- 文丨吳楊可月 指導丨張羅 - - 小飯桌創(chuàng)業(yè)研究院出品 - ? 關注小飯桌公眾號,,回復暗號【無人駕駛】即可查看PDF版本的完整報告; ? 長掃二維碼識別,,加入小飯桌新媒體互動群,,目前僅對創(chuàng)始人&聯(lián)合創(chuàng)始人開放,了解群規(guī)后可加入 一方面,, 今年10月,,Uber用無人卡車運載5萬瓶啤酒跑完120英里, Google宣布其無人駕駛汽車已累計行駛48萬公里,; 另一方面,, 特斯拉自動駕駛發(fā)生事故, 無人駕駛汽車成本居高不下,; 所以,,無人駕駛從現(xiàn)在到規(guī)模應用,還缺些什么,? 哪些地方有創(chuàng)業(yè)機會,? 什么是無人駕駛? 無人駕駛分5級,,級別越高自動化程度越高 1-3級屬于半自動駕駛,,即輔助駕駛——案例:特斯拉,目前2級 3級以上達到全自動駕駛——案例:Google,,5級 (備注:美國機動工程師協(xié)會(SAE),美國高速公路安全管理局(NHTSA)) 有的從半自動駕駛過渡,,有的直接躍入全自動 無人駕駛并不一定是循序漸進的過程,,半自動化過程還需考慮與人的互動,很多公司選擇直接邁向最高級。 兩條路徑:路徑一,,從半自動駕駛逐漸過渡——特斯拉,;路徑二,直接躍入全自動駕駛——谷歌,、百度,、樂視。 直接躍入全自動駕駛是更主流的模式 半自動駕駛涉及人機交互,,與全自動不是漸近而是分離的兩條路子,。 半自動模式采用ADAS,主要功能不是控制汽車,,而是通過環(huán)境分析,,預先警告可能發(fā)生的危險狀況,讓駕駛?cè)颂嵩绮扇∫驊胧?/span>ADAS涉及與人的交互,,新難點是需要監(jiān)測駕駛員的注意力,。 直接躍入全自動駕駛是更主流的模式——特斯拉最新的計劃也是直接面向全自動。 半自動駕駛短期內(nèi)在卡車上有一定應用空間,。駕駛員還是要保持全集中的狀態(tài),。卡車駕駛對司機壓力較大,,輔助駕駛能起到一定優(yōu)化作用,。 (備注:ADAS-Advanced Driver Assistance Systems,先進駕駛輔助系統(tǒng)) 目前已有18家公司拿到自動駕駛路上測試牌照 傳統(tǒng)汽車廠商,、配件廠商,、電動汽車廠商、互聯(lián)網(wǎng)公司都在積極布局,。 除此之外,,共享出行公司也在積極布局:Uber已成功用無人駕駛卡車運送啤酒。 (備注:獲得加州車輛管理局頒發(fā)的牌照,,被允許在加州的公共道路上進行自動駕駛測試) 預計5年后出成熟產(chǎn)品,,20年后規(guī)模應用 (數(shù)據(jù)來源:HIS,LMC Automotive) 規(guī)模應用的基礎是絕對安全和價格合理 車輛行駛出現(xiàn)意外的危險非常大,,無人駕駛應追求接近100%的安全系數(shù),。航空安全系數(shù)是6個9,即99.9999%,,計算機行業(yè)是4個9,,無人車至少要做到5個9。 目前一輛全自動駕駛汽車的造價約為同款普通汽車的10-20倍,。Google無人駕駛汽車造價$30萬,,其原型汽車造價約$3萬,。 (數(shù)據(jù)來源:公開信息整理) 無人駕駛有哪些機會? 核心組成部分:高精度定位,、障礙識別,、決策 案例:拆解Google無人駕駛汽車 ◆ 2014年,Google推出第一輛無人駕駛汽車原型 2014年5月28日Code Conference 科技大會上,,Google 拿出了自己第一輛無人駕駛汽車原型,。 