战略定稿背景


2017 年 9 月,国家发改委组建战略起草组,启动战略编制;


2018 年 1 月,《智能汽车创新发展战略》征求意见稿发布;


2020 年 2 月,11 部委联合印发《智能汽车创新发展战略》,意味着战略正式定稿,将在未来五年内助力智能汽车领域的调整与变革。


注:《智能汽车创新发展战略》以下简称《战略》


 
信息源:国家发改委


关键节点


原定目标(征求意见稿)


    2018 年~2020 年


1.    智能汽车新车占比达到 50%以上,其中有条件驾驶(L3)以上占比 10%以上;


2.    自主品牌智能汽车市场份额达到 30%;网络式自动驾驶新车装配率达到 10%;


3.    车用无线通信网络 LTE-V 全国覆盖率到 90%,北斗高精度时空服务实现全覆盖;


4.    建成“智能汽车创新发展”平台且实质运行;


5.    初步完成 6 大体系(创新、生态、设施、标准、监管、安全)建设。


    2020 年~2025 年


1.    新车基本实现智能化:高级别智能汽车实现规模化应用;


2.    “人 - 车 - 路 - 云”实现高度协同,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)基本满足智能汽车发展需要。


现定目标


    2020 年~2025 年(五年目标)


1.    中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成;


2.    L3 自动驾驶智能汽车规模化生产,L4 自动驾驶智能汽车在特定环境下市场化应用;


3.    车用无线通信网络(LTE-V2X 等)实现区域覆盖,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)在部分城市、高速公路逐步开展应用,高精度时空基准服务网络实现全覆盖。


    2035 年~2050 年(展望)


1.    中国标准智能汽车体系全面建成、更加完善;


2.    智能汽车强国愿景逐步实现。


关键基础技术分析


《战略》划重点:开展复杂系统体系架构、复杂环境感知、智能决策控制、人机交互及人机共驾、车路交互、网络安全等基础前瞻技术研发,重点突破新型电子电气架构、多源传感信息融合感知、新型智能终端、智能计算平台、车用无线通信网络、高精度时空基准服务和智能汽车基础地图、云控基础平台等共性交叉技术。


下面针对重点突破关键基础技术进行一一解读。

 

  • 新型电子电气架构

 

汽车电子电气架构 ( Electronic and Electrical,EE) 的设计是汽车机构开发过程中的一项重要步骤,若优化合理,则可以将整车质量降低 20%,生产成本降低 30%左右。


那么对于智能汽车来说,怎样的设计与优化才是最合理的呢?


工程师们通常会将汽车电子电气架构设计与优化分为以下几个步骤来展开:功能需求定义、逻辑功能设计、硬件系统设计、线束设计和域控制器拓扑层设计。


 
当前与未来汽车电子电气架构对比 | 信息源:cnki


功能需求分析:既需要考虑实际应用情况和多元化服务需求,又要充分考虑到汽车企业的实际情况,假设技术达不到成熟标准,那么就不能随意创新改革,否则就会出现安全等威胁情况。


逻辑功能设计:可分为逻辑架构层和系统软件层,分别注重系统功能逻辑关系和系统软件实现逻辑关系两个方面。


硬件系统设计:可分为部件层、网络层和原理层,部件层通常采用电气框图的形式来描述部件内部硬件接口、处理单元、逻辑接口和对外接口明细;网络层用来描述各部件逻辑连接的方式;原理层用来描述网络层连接具体的实际情况,包括电势属性、超声波焊接点等。值得一提的是,在 5G 融合车联网发展的环境下,如何建立稳定、高速、成熟的通信网络已成为汽车智能化过程中的一大课题。


线束设计:是拓扑层设计的基础,决定了拓扑的布局。通常可分为八个部分,分别是前线束、发动机线束、IP 线束、Body 线束、PDC 线束、Roof 线束、门线束和尾门线束。


域控制器拓扑层设计:描述电子电气架构实际的布置情况,根据功能模块的划分,包括车辆安全域、智能驾驶域、动力总成域、车身电子域、智能座舱域这五个域控制器。目前 L2 级及以下采用基于 MCU 的多 ECU 分布式控制方式,而 L3 以上则必须采用基于高性能 SOC 构建的域控制器 DCU(Domain Control Unit)的集中控制策略。

 

  • 多源传感信息融合感知

 

随着移动设备和智能驾驶技术的不断发展,以及单一传感存在的功能失效问题,多源传感信息融合处理方法变得越来越重要。在智能驾驶汽车中常见的传感器包括:摄像头、激光雷达、毫米波雷达、GPS、IMU 等。而此次发布的《战略》中对前一版本做了微调,将传感器修正为车载高精度传感器,车载芯片修正为车规级芯片,更强调未来的核心竞争方向是中高级市场,而非以量和廉价博取的低端市场。


 
智能汽车环境感知信息融合功能框架 | 信息源:cnki


此外,对于多源传感而言,信息融合可分为三个等级,即来自不同传感器的原始数据被组合成新的原始数据,新的原始数据将会包含更丰富的信息,利用这些可以得到更准确和全面的判断的低层次融合;将不同传感器提供的目标特征信息结合,得到新的特征图以供后续的数据处理的中层次融合;以及各个传感器分别给出自己对目标特征的判断,车载处理芯片只负责有效地结合这些传感器识别结果的高层次融合。目前主要出于中层次融合阶段,未来的多传感融合将集中在两方面:一是设计新的多传感器集成硬件架构,二是算法层面高效处理分析多源数据,从而提高智能汽车车载环境感知的识别精度和系统鲁棒性。

