自动代客泊车技术发展现状及趋势分析

2022-01-07王恒凯杜建宇厉健峰李佳骏吴岗岗

汽车文摘 2022年1期

关键词：代客泊车停车场

王恒凯杜建宇厉健峰李佳骏吴岗岗

（1.中国第一汽车股份有限公司智能网联开发院，长春130013；2.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，长春130013）

主题词：代客泊车 AVP 自动泊车协同控制

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

当前，汽车工业迎来百年未有之智能科技浪潮，自动代客泊车（Automated Valet Parking，AVP）系统作为智能驾驶的重要场景，可以实现第一公里和最后一公里的全自动驾驶，例如用户在电梯口下车，车辆自动驾驶泊入车位；用户通过手机召唤车辆，车辆自动驾驶到用户指定位置。AVP是L4级自动驾驶系统技术之一。本文从自动代客泊车市场需求、政策环境、技术环境、技术演进过程、系统方案5个维度展开分析，对代客泊车技术发展趋势做出预测，对未来代客泊车产业发展提出建议。

2 AVP市场需求分析

AVP的市场需求主要来源于3个方面：

（1）个人用户;

（2）移动出行运营商等企业用户;

（3）负责城市建设的政府部门。

2.1 个人用户需求

个人用户常常遇到以下场景：车位不足，耗费大量时间寻找车位；取车时，忘记车停在哪里；停车场死角多，易发生交通事故；停车场阴冷昏暗，让人感到害怕。这些场景是用户的典型痛点。假设每个驾驶员每天出行2次，最常见的就是上班1次，下班1次，需要取2次车，停2次车，每次取车或停车时间平均为7～8 min，那么每天每个驾驶员浪费在取车和停车上的时间就达到了30 min，全年是1.1万min，相当于15天。通过应用AVP，可以为每个驾驶员每年节省大约15天的自由时间。

2.2 企业用户需求

对于企业用户而言，移动出行运营商（租车或者分时租赁）将是最大客户。移动出行运营商有大量的车和大量的用户订单，需要投入大量人力进行汽车的调度、充电、洗车工作，通过应用代客泊车系统，可以有效解决运营商调度成本高的问题。据百度测算，可以降低运营商30%的运营成本，这是相当可观的降本途径。

2.3 政府部门需求

2020年，我国汽车保有量超过2.8亿辆，城市汽车与停车位比例约为1:0.5，远低于全球平均水平，停车位缺口高达6 000万个，与此同时，又有44%的车位利用率非常低，加剧了停车难的问题；2021年上半年，新能源汽车保有量603万辆，充电桩仅187万个，车桩比3.2:1，充电桩严重不足。车与车位资源、车与充电桩资源的不匹配问题，对智慧城市建设提出了更高的要求。通过应用AVP系统，可以实现高效密集泊车、智能有序充电，从而解决车位不足、充电桩不足、资源不匹配的城市建设难题。

电动汽车百人会在2020年的问卷调查结果显示超过80%的用户对自动代客泊车持期待态度，这充分说明了社会对于AVP的迫切需求。

通过上述3个方面的需求分析，可以得出AVP具有需求广泛、使用频次高、市场潜力大的特点。同时，使用AVP自身车速较低、造成的安全风险较小，以及可以在限定区域下率先应用，这些特性催生了自主代客泊车必将是最先大规模商业化落地的L4级自动驾驶系统之一。AVP不但能解决用户痛点，而且能产生全新商业场景，带动相关产业协同发展。

3 AVP政策环境分析

通过梳理过去一年多的政策，可以发现政府正在密集出台系列政策，大力推进AVP系统技术和产品发展应用。

2020年2月，发改委等11部委印发《智能汽车创新发展战略》，目标到2025年，实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。2020年11月，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021－2035年）》中明确提出，将引导推进自动代客泊车技术发展及应用。这2项政策文件为发展AVP设定了明确目标。

2021年3月，公安部印发《道路交通安全法（修订建议稿）》新增第155条规定，明确了自动驾驶车辆进行道路测试和通行的有关要求。2021年4月，工信部印发《智能网联汽车生产企业及产品准入管理指南》（征求意见稿），为AVP生产企业和产品准入提供了依据。这2项政策为AVP落地提供了基础保障。

2021年5月，发改委《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见（征求意见）》中提出，加强车网互动新技术研发应用，鼓励推广智能有序充电。这里的车网互动、智能有序充电，需要自动代客泊车技术的支持，这为AVP的落地提供了一个典型应用场景。

4 技术环境分析

目前我国建成全球最大的5G独立组网网络，先进车辆域控算力超过1 000 TOPS，固态激光雷达、4D毫米波雷达、高分辨率摄像头、深度学习、OTA、影子模式、大数据仿真一系列相关技术进步，为AVP自动驾驶过程中高精度定位、高准确度环境感知、低延时车场协同控制、算法迭代提供了基础，正在驱动AVP功能加速成熟。

