王恒凱 杜建宇 厲健峰 李佳駿 吳崗崗

（1.中國第一汽車股份有限公司智能網(wǎng)聯(lián)開發(fā)院，長春130013；2.汽車振動噪聲與安全控制綜合技術(shù)國家重點實驗室，長春130013）

主題詞：代客泊車 AVP 自動泊車 協(xié)同控制

AVP Automated Valet Parking

OTA Over-the-Air Technology

RPA Remote Parking Assistent

LiDAR Light Detection And Ranging

USS Ultrasonic Sensors

UWB Ultra Wide Band

SLAM Simultaneous Localization And Mapping

IRC Intelligent Rear Camera

ECU Electronic Control Unit

EPB Electronic Park Brake

EPS Electric Power Steering

ESP Electronic Stability Program

1 前言

當(dāng)前，汽車工業(yè)迎來百年未有之智能科技浪潮，自動代客泊車（Automated Valet Parking，AVP）系統(tǒng)作為智能駕駛的重要場景，可以實現(xiàn)第一公里和最后一公里的全自動駕駛，例如用戶在電梯口下車，車輛自動駕駛泊入車位；用戶通過手機(jī)召喚車輛，車輛自動駕駛到用戶指定位置。AVP是L4級自動駕駛系統(tǒng)技術(shù)之一。本文從自動代客泊車市場需求、政策環(huán)境、技術(shù)環(huán)境、技術(shù)演進(jìn)過程、系統(tǒng)方案5個維度展開分析，對代客泊車技術(shù)發(fā)展趨勢做出預(yù)測，對未來代客泊車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出建議。

2 AVP市場需求分析

AVP的市場需求主要來源于3個方面：

（1）個人用戶;

（2）移動出行運營商等企業(yè)用戶;

（3）負(fù)責(zé)城市建設(shè)的政府部門。

2.1 個人用戶需求

個人用戶常常遇到以下場景：車位不足，耗費大量時間尋找車位；取車時，忘記車停在哪里；停車場死角多，易發(fā)生交通事故；停車場陰冷昏暗，讓人感到害怕。這些場景是用戶的典型痛點。假設(shè)每個駕駛員每天出行2次，最常見的就是上班1次，下班1次，需要取2次車，停2次車，每次取車或停車時間平均為7～8 min，那么每天每個駕駛員浪費在取車和停車上的時間就達(dá)到了30 min，全年是1.1萬min，相當(dāng)于15天。通過應(yīng)用AVP，可以為每個駕駛員每年節(jié)省大約15天的自由時間。

2.2 企業(yè)用戶需求

對于企業(yè)用戶而言，移動出行運營商（租車或者分時租賃）將是最大客戶。移動出行運營商有大量的車和大量的用戶訂單，需要投入大量人力進(jìn)行汽車的調(diào)度、充電、洗車工作，通過應(yīng)用代客泊車系統(tǒng)，可以有效解決運營商調(diào)度成本高的問題。據(jù)百度測算，可以降低運營商30%的運營成本，這是相當(dāng)可觀的降本途徑。

2.3 政府部門需求

2020年，我國汽車保有量超過2.8億輛，城市汽車與停車位比例約為1:0.5，遠(yuǎn)低于全球平均水平，停車位缺口高達(dá)6 000萬個，與此同時，又有44%的車位利用率非常低，加劇了停車難的問題；2021年上半年，新能源汽車保有量603萬輛，充電樁僅187萬個，車樁比3.2:1，充電樁嚴(yán)重不足。車與車位資源、車與充電樁資源的不匹配問題，對智慧城市建設(shè)提出了更高的要求。通過應(yīng)用AVP系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高效密集泊車、智能有序充電，從而解決車位不足、充電樁不足、資源不匹配的城市建設(shè)難題。

電動汽車百人會在2020年的問卷調(diào)查結(jié)果顯示超過80%的用戶對自動代客泊車持期待態(tài)度，這充分說明了社會對于AVP的迫切需求。

通過上述3個方面的需求分析，可以得出AVP具有需求廣泛、使用頻次高、市場潛力大的特點。同時，使用AVP自身車速較低、造成的安全風(fēng)險較小，以及可以在限定區(qū)域下率先應(yīng)用，這些特性催生了自主代客泊車必將是最先大規(guī)模商業(yè)化落地的L4級自動駕駛系統(tǒng)之一。AVP不但能解決用戶痛點，而且能產(chǎn)生全新商業(yè)場景，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

3 AVP政策環(huán)境分析

通過梳理過去一年多的政策，可以發(fā)現(xiàn)政府正在密集出臺系列政策，大力推進(jìn)AVP系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)用。

2020年2月，發(fā)改委等11部委印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，目標(biāo)到2025年，實現(xiàn)高度自動駕駛的智能汽車在特定環(huán)境下市場化應(yīng)用。2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021－2035年）》中明確提出，將引導(dǎo)推進(jìn)自動代客泊車技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用。這2項政策文件為發(fā)展AVP設(shè)定了明確目標(biāo)。