和一般的汽車不同,Google 無人駕駛汽車沒有方向盤,、油門踏板,、剎車,依賴傳感器和軟件完成駕駛,。 高精度定位是主要的技術難點和成本來源——整車成本$30萬,,其中激光雷達$10萬,、高精度GPS導航系統(tǒng)$15萬。 (數(shù)據(jù)來源:公開信息整理) 安全方面:從2009年開始正式立項,,已有7年歷史,。已有100輛測試汽車,累計行駛48萬公里,。低速測試,,逐步提速:第一波測試車輛行駛速度僅3英里/h;最近一波25英里/h(約40km/h),;多次因行駛速度過慢被交警攔下,。 成本方面:激光雷達單個定制成本最初是$10萬,目前已降至$7萬,。Google的激光雷達供應方Velodyne表示,,如果規(guī)模生產(chǎn),未來可降至$500——僅原來的百分之一不到,。招聘激光類機械工程師,,可能會完全自主設計制造激光雷達系統(tǒng)。 用途方面:一是共享出行,,早期投資Uber,,撕逼后又收購Waze拼車。二是從日常出行到工業(yè)用車,,Google無人駕駛系統(tǒng)專利上表示,,其適用范圍“包括但不限于轎車,、卡車,、摩托,、大巴、船,、飛機”,。 (數(shù)據(jù)來源:公開信息整理) 定位的基礎是地圖,創(chuàng)業(yè)公司現(xiàn)在機會小 ?? 高精度地圖前期投入巨大,,一般企業(yè)無法負擔 無人駕駛對定位精度要求極高,,一般地圖無法滿足需求,必須要高精度地圖,。 后裝無法滿足需求,,需與汽車廠商合作,進行前裝,。高精地圖需要與車內(nèi)攝像頭,、激光雷達等傳感器信息交互才能發(fā)揮作用,這就需要與車內(nèi)的總線互相通訊——后裝或者手機的方案無法滿足,。 (數(shù)據(jù)來源:《高精地圖指引未來,,高壁壘鑄就行業(yè)稀缺》長江證券) 地圖的精度要求在0.1m,少量公司已經(jīng)達到 常規(guī)地圖精度在10m,,少數(shù)能到1m,。 高德宣布,今年年內(nèi)實現(xiàn)高速路100%高精度數(shù)據(jù)覆蓋,,精準度0.1m,。但非高速路還是只能到1m。 新型衛(wèi)星算法可能可以提高精準度,。據(jù)稱,,美國加州大學研發(fā)人員研發(fā)出一種全新算法,通過減少衛(wèi)星的運算量,,利用現(xiàn)有衛(wèi)星(無需發(fā)射新衛(wèi)星),,即可將精確度提升到0.01m。 其他尚存問題:進入隧道等偏僻位置時接收不到衛(wèi)星信號,,失去定位功能,。 (數(shù)據(jù)來源:KOTTI,內(nèi)部訪談) 通過雷達,、攝像頭多重保障實現(xiàn)精準定位 沒有高精地圖也能實現(xiàn)一定程度的無人駕駛,,這種情況下,路面信息主要通過傳感器實時采集信息,。 但是傳感器定位會帶來極大的計算負擔和成本,,定位效果也不及地圖,。 雷達、攝像頭同時還起著障礙識別的功能 障礙識別相對容易,,但還是要考慮一些特殊情況,。 情況一:識別移動物體——計算行人、車輛行駛速度,,從而找出合理避讓方案,。原理:通過波往返時間及距離測算。 情況二:識別物體材質(zhì)——石頭和樹葉對行駛的影響程度是不一樣的,,要區(qū)分,。AI通過訓練可以準確的識別特定物體,但很難達到辨識每一種物體的屬性,。波的反射情況能一定程度識別物體材質(zhì),。 情況三:特殊環(huán)境——陰天、雷雨,、霧等惡劣天氣會影響可見度,、波在空氣中的傳播。 雷達成本過高是影響無人駕駛規(guī)模應用的最大原因 毫米波雷達只能用于輔助駕駛,,全自動駕駛還是需要激光雷達,。 