 

  • 新型智能终端

 

 
T-Box 信息源:Baike


对车载智能终端的需求正在随着消费者对汽车安全性、操作便利性、空间舒适性和娱乐性的要求而不断增加,其中以前装为主体的车载无线终端市场渗透率不断加大,比如新能源汽车 T-Box 以及以 T-Box 硬件为基础的大数据平台服务。


目前的大部分 T-Box 产品是这样工作的:用户在手机 APP 端下发控制指令后,云服务平台进而转发控制请求指令给 T-BOX,T-BOX 接收到控制请求命令之后,通过车辆 CAN 总线传输控制报文控制车辆相应操作,最后反馈车辆控制结果到用户的手机 APP 上。将来这些操作步骤将会因硬件、软件、算法的提升而变得更加平滑,安全性、操作便利性、空间舒适性和娱乐性将大大提高。

 

  • 智能计算平台

 

在前面章节提到过,智能汽车系统功能越来越复杂、实时性要求越来越高、安全等级也越来越高,以 CAN 总线为基础的传统汽车分布式控制架构已不能满足未来需求,集成化的主干网加多域控制的新型电子电器架构将成为主流。于是能够进行感知融合计算,并结合车辆实时交互,进行路径决策、车辆控制的智能控制平台成了必须攻克的“交点”。


 
信息源:工信头条


在正式版《战略》中对前一版本做了微调,将中央处理器修正为智能计算平台,也是考虑到了对其要求并非如中央处理器这么简单,而是揉合了八大板块,包括满足计算性能与实时性要求的运算能力、功能安全(满足 ISO 26262 标准)、信息安全、支持 CANFD/Ethernet 等多种车内通信协议、支持 FOTA 升级、满足车规级标准(如电磁兼容性、可靠性)、低功耗和低成本要求。就技术组成方面而言,智能计算平台包含了基础硬件 / 软件平台技术、系统安全平台技术、整车通信平台技术、云计算平台技术、核心控制算法技术,是一个综合性平台。

 

  • 车用无线通信网络

 

 

《战略》指出,将结合 5G 商用部署,推动 5G 与车联网的协同建设,统一通信接口和协议,推动道路基础设施、智能汽车、运营服务、交通安全管理系统、交通管理指挥系 统等信息互联互通。重点推行 LTE-V2X 的商用落地,支持 5G-V2X 的应用研究和演进。


对于覆盖率一说,对比之前的版本有所变动,之前是“覆盖全国的车用无线通信网络”,如今是“建设广泛覆盖的车用无线通信网络”。具体实施方案是,开展车用无线通信专用频谱使用许可研究,快速推进车用无线通信网络建设。统筹公众移动通信网部署,在重点地区、重点路段建立新一代车用无线通信网络,提供超低时延、超高可靠、超大带宽的无线通信和边缘计算服务。在桥梁、隧道、停车场等交通设施部署窄带物联网,建立信息数据库和多维监控设施。

 

  • 高精度时空基准服务和智能汽车基础地图

 

 

 

《战略》指出应充分利用已有的北斗卫星导航定位基准站网,推动全国统一的高精度时空基准服务能力建设。加强导航系统和通信系统融合,建设多源导航平台。推动北斗通信服务和移动通信双网互通,建立车用应急系统。完善辅助北斗系统,提供快速辅助定位服务。


开发标准统一的智能汽车基础地图,建立完善包含路网信息的地理信息系统,提供实时动态数据服务。制作并优化智能汽车基础地图信息库模型与结构。推动建立智能汽车基础地图数据和卫星遥感影像数据共享机制。构建道路交通地理信息系统快速动态更新和在线服务体系。

 

  • 云控基础平台

 


信息源:tusvn


云控模块是与云控基础平台交互的功能子模块。云控基础平台为智能网联汽车及其用户、管理及服务机构等提供车辆运行、基础设施、交通环境等动态基础数据。云控基础平台具有高性能信息共享、高实时性云计算、多行业应用大数据分析等基础服务机制。


在运控系统中,除了大数据的处理外,信息安全性尤为重要。国内外智能网联汽车信息安全的标准正在制定和逐渐推出,如 ISO/SAE 21434 及国内的国标、行标和企标。云控基础平台的信息安全防护,不仅需要应用智能网联汽车的信息安全防护体系,也需要考虑自动驾驶应用带来的更多相关需求,比如出行效率等。


写在最后


从政策层面上来讲,过去成绩不达标,如今需要新的战略政策来指导未来至少五年内智能汽车领域的发展,这是一种国家意志的体现。


从技术层面上来讲,我国已明确了自主创新的重要性,未来将在车载高精度传感器、车规级芯片、操作系统、智能终端及智能计算平台产品的研发上下大功夫。


从产业层面上来讲,如何培养一个完善的智能汽车生态链是重中之重,以点带面也许是一种可行手段,这也是近期政策引进特斯拉上海工厂的最大意图所在。

 

更多对于芯片、电子产业的深度原创,请点击与非原创之《与非大视野