為什么中國人很難突破自動駕駛控制層？

自動駕駛分為三個部分：感知和定位、規劃和決策以及執行控制。然而，目前，自動駕駛中與執行控制相關的部分很少被討論。Tier1和原始設備制造商手中的這部分技術由于在中國的積累薄弱，幾乎成為了一個需要回避的話題。然而，執行控制層是自動駕駛的基礎，規劃和決策離不開執行控制。今天，這篇文章就來聊聊自動駕駛的“腿和腳”。

沒有“腳”就談不上“大腦”

要想做出一個好的自動駕駛規劃決策，我們必須知道如何實施控制。

簡單來說，自動駕駛的路徑規劃可以分為全局路徑規劃和局部路徑規劃。其中，全局路徑規劃是為汽車設計一條從a點到B點的安全路線，而局部路徑規劃是根據一定距離的環境信息和汽車本身的狀態規劃一條無碰撞路徑。前者就像在地圖上輸入起點和終點以生成可行的路線，而后者主要包括轉彎、變道、超車和遇到施工等情況下的車輛運動，這與執行控制密切相關。

為了說明“大腦”和“腳”是如何相互作用的，車云想在這里編造一個負面案例，當感知和定位正確時，一輛自動駕駛汽車本來只是想變道超車，為什么它會在路邊絆倒？

在局部路徑規劃中，自動駕駛汽車在綜合考慮當時的外部環境和車輛狀況等一系列約束條件后，模擬老司機的安全駕駛，給出理想的局部路徑小角度切入以實現變道，并將指令傳遞給相關執行器。

此時，理想和現實已經發生了偏差。

虛構一個自動駕駛的交通事故，但它很常見。

從A點到B點，理想局部路徑規劃所需的車輛轉角值為n。然而，執行器無法達到n的值，這導致偏離理想路徑，實際上走出了虛線軌跡。

汽車發現軌跡偏差后，開始糾正，于是開始重復上面發生的轉向過度或轉向不足的情況，并最終在向前轉彎的過程中親吻了路緣石。如果你此時坐在車里，你會發現方向盤來回劇烈擺動，乘坐體驗一定很不愉快。

不難發現，導致上述事故的主要原因是規劃決策沒有很好地考慮車輛動力學，低估了轉向特性，導致車輛的實際行駛軌跡與規劃的局部路徑存在很大偏差。同樣，在動力輸出扭矩控制和制動扭矩控制中，如果模型數據缺失或優化不足，會導致車輛產生頓挫感，從而導致車輛無法停車或油門跟不上，甚至在極端場景下會造成極大的危險。

另一個原因可能是底層實現協議缺乏開放性。目前，Tier1執行控制產品將被制成黑匣子，控制協議將被付費并公開。即使公開，界面的開放性也會直接影響汽車控制的可調節性。

因此，自動駕駛規劃決策并不是一個打臉式的規劃。從變道和轉彎的場景可以看出，控制自動駕駛汽車的執行是否需要努力。

國外壟斷與國內不足

我們有時會在一些高校的自動駕駛汽車上看到額外的電機，其主要目的是實現自動化效果。然而，這種方法只能給出非常粗略的控制，不能滿足車輛的動力學控制，當然，它完全不符合車輛的可靠性問題。

大規模生產的自動駕駛汽車必須對車輛的傳統執行器進行電子改造，并將其升級為具有外部控制協議接口的線控組件系統，該系統主要包括線控油門、線控轉向和線控制動三部分。

在壓力下……

t、 著陸自動駕駛儀的執行控制部分被博世和等外國Tier1壟斷。這些Tier1有自己完整的機箱控制系統，而且大多數都不是開放式的。例如，博世開發了Ibooster，日立開發了EACT，大陸開發了MK C1，天合開發了IBC。

這部分技術國內基礎薄弱，可替代的核心部件稀缺。數據顯示，亞太、萬向錢潮、萬安科技等國內線控制動器制造商仍處于研發初期。在EPS方面，株洲億利達有一定規模的配套，恒隆、渝北、浙江世寶已轉向企業現有產品。然而，從助力轉向到線控轉向還有一大步，能否突破還有待觀察。