2021年3月，公安部印發(fā)《道路交通安全法（修訂建議稿）》新增第155條規(guī)定，明確了自動駕駛車輛進(jìn)行道路測試和通行的有關(guān)要求。2021年4月，工信部印發(fā)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南》（征求意見稿），為AVP生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品準(zhǔn)入提供了依據(jù)。這2項政策為AVP落地提供了基礎(chǔ)保障。

2021年5月，發(fā)改委《關(guān)于進(jìn)一步提升充換電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實施意見（征求意見）》中提出，加強(qiáng)車網(wǎng)互動新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，鼓勵推廣智能有序充電。這里的車網(wǎng)互動、智能有序充電，需要自動代客泊車技術(shù)的支持，這為AVP的落地提供了一個典型應(yīng)用場景。

4 技術(shù)環(huán)境分析

目前我國建成全球最大的5G獨立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，先進(jìn)車輛域控算力超過1 000 TOPS，固態(tài)激光雷達(dá)、4D毫米波雷達(dá)、高分辨率攝像頭、深度學(xué)習(xí)、OTA、影子模式、大數(shù)據(jù)仿真一系列相關(guān)技術(shù)進(jìn)步，為AVP自動駕駛過程中高精度定位、高準(zhǔn)確度環(huán)境感知、低延時車場協(xié)同控制、算法迭代提供了基礎(chǔ)，正在驅(qū)動AVP功能加速成熟。

5 AVP技術(shù)演進(jìn)過程

近年來，自動泊車技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展迅速，其演進(jìn)過程如圖1所示。在2016年之前均是基于超聲波雷達(dá)的半自動泊車，系統(tǒng)僅控制方向盤，半自動泊車處于市場成熟期；2018年，基于超聲波和環(huán)視的全自動融合泊車（APA）及遙控泊車（RPA）走向市場，系統(tǒng)控制車輛的橫向運動和縱向運動，駕駛員可以在車外通過鑰匙或手機(jī)操控車輛，這些產(chǎn)品解決了最后10 m的自動駕駛問題，處于市場成長期。今年，市場上出現(xiàn)了輔助代客泊車類產(chǎn)品，雖然車輛能夠自動駕駛100 m的距離，但仍需駕駛員監(jiān)控車輛周圍環(huán)境，并沒有徹底解放用戶，因此自動駕駛等級可以歸類到L2.5～L3之間，處于市場導(dǎo)入期。這類產(chǎn)品可以說是向全自主代客泊車發(fā)展的過渡產(chǎn)品，市場真正期待的是L4級別的自動代客泊車系統(tǒng)，從而將駕駛員從取車、停車中徹底解放出來。

圖1 AVP技術(shù)演進(jìn)過程

6 AVP系統(tǒng)方案分析

按照T/CSAE—2020《自主代客泊車系統(tǒng)總體技術(shù)要求》，AVP系統(tǒng)技術(shù)路線可以分為3類：

（1）基于車端智能技術(shù)路線；

（2）基于場端智能技術(shù)路線；

（3）車場融合技術(shù)路線。

這3者主要區(qū)別是系統(tǒng)的環(huán)境感知、規(guī)劃決策和高精定位實現(xiàn)的位置不同，具體對比見表1。

表1 3種AVP技術(shù)方案對比

基于車端智能技術(shù)路線的優(yōu)勢在于對停車場依賴小，不改造或者簡單改造停車場的標(biāo)志、標(biāo)線、光線和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，適用場景廣泛，更容易推廣應(yīng)用；劣勢在于對感知、計算平臺要求高，車輛成本高。一汽紅旗目前采用該技術(shù)方案，在今年6月份釋放了首版全功能代客泊車系統(tǒng)軟件。

基于場端智能技術(shù)路線優(yōu)勢在于車輛只需具備線控能力，對車輛要求較低；劣勢在于僅在改造過的停車場可用，范圍受限；停車場投資較大，投資回報周期長；戴姆勒和博世集團(tuán)公司是該技術(shù)路線的實踐者，目前在S-Class車型上量產(chǎn)應(yīng)用。

基于車場融合技術(shù)路線可以降低場端投資，車端和場端都具備一定的感知、定位和規(guī)劃能力，可實現(xiàn)系統(tǒng)冗余，提高安全性；劣勢在于技術(shù)難度大，產(chǎn)業(yè)涉及利益相關(guān)方多，協(xié)同難度大，沒有統(tǒng)一的通信和地圖標(biāo)準(zhǔn)，該方案目前暫無商用案例。

AVP系統(tǒng)的總體方案如圖2所示，主要由車端、場端、云端和手機(jī)端4部分構(gòu)成。圖2去掉右側(cè)的場端部分，就是基于車端智能的技術(shù)方案，在車輛上搭載環(huán)視、前視、后視、Radar、LiDAR、USS傳感器及高算力計算平臺；圖2去掉車端的環(huán)境感知和規(guī)劃決策模塊，就是基于場端智能的技術(shù)方案，在場端布置攝像頭、激光雷達(dá)、UWB、邊緣服務(wù)器設(shè)備，實現(xiàn)障礙物探測、高精度定位和規(guī)劃決策的智能化功能。車端、場端、云端及手機(jī)端4部分聯(lián)合，就構(gòu)成了完整的車場協(xié)同控制的代客泊車系統(tǒng)，車場協(xié)同控制因融合和車端和場端功能的優(yōu)勢，可以聯(lián)合自動地鎖、自動充電、無線充電、自動洗車的基礎(chǔ)服務(wù)，實現(xiàn)更加智能、安全、豐富的閉環(huán)生態(tài)場景，因此，車場協(xié)同控制是未來自動代客泊車技術(shù)的發(fā)展方向。

