自动驾驶技术的进步正在改变全球交通格局。从L2+级到L3级的过渡，再到自动驾驶乘用车出行服务的崛起，自动驾驶汽车的未来充满了机遇与挑战。IDTechEx预测，在2025年2045年期间，L2+/L3功能的采用复合年增长率将达到11.29%；到2045年，全球自动驾驶乘用车汽车市场价值将达到1740亿美元，2025年至2045年的20年复合年增长率为37%。
汽车工程师协会（SAE）发布的从L0级到L5级的不同自动化水平的定义，使自动驾驶汽车的功能和进步变得更加清晰。L0级代表没有任何自动化功能的传统车辆，而L5级则描绘了未来理想的自动驾驶汽车，能够在所有情况下完全自主驾驶，无需人为干预。
自动驾驶展了解到，市场研究机构IDTechEx的报告《2025-2045年自动驾驶汽车市场：自动驾驶乘用车、自动驾驶汽车、传感器》深入探讨了这一领域参与者的创新，并预测了未来二十年的市场发展。
1.自动驾驶汽车市场现状
近年来，L2+级自动驾驶系统的可用性不断提高。L2+级通常用于描述具备高级驾驶辅助系统（ADAS）的车辆，这些系统提供了完善的公路辅助体验，包括平稳的车道保持和强大的自适应巡航控制功能。
L2+级已成为L2级和L3级之间的重要过渡阶段，允许驾驶员在某些情况下将手从方向盘上移开，但仍需保持对道路的监控。相比之下，L3级允许驾驶员将手和视线从道路上移开，而碰撞责任转移给车辆制造商。因此，汽车制造商需要对其自动驾驶技术有足够的信心，以确保责任成本不会超过部署L3级系统的潜在收益。
尽管L2+级车辆在高速公路上可以实现脱手驾驶，但仍需持续的监督。而L3级虽然允许视线转移驾驶，但其应用场景目前仅限于高速公路低速行驶，这限制了其实用性和市场价值。
事实上，L2级自动驾驶技术已在全球范围内广泛应用，几乎所有主要汽车制造商都提供了L2级系统。然而，市场对更高自动化水平的接受度正在逐渐提高。目前，美国允许L2+级系统的商业化应用，而根据IDTechEx的研究，福特已在英国部署了L2+级系统，预计未来将有更多车辆采用该技术。更高水平的自动驾驶技术也在逐步推广，例如梅赛德斯的L3级旗舰车型已在加利福尼亚州、内华达州和德国投入使用，预计到2026年，英国也将看到L3级车辆上路。
此外，L4级自动驾驶乘用车已在美国的多个州（如加利福尼亚州、德克萨斯州和亚利桑那州）以及中国的北京、上海等城市投入运营。自2017年以来，通用汽车的Super Cruise系统已在市场上占据一席之地，2024年将有超过20款车型配备该系统，并扩展到75万英里的地图道路上。福特也在欧洲推出了L2+级的BlueCruise系统，标志着自动驾驶技术的进一步普及。
自动驾驶展了解到，L3之所以纠结，是因为L2+级和L3级之间的关键区别在于责任的转移。L3级系统要求车辆制造商对车辆在自动驾驶模式下发生的任何事故负责。目前，仅有梅赛德斯和宝马等少数制造商愿意承担这一责任。
尽管自2021年起，L3级自动驾驶技术已获准上路，但本田在日本的部署规模较小。随后，梅赛德斯于2022年在德国获得L3级系统认证，并于2023年在美国取得认证。此后，宝马也在德国获得认证，梅赛德斯更是宣布计划将其L3级系统的最高运行速度从60公里/小时提升至95公里/小时。
然而，L3级的进展比预期更为缓慢，IDTechEx因此将L2+级视为当前更重要的技术发展路径，并认为L3级的普及可能在未来几年逐步回升。
2.自动驾驶乘用车出行服务的崛起
自2010年代中期以来，自动驾驶乘用车出行服务的测试和试验活动不断增加。2016年至2024年间，进行自动驾驶乘用车出行服务试验的城市数量增长了9倍。2019年，Waymo在凤凰城推出了首个商用自动驾驶乘用车出行服务服务，随后在2022年，旧金山和中国的多个城市也相继上线了类似服务。IDTechEx预计，未来几年将有更多城市加入这一行列，自动驾驶乘用车出行服务行业将进入快速扩展阶段。
近年来，自动驾驶乘用车出行服务市场正在迅速成熟，美国和中国的主要参与者如Waymo、Cruise、百度的Apollo Go和Zoox已经积累了数千万英里的实际驾驶里程。这些公司目前有超过2000辆自动驾驶乘用车出行服务在路上运行，收集数据以优化自动驾驶算法，并证明其安全性。
IDTechEx预计，未来几年将有更多供应商和城市进入自动驾驶乘用车出行服务市场，到2045年，全球自动驾驶乘用车出行服务市场的价值将达到1740亿美元，复合年增长率为37%。