為什么中國的高管控制權積累差距如此之大？

這是國外零部件供應商在時間積累下的優勢。控制產品研發的實施注重工程化，主要依靠數據積累，并經過不斷的測試和模型優化。國家技術轉移東部中心智能汽車技術轉化中心（IVTTC）總工程師劉興健告訴車云，至少需要10年的時間來優化和校準一線工程數據的調試和收集，我們才能說對底盤控制有了初步的了解。國外Tier1擁有大量在該領域擁有至少20年一線經驗的工程師，并不斷優化迭代。

相比之下，國內供應商的技術基礎薄弱，大多是生產Tier1（部分產能，缺乏研發能力），缺乏技術積累。另一方面，國內工程師流動性強，很少有人能在一線崗位上堅持10年。即使他們被投入到一家零部件公司，他們也愿意在一個項目上穩定投資10-15年，這幾乎是看不見的。在上一代EPS、ABS等技術積累不足的情況下，國內零部件供應商需要一步到位，跨越的步驟更大。

因此，目前自動駕駛的嘗試在很大程度上受到了外國制造商的限制。

一方面，依靠執行力控制的積累，自動駕駛汽車想要平穩行駛并保持舒適性，這在很大程度上取決于底盤控制能力。此外，自動駕駛團隊在進行決策規劃時，是新司機還是老司機取決于對車輛控制動力學的理解程度。

另一方面，博世、中國和其他零部件供應商在感知和決策部分也有自己的產品。我們已經掌握了單眼相機、毫米波雷達、激光雷達等傳感器組件和系統，加上執行控制方面的優勢，其中許多已經在量產中成熟，滿足了車輛法規的要求。憑借多年積累的工程能力和汽車經驗，國外Tier1在產品化和成本控制方面也明顯優于國內感性創業公司。

國內自動駕駛團隊是如何處理執行控制的？

無法繞過國外零部件巨頭，國內對自動駕駛的研究只能停止嗎？

顯然，國內原始設備制造商不愿意接受零部件供應商的包裝方案，并將自己推回到代工的角色。一個典型的現象是，在ADAS階段，原始設備制造商仍然傾向于使用零部件供應商的整套產品。然而，在高水平的自動駕駛項目中，代工可以盡可能多地開箱，擺脫對國外Tier1的整體依賴。

目前，國內主機廠正試圖通過要求供應商接口透明來拆解自動駕駛的感知、定位、規劃、決策和執行層。同時，原始設備制造商在感知、規劃、決策和執行層培養自己的供應商，在早期做Demo測試和演示應用，等到技術成熟后再進行部分更換。

此外，一些主機廠選擇利用新能源汽車的平臺進行自動駕駛研究。因此，發動機和變速箱等傳統的屏障技術被電動汽車的核心三電系統所取代……

，因為后者的研發周期比前者更短，難度更小，而且國內零部件供應商的技術更成熟。

在整個產業鏈中，了解執行器改裝的團隊已經成為其中之一。例如，國家技術轉移東部中心的智能汽車技術改造中心專注于汽車底盤和動力控制。通過整體更換底盤的電子部件，實現線控底盤和線控動力的通信，使車輛擁有流暢的操控體驗，為感知和規劃決策提供平臺，具備改造乘用車線控底盤的能力和技術方案，大型商用車輛和特殊場館車輛。另一個類似的團隊智行，有高校汽車專業背景，擅長規劃和決策。在理解執行控制的基礎上，提出關鍵的執行機構指標及其與算法相關的范圍，建立執行機構性能評估體系，并將指標范圍與執行機構供應商聯系起來。

對于實施控制的國內零部件供應商來說，現狀是不言而喻的。面對單一零部件技術和價格的劣勢，國內零部件供應商正在考慮通過集團合作的方式盡快推出產品。目前，國內有零部件供應商與感知決策和規劃初創公司合作，率先縱向開放，開發出一整套可以量產的底層平臺，并以一整套供應方式賣給原始設備制造商，從而在時間上占據優勢，但也有必要消除原始設備制造商對系統供應的擔憂。