全自動駕駛目前繞不開激光雷達。不可替代性——探測精度高,;優(yōu)點——探測范圍廣,,360°全方位。缺點:在雨雪霧等極端天氣下性能較差,;采集的數(shù)據(jù)量過大,;目前造價極高。 毫米波雷達主要應用在ADAS,,技術相對成熟,。優(yōu)勢:穿透霧、煙,、灰塵的能力強,。缺點:探測距離短,無法感知行人,,無法對周邊所有障礙物進行精準建模,。 (信息參考:《車載毫米雷達波——無人駕駛汽車之“眼”》中投證券) 規(guī)模制造有望大幅壓低雷達成本 激光雷達成本過高的原因是沒有規(guī)模化,。激光雷達處于手工組裝和調(diào)教階段,,人工成本和工廠成本都非常高,但材料成本并不高。 規(guī)模制造有望大幅壓低雷達成本,。多個激光雷達制造商都表示,,未來如果生產(chǎn)規(guī)模到100萬,可將成本降至$500——僅原來的百分之一不到,。 (數(shù)據(jù)來源:公開信息整理) 雷達是通用件,,雷達公司的競爭是全球化的 雷達是核心部件,為避免被上游控制,,很多公司都可能自建雷達研發(fā)團隊,,例:Google。 (數(shù)據(jù)來源:IT桔子,,Crunchbase,公開信息整理) 攝像頭和圖像處理也是必要條件——標識識別 攝像頭可靠性高,,成本和門檻也不高,。99%情況下可靠,成本$10-20,,主要供應商是Delphi,、Continental。唯一的問題是,,在雨,、霧等特殊環(huán)境不能發(fā)揮作用。 圖像識別準確度已經(jīng)不錯,,而且還有提升空間,。百度全景圖像的自動化識別提取準確率高達95%。對比:目前圖像識別應用得最好的領域是面部識別,,準確率到99%以上,。 (數(shù)據(jù)來源:公開信息整理) 龐大、多元的數(shù)據(jù)增大了計算難度 數(shù)據(jù)量大 Google無人駕駛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量達到1GB/秒,。 運算速度需求:50萬億次/秒——大通量,、高速計算能力。 數(shù)據(jù)源多 來自傳感器(雷達,、攝像機),、顯示器、防撞預警系統(tǒng)等多類配置,。 每個裝置都有獨立的芯片進行運算,,一輛汽車的芯片數(shù)量大約有600個。 (數(shù)據(jù)來源:Google,,《無人駕駛,,駛向未來》招商證券,HIS,,公開信息整理) 計算能力的核心是芯片 芯片價格中等,,但很難有降價空間:ADAS普通性能芯片每輛汽車$250-350, ADAS高級性能芯片每輛汽車$1,200,。 市場規(guī)模及增速:2015年$290億;預計2015年-2020年,,CAGR=7.7%,。 (數(shù)據(jù)來源: 《無人駕駛,駛向未來》招商證券,, Gartner,,IDC,IT桔子,,Crunchbase) 低功耗高性能,、整合型芯片迎來機會 1 低功耗高性能芯片 芯片構造的三個解法:CPU+GPU;CPU+FPGA,;ASIC 中央處理單元(CPU):像一個什么都會的老教授,,但所有工作都交給他還是會有點累 圖形處理單元(GPU):像一群小學生,但是算加減法又多又快 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA):像一個潛力生,,訓練以后,,在某個領域特別擅長 專用集成電路(ASIC):像一個專業(yè)教授,但為了培養(yǎng)這個教授,,需要巨大的資源——除非批量培養(yǎng),,否則不值得為一個人,搭建這套教育體系 2 整合型芯片 過去:各類配置的芯片可能需要行業(yè)里供應鏈上多個集團的參與,。 