圖2 AVP系統(tǒng)總體方案

7 AVP生態(tài)場景構(gòu)想

圖3展現(xiàn)了車場協(xié)同控制的代客泊車典型實際應(yīng)用場景。

圖3 車場協(xié)同控制的代客泊車生態(tài)全景

用戶通過手機(jī)預(yù)約停車場車位，車輛行駛到停車場附近自動下載停車場高精度地圖，進(jìn)入停車場時，智能閘機(jī)開啟，并完成與預(yù)約信息的匹配及初始定位；用戶在電梯口下車，車輛開始自動駕駛，場端規(guī)劃全局路徑并實時監(jiān)控道路情況，避開擁堵路段，同時場端提供輔助定位及輔助感知結(jié)果，與車端定位感知結(jié)果相融合，確保安全；車輛到達(dá)目標(biāo)車位附近，智能地鎖自動落下，車輛泊入預(yù)約車位；泊車入位成功后，通過無線充電或者自動充電手臂方式，接入智能充電樁開始充電，充滿電后，AVP車輛自動泊入非充電車位，從而空出充電樁供其它用戶使用；用戶需要用車時，通過手機(jī)啟動自動接駕，車輛自動駕駛到用戶所在位置，即反向?qū)ぼ?。然后用戶駕駛車輛，閘機(jī)自動抬起，完成停車費用及充電費用無感支付。

車場協(xié)同控制的代客泊車系統(tǒng)打通了停車場基礎(chǔ)服務(wù)、智能服務(wù)和充電服務(wù)，實現(xiàn)自動泊車的場景閉環(huán)，應(yīng)用前景極為廣闊。

8 AVP產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

（1）繼續(xù)完善法律法規(guī)

2021年發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南》（征求意見稿）和《道路交通安全法（修訂建議稿）》，在法律法規(guī)層面取得了巨大的進(jìn)步，但在保險、責(zé)任認(rèn)定方面仍需進(jìn)一步完善。

（2）探索商業(yè)模式，建立AVP生態(tài)圈

AVP涉及政府、停車場、主機(jī)廠、AVP方案商、圖商、移動出行運營商和用戶多個利益相關(guān)方，AVP產(chǎn)品和服務(wù)如何收費、在哪個環(huán)節(jié)收費、收益如何分配需探索出可行的商業(yè)模式，進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)化落地。

（3）開展AVP商業(yè)試點，推進(jìn)AVP標(biāo)準(zhǔn)制定

建議對有條件的車企和停車場發(fā)放AVP試點許可，增加消費者對AVP的認(rèn)知程度；積累大量測試數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗，逐步完善停車場建設(shè)、車場通訊和高精度地圖相關(guān)的AVP標(biāo)準(zhǔn)。

（4）車端“滲透率”與場端“覆蓋率”相互拉動，場端建設(shè)和改造一定程度上要先行先試

以我國ETC產(chǎn)業(yè)發(fā)展為參考，1996年在首都機(jī)場第一條ETC車道建成，2015年實現(xiàn)全國主線收費站100%覆蓋，而全國2015年的ETC用戶數(shù)僅占到當(dāng)年汽車保有量的13%，之后經(jīng)過5年的推廣，在2020年，我國ETC用戶數(shù)量超過2億，占到汽車保有量的70%以上。因此，可以參考ETC的發(fā)展路徑，率先建設(shè)改造規(guī)范化、智能化的停車場，當(dāng)規(guī)范化停車場達(dá)到一定數(shù)量，AVP車輛將會迎來爆發(fā)式增加。

9 結(jié)束語

（1）AVP系統(tǒng)具有用戶剛需、使用頻次高、安全風(fēng)險較小、限定區(qū)域下行駛的特點，這些特點催生了AVP必將是最先大規(guī)模商業(yè)化落地的L4級自動駕駛系統(tǒng)之一。

（2）從產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境和技術(shù)環(huán)境方面來分析，AVP落地的條件已日趨成熟。

（3）代客泊車輔助系統(tǒng)是向L4級AVP發(fā)展的階段性過渡產(chǎn)品，該類產(chǎn)品雖然不屬于真正的L4級AVP系統(tǒng)，但為L4級AVP的落地打下一定的基礎(chǔ)。

（4）車場協(xié)同控制的代客泊車系統(tǒng)一方面因其實現(xiàn)感知、定位的車場融合，系統(tǒng)智能化程度更高，另一方面打通了用戶停車過程相關(guān)的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)生態(tài)場景的閉環(huán)，因此是下一代泊車技術(shù)發(fā)展方向。

（5）要促進(jìn)AVP功能的真正大規(guī)模落地，還需繼續(xù)在法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)和示范運營多方面開展工作。