對國內球隊來說，實施控制是一個巨大的挑戰，但挑戰和機遇并存。

目前，自動駕駛的應用環境在中國的需求更高，比國外運行得更快，汽車制造商擺脫外國零部件供應商壟斷的意愿也非常強烈。自動駕駛不同部分之間的關系也提醒我們合作的重要性。在這場時間競賽中，不是哪家公司先到達，而是哪個聯盟先到達終點。自動駕駛分為三個部分：感知和定位、規劃和決策以及執行控制。然而，目前，自動駕駛中與執行控制相關的部分很少被討論。Tier1和原始設備制造商手中的這部分技術由于在中國的積累薄弱，幾乎成為了一個需要回避的話題。然而，執行控制層是自動駕駛的基礎，規劃和決策離不開執行控制。今天，這篇文章就來聊聊自動駕駛的“腿和腳”。

沒有“腳”就談不上“大腦”

要想做出一個好的自動駕駛規劃決策，我們必須知道如何實施控制。

簡單來說，自動駕駛的路徑規劃可以分為全局路徑規劃和局部路徑規劃。其中，全局路徑規劃是為汽車設計一條從a點到B點的安全路線，而局部路徑規劃是根據一定距離的環境信息和汽車本身的狀態規劃一條無碰撞路徑。前者就像在地圖上輸入起點和終點以生成可行的路線，而后者主要包括轉彎、變道、超車和遇到施工等情況下的車輛運動，這與執行控制密切相關。

為了說明“大腦”和“腳”是如何相互作用的，車云想在這里編造一個負面案例，當感知和定位正確時，一輛自動駕駛汽車本來只是想變道超車，為什么它會在路邊絆倒？

在局部路徑規劃中，自動駕駛汽車在綜合考慮當時的外部環境和車輛狀況等一系列約束條件后，模擬老司機的安全駕駛，給出理想的局部路徑小角度切入以實現變道，并將指令傳遞給相關執行器。

此時，理想和現實已經發生了偏差。

虛構一個自動駕駛的交通事故，但它很常見。

從p……

nt A到點B，理想局部路徑規劃所需的車輛旋轉角度值為n。然而，執行器無法達到n的值，這導致偏離理想路徑，實際上走出了虛線軌跡。

汽車發現軌跡偏差后，開始糾正，于是開始重復上面發生的轉向過度或轉向不足的情況，并最終在向前轉彎的過程中親吻了路緣石。如果你此時坐在車里，你會發現方向盤來回劇烈擺動，乘坐體驗一定很不愉快。

不難發現，導致上述事故的主要原因是規劃決策沒有很好地考慮車輛動力學，低估了轉向特性，導致車輛的實際行駛軌跡與規劃的局部路徑存在很大偏差。同樣，在動力輸出扭矩控制和制動扭矩控制中，如果模型數據缺失或優化不足，會導致車輛產生頓挫感，從而導致車輛無法停車或油門跟不上，甚至在極端場景下會造成極大的危險。

另一個原因可能是底層實現協議缺乏開放性。目前，Tier1執行控制產品將被制成黑匣子，控制協議將被付費并公開。即使公開，界面的開放性也會直接影響汽車控制的可調節性。

因此，自動駕駛規劃決策并不是一個打臉式的規劃。從變道和轉彎的場景可以看出，控制自動駕駛汽車的執行是否需要努力。

國外壟斷與國內不足

我們有時會在一些高校的自動駕駛汽車上看到額外的電機，其主要目的是實現自動化效果。然而，這種方法只能給出非常粗略的控制，不能滿足車輛的動力學控制，當然，它完全不符合車輛的可靠性問題。

大規模生產的自動駕駛汽車必須對車輛的傳統執行器進行電子改造，并將其升級為具有外部控制協議接口的線控組件系統，該系統主要包括線控油門、線控轉向和線控制動三部分。

目前，落地自動駕駛的執行控制部分被博世和等外國Tier1壟斷。這些Tier1有自己完整的機箱控制系統，而且大多數都不是開放式的。例如，博世開發了Ibooster，日立開發了EACT，大陸開發了MK C1，天合開發了IBC。

這部分技術國內基礎薄弱，可替代的核心部件稀缺。數據顯示，亞太、萬向錢潮、萬安科技等國內線控制動器制造商仍處于研發初期。在EPS方面，株洲億利達有一定規模的配套，恒隆、渝北、浙江世寶已轉向企業現有產品。然而，從助力轉向到線控轉向還有一大步，能否突破還有待觀察。