未來:一個芯片供應商,,整合所有芯片的功能——協(xié)同運算提高效率。 (數(shù)據(jù)來源:Google,,《無人駕駛,,駛向未來》招商證券,Gartner,,IDC,,公開信息整理) 決策的悖論 安全問題:先生蛋還是先生雞?駕駛要保證絕對安全,,意味著要安全了才能上路,,而沒有足夠的上路行駛數(shù)據(jù)積累,就不能做出很好的模型,。 倫理問題:緊急情況如何設定,?問題一:應該優(yōu)先保護誰才是正確的。情況舉例:兩個方向,,來不及剎車,,A方是突然迎面違章駛來的客車,B方是正常行駛的卡車,A方會造成更多傷害,,但B方是完全無辜的,,該如何抉擇?問題二:出現(xiàn)事故,,過失責任如何認定,。 決策方面,本地化公司有獨特機會 中國公司的機會:各國的交通規(guī)則,、行駛環(huán)境,、駕車方式都不同,在美國的決策系統(tǒng),,在中國不一定適用,。 (數(shù)據(jù)來源:《高精地圖指引未來,高壁壘鑄就行業(yè)稀缺》長江證券,,IT桔子,,虎嗅) 商用車和乘用車可能會有不同決策模型 乘用車車主是自由的,而商用車通常肩負一定使命,,常是集體行為,涉及車輛間通信,;而且商用車使用頻率高,、耗損大,減少阻力,、節(jié)省燃油對效力提升作用大,。 (數(shù)據(jù)來源:Crunchbase,公開信息整理) 控制系統(tǒng)相對簡單,,但需與廠商合作 難度低,,但是需要與廠商合作。常用的控制方法:電磁控制系統(tǒng),,通過電磁原理控制相應的部件,。常用的算法:PID,傳統(tǒng)的PID即可,。 既可控制燃油汽車,,也可控制電動汽車,與電動汽車的契合度會更好一點,。 此外,,汽車網(wǎng)絡安全可能會是新機會 汽車網(wǎng)絡安全目前是重點+盲點。 慕尼黑再保險公司面向企業(yè)風控經(jīng)理做過一次調(diào)研,,調(diào)研中,,55%的人將網(wǎng)絡安全看作是無人駕駛汽車面臨的最大問題。 目前僅有少量公司涉足這個領域。 Argus曾在2015年獲得$2,600萬B輪融資,,后被英飛凌(Infineon)收購,。 (數(shù)據(jù)來源:Crunchbase,公開信息整理) 當無人駕駛被廣泛應用…… 基礎設施的機會只是第一波,,很快會結束 共享用車是第二波——降低70%出行成本 (數(shù)據(jù)來源:《無人駕駛,,駛向未來》招商證券) 汽車保有量下降40%——進退兩難的汽車廠商 由于無人駕駛+共享用車可以大幅降低出行成本,未來汽車保有量可能會大幅下降40%,,例,,美國可能下降43%。 事實上,,僅從需求角度來講,,無人駕駛推廣后,所需的汽車數(shù)量會下降70%,。 (數(shù)據(jù)來源:密歇根大學交通運輸研究所) 停車場需求巨降——釋放城市空間 送抵目的地后,,汽車可以自己尋找車位,或者繼續(xù)工作——幾乎不需要停車場,。 無人駕駛可以有效緩解停車位不足,、停車場侵占大量城市空間的問題。目前國內(nèi)停車位缺口過億,,停車場占據(jù)15%-40%城市空間,,未來還會更嚴重——到2050年,全球城市人口將增長66%,,達到25億人,。 (數(shù)據(jù)來源:美國銀行,聯(lián)合國,,公開信息整理) |
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