境是开发人员可能面临的最具挑战性的部署场景。主要挑战包括：
- 能够克服 -40°C 到 +150°C （SAE II级至IV 级）的环境温度
- 能够应对持续的热循环、振动和冲击
- 能够实现传感器与复杂控制电路的互连
- 能够在传感器和模制外壳内嵌入互连器件
- 嵌入射频（RF）屏蔽，保护信号完整性并减少干扰
在自动驾驶方面，由于存在关键的安全问题，以及整个车辆中许多传感器的普遍联网，因此相关要求更高。部署在保险杠和其他面向外部位置的传感器的完整性至关重要。此外，所有传感器数据流的通信和集成也至关重要。
汽车制造商需要基础扎实的构件（如高密度电子控制单元内的传感器融合，以及带有嵌入式牢固互连器件的模制传感器外壳），以便将其关于自动驾驶汽车的构想变为现实。此外，他们还需要可靠且具有经济效益的解决方案，以支持多个传感器和集中式自主人工智能功能之间的实时数据流。
图3.支持卓效安全的自动驾驶，需要各种传感器连接器和电子控制单元
小结
广泛提供成熟而强大的构件解决方案无疑可以显著降低总体实施成本、缩短开发周期，以及促进汽车行业整体采用自主驾驶系统。
随着自动驾驶汽车革命的不断推进，自动驾驶车辆的广泛采用从根本上取决于消费者是否愿意接受由非人类系统驾驶的出行体验。反过来，消费者的接受程度又取决于基础系统是否具有强大稳定的性能和安全的记录。