為什么中國的高管控制權積累差距如此之大？

這是國外零部件供應商在時間積累下的優勢。控制產品研發的實施注重工程化，主要依靠數據積累，并經過不斷的測試和模型優化。國家技術轉移東部中心智能汽車技術轉化中心（IVTTC）總工程師劉興健告訴車云，至少需要10年的時間來優化和校準一線工程數據的調試和收集，我們才能說對底盤控制有了初步的了解。國外Tier1擁有大量在該領域擁有至少20年一線經驗的工程師，并不斷優化迭代。

相比之下，國內供應商的技術基礎薄弱，大多是生產Tier1（部分產能，缺乏研發能力），缺乏技術積累。另一方面，國內工程師流動性強，很少有人能在一線崗位上堅持10年。即使他們被投入到一家零部件公司，他們也愿意在一個項目上穩定投資10-15年，這幾乎是看不見的。在上一代EPS、ABS等技術積累不足的情況下，國內零部件供應商……

需要一步跳到線路控制系統，他們需要跨越的步驟甚至更大。

因此，目前自動駕駛的嘗試在很大程度上受到了外國制造商的限制。

一方面，依靠執行力控制的積累，自動駕駛汽車想要平穩行駛并保持舒適性，這在很大程度上取決于底盤控制能力。此外，自動駕駛團隊在進行決策規劃時，是新司機還是老司機取決于對車輛控制動力學的理解程度。

另一方面，博世、中國和其他零部件供應商在感知和決策部分也有自己的產品。我們已經掌握了單眼相機、毫米波雷達、激光雷達等傳感器組件和系統，加上執行控制方面的優勢，其中許多已經在量產中成熟，滿足了車輛法規的要求。憑借多年積累的工程能力和汽車經驗，國外Tier1在產品化和成本控制方面也明顯優于國內感性創業公司。

國內自動駕駛團隊是如何處理執行控制的？

無法繞過國外零部件巨頭，國內對自動駕駛的研究只能停止嗎？

顯然，國內原始設備制造商不愿意接受零部件供應商的包裝方案，并將自己推回到代工的角色。一個典型的現象是，在ADAS階段，原始設備制造商仍然傾向于使用零部件供應商的整套產品。然而，在高水平的自動駕駛項目中，代工可以盡可能多地開箱，擺脫對國外Tier1的整體依賴。

目前，國內主機廠正試圖通過要求供應商接口透明來拆解自動駕駛的感知、定位、規劃、決策和執行層。同時，原始設備制造商在感知、規劃、決策和執行層培養自己的供應商，在早期做Demo測試和演示應用，等到技術成熟后再進行部分更換。

此外，一些主機廠選擇利用新能源汽車的平臺進行自動駕駛研究。因此，發動機、變速箱等傳統壁壘技術被電動汽車的核心三電系統所取代，因為后者的研發周期比前者更短、難度更小，而且國內零部件供應商的技術更成熟。

在整個產業鏈中，了解執行器改裝的團隊已經成為其中之一。例如，國家技術轉移東部中心的智能汽車技術改造中心專注于汽車底盤和動力控制。通過整體更換底盤的電子部件，實現線控底盤和線控動力的通信，使車輛擁有流暢的操控體驗，為感知和規劃決策提供平臺，具備改造乘用車線控底盤的能力和技術方案，大型商用車輛和特殊場館車輛。另一個類似的團隊智行，有高校汽車專業背景，擅長規劃和決策。在理解執行控制的基礎上，提出關鍵的執行機構指標及其與算法相關的范圍，建立執行機構性能評估體系，并將指標范圍與執行機構供應商聯系起來。

對于實施控制的國內零部件供應商來說，現狀是不言而喻的。面對單一零部件技術和價格的劣勢，國內零部件供應商正在考慮通過集團合作的方式盡快推出產品。目前，國內有零部件供應商與感知決策和規劃初創公司合作，率先縱向開放，開發出一整套可以量產的底層平臺，并以一整套供應方式賣給原始設備制造商，從而在時間上占據優勢，但也有必要消除原始設備制造商對系統供應的擔憂。

對國內球隊來說，實施控制是一個巨大的挑戰，但挑戰和機遇并存。

目前，自動駕駛的應用環境在中國的需求更高，比國外運行得更快，汽車制造商擺脫外國零部件供應商壟斷的意愿也非常強烈。自動駕駛不同部分之間的關系也提醒我們coo的重要性……

定額在這場時間競賽中，不是哪家公司先到達，而是哪個聯盟先到達終點。

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