自动驾驶展了解到，从自动驾驶乘用车出行服务的运营区域来看，其数量和每个服务的覆盖范围每年都在增加。自2020年以来，服务面积平均每年增长2.7倍。IDTechEx预测，到2025年，自动驾驶乘用车出行服务的服务面积将达到6400平方英里，2026年将增至17100平方英里，2027年将进一步扩展至46000平方英里。例如，Waymo计划向旧金山以南的海湾地区扩展，并覆盖洛杉矶的更多区域，预计将增加600多平方英里的服务面积。在美国和中国，自动驾驶乘用车出行服务将迅速扩展至多个城市和服务领域，推动自动驾驶出行方式的广泛普及。
过去十年中，有超过1000亿美元资金投入到出行和自动驾驶汽车领域，超过370亿美元的资金已经流向了主要自动驾驶乘用车出行服务开发商。
运营自动驾驶乘用车出行服务服务的主要参与者在技术成熟度上存在显著差异。其中，“早期测试”阶段是指配备安全驾驶员的基础测试；“无人驾驶测试”则指空载车辆在没有乘客的情况下进行自动驾驶测试；而“试运行服务”则涵盖了面向公众的测试活动，无论是否配备安全驾驶员，乘客均可参与体验。此外，“试乘服务”属于非商业性质，乘客可免费乘坐，此类服务可能配备安全员，也可能完全依赖自动驾驶系统运行。
3.传感器套件分析
传感器技术一直在演变，一些领先的自动驾驶乘用车出行服务公司已经推出了多代传感器套件。IDTechEx注意到，最近的传感器套件更新减少了传感器的总数。例如，Waymo在第五代和第六代传感器套件之间减少了16个摄像头和1个激光雷达。Mobileye也减少了其传感器套件中的激光雷达数量，从9个减少到3个。
然而，一些中国公司如文远知行和百度则增加了传感器数量，文远知行在其第五代套件中增加了3个激光雷达和4个摄像头，百度在其RT6车辆上配备了8个激光雷达，而此前较旧的车辆上只有两个。IDTechEx认为，这将是中美之间的一个新兴趋势，美国将使用更多的摄像头和雷达，而中国将采用更多的激光雷达。
从传感器技术来看，自动驾驶系统通常依赖三种主要传感器：摄像头、雷达和激光雷达。摄像头是最经济的传感器，适合物体分类，但在夜间或恶劣天气下性能下降。
自动驾驶展了解到，雷达能够提供物体的距离和速度信息，但在清晰度和误报率方面存在局限（如将桥梁误认为车辆路径上的静止物体）。雷达通常不受恶劣天气、灰尘等的影响，在夜间表现同样出色。新兴的成像雷达可以克服假阳性相关问题并对物体进行分类。
激光雷达则提供了高分辨率的物体分类能力，尤其在夜间表现优异，但其成本较高且在恶劣天气下性能有所下降，且缺乏速度信息。新兴的1550nm（与现有的800-900nm相比）探测技术带来了更好的恶劣天气性能，调频连续波技术（与现有飞行时间相比）提供了额外的速度信息。
有一些公司选择不使用这些传感器类型之一，例如特斯拉选择仅使用摄像头的解决方案，然而，这些都是证明这一规则的例外情况。为了在各种天气条件下实现高度的自动驾驶性，专家建议使用所有三种传感器来完成所有必要的任务。
4.L3级传感器的特殊要求
与L2级相比，L3级系统需要在驾驶员不干预的情况下运行，因此对传感器的鲁棒性要求更高。L3级系统通常需要至少一个支持红外检测的摄像头，以提高系统的性能。此外，高清晰度摄像头和360°覆盖的雷达系统也是L3级车辆的关键组件。前置雷达应至少有192个通道，但2300个通道也不会被浪费，有足够的性能来取代激光雷达。侧雷达用于监测邻近车辆的行为，并提供交叉交通碰撞的警告或缓解。激光雷达的加入进一步提升了系统的鲁棒性，尤其是在夜间和复杂环境下的表现。通常，传感器总数为13个，估计成本为1000-2000美元。
高动态范围（HDR）技术在汽车传感器中的应用也值得关注。HDR从20档起步，意味着最亮部分与最暗部分的亮度差异可达一百万倍。相比之下，人眼的动态范围约为24档，相当于1600万的亮度差异因子。HDR技术的引入显著提升了摄像头在复杂光照条件下的表现，为L3级系统提供了更可靠的环境感知能力。
自动驾驶展了解到，从技术趋势来看，小型化与分布式系统值得关注。随着CMOS技术的普及，雷达系统的尺寸正在不断缩小，同时性能却在不断提升。未来，雷达组件将进一步集成，天线与收发器的封装将更加紧凑。这一趋势尤其适用于侧向应用的短程雷达，而分布式雷达系统的兴起也将为L3级自动驾驶提供更灵活和高效的解决方案。
总之，L3级传感器的技术进步正在推动自动驾驶系统向更高水平迈进。通过摄像头、雷达和激光雷达的协同工作，L3级系统能够在复杂环境中实现更安全、更可靠的自动驾驶。未来，随着传感器技术的进一步优化和成本的降低，L3级自动驾驶有望在更多场景中得到广泛应用。
文章来源：北京市高级别自动驾驶示范区