第一节 自动驾驶发展趋势带来诸多技术挑战

自动驾驶的基本功能包括感知、决策、执行。感知是指检测车辆周围的环境、车辆自身的运动状态以及驾驶人的输入及状态；决策是指根据感知获得的外部环境情况、当前车身的速度和位姿以及驾驶人驾驶意图和驾驶状态，通过一定的决策逻辑、规划算法，得出行驶路径、车辆速度等信息，下发给执行机构；执行是指执行决策获得的控制指令。

自动驾驶要求自动驾驶系统对算力、实时性、安全性等要求不断提高。L3级以上自动驾驶汽车每天需处理大量的数据，例如，有报告指出谷歌的自动驾驶实验车辆每秒产生750MB感知数据，英特尔报告指出L4级需处理的数据量可达4TB/天，此外自动驾驶的工作负载在周围环境改变的情况下可能会产生大幅改变，因此需要强大的算力和数据传输能力作为支撑。实时性是指自动驾驶系统能够及时进行计算、分析以及执行相应的操作，在传感器收集到外界数据的短时间内完成处理。实时性是保证系统稳定性和驾驶安全性的基本要求。同时由于自动驾驶功能