5 AVP技术演进过程

近年来，自动泊车技术和产品发展迅速，其演进过程如图1所示。在2016年之前均是基于超声波雷达的半自动泊车，系统仅控制方向盘，半自动泊车处于市场成熟期；2018年，基于超声波和环视的全自动融合泊车（APA）及遥控泊车（RPA）走向市场，系统控制车辆的横向运动和纵向运动，驾驶员可以在车外通过钥匙或手机操控车辆，这些产品解决了最后10 m的自动驾驶问题，处于市场成长期。今年，市场上出现了辅助代客泊车类产品，虽然车辆能够自动驾驶100 m的距离，但仍需驾驶员监控车辆周围环境，并没有彻底解放用户，因此自动驾驶等级可以归类到L2.5～L3之间，处于市场导入期。这类产品可以说是向全自主代客泊车发展的过渡产品，市场真正期待的是L4级别的自动代客泊车系统，从而将驾驶员从取车、停车中彻底解放出来。

图1 AVP技术演进过程

6 AVP系统方案分析

按照T/CSAE—2020《自主代客泊车系统总体技术要求》，AVP系统技术路线可以分为3类：

（1）基于车端智能技术路线；

（2）基于场端智能技术路线；

（3）车场融合技术路线。

这3者主要区别是系统的环境感知、规划决策和高精定位实现的位置不同，具体对比见表1。

表1 3种AVP技术方案对比

基于车端智能技术路线的优势在于对停车场依赖小，不改造或者简单改造停车场的标志、标线、光线和网络环境，适用场景广泛，更容易推广应用；劣势在于对感知、计算平台要求高，车辆成本高。一汽红旗目前采用该技术方案，在今年6月份释放了首版全功能代客泊车系统软件。

基于场端智能技术路线优势在于车辆只需具备线控能力，对车辆要求较低；劣势在于仅在改造过的停车场可用，范围受限；停车场投资较大，投资回报周期长；戴姆勒和博世集团公司是该技术路线的实践者，目前在S-Class车型上量产应用。

基于车场融合技术路线可以降低场端投资，车端和场端都具备一定的感知、定位和规划能力，可实现系统冗余，提高安全性；劣势在于技术难度大，产业涉及利益相关方多，协同难度大，没有统一的通信和地图标准，该方案目前暂无商用案例。

AVP系统的总体方案如图2所示，主要由车端、场端、云端和手机端4部分构成。图2去掉右侧的场端部分，就是基于车端智能的技术方案，在车辆上搭载环视、前视、后视、Radar、LiDAR、USS传感器及高算力计算平台；图2去掉车端的环境感知和规划决策模块，就是基于场端智能的技术方案，在场端布置摄像头、激光雷达、UWB、边缘服务器设备，实现障碍物探测、高精度定位和规划决策的智能化功能。车端、场端、云端及手机端4部分联合，就构成了完整的车场协同控制的代客泊车系统，车场协同控制因融合和车端和场端功能的优势，可以联合自动地锁、自动充电、无线充电、自动洗车的基础服务，实现更加智能、安全、丰富的闭环生态场景，因此，车场协同控制是未来自动代客泊车技术的发展方向。

图2 AVP系统总体方案

7 AVP生态场景构想

图3展现了车场协同控制的代客泊车典型实际应用场景。

图3 车场协同控制的代客泊车生态全景

用户通过手机预约停车场车位，车辆行驶到停车场附近自动下载停车场高精度地图，进入停车场时，智能闸机开启，并完成与预约信息的匹配及初始定位；用户在电梯口下车，车辆开始自动驾驶，场端规划全局路径并实时监控道路情况，避开拥堵路段，同时场端提供辅助定位及辅助感知结果，与车端定位感知结果相融合，确保安全；车辆到达目标车位附近，智能地锁自动落下，车辆泊入预约车位；泊车入位成功后，通过无线充电或者自动充电手臂方式，接入智能充电桩开始充电，充满电后，AVP车辆自动泊入非充电车位，从而空出充电桩供其它用户使用；用户需要用车时，通过手机启动自动接驾，车辆自动驾驶到用户所在位置，即反向寻车。然后用户驾驶车辆，闸机自动抬起，完成停车费用及充电费用无感支付。

车场协同控制的代客泊车系统打通了停车场基础服务、智能服务和充电服务，实现自动泊车的场景闭环，应用前景极为广阔。

8 AVP产业发展建议

（1）继续完善法律法规

2021年发布了《智能网联汽车生产企业及产品准入管理指南》（征求意见稿）和《道路交通安全法（修订建议稿）》，在法律法规层面取得了巨大的进步，但在保险、责任认定方面仍需进一步完善。

（2）探索商业模式，建立AVP生态圈

AVP涉及政府、停车场、主机厂、AVP方案商、图商、移动出行运营商和用户多个利益相关方，AVP产品和服务如何收费、在哪个环节收费、收益如何分配需探索出可行的商业模式，进而推动产业化落地。

（3）开展AVP商业试点，推进AVP标准制定

建议对有条件的车企和停车场发放AVP试点许可，增加消费者对AVP的认知程度；积累大量测试数据和运行经验，逐步完善停车场建设、车场通讯和高精度地图相关的AVP标准。

（4）车端“渗透率”与场端“覆盖率”相互拉动，场端建设和改造一定程度上要先行先试

以我国ETC产业发展为参考，1996年在首都机场第一条ETC车道建成，2015年实现全国主线收费站100%覆盖，而全国2015年的ETC用户数仅占到当年汽车保有量的13%，之后经过5年的推广，在2020年，我国ETC用户数量超过2亿，占到汽车保有量的70%以上。因此，可以参考ETC的发展路径，率先建设改造规范化、智能化的停车场，当规范化停车场达到一定数量，AVP车辆将会迎来爆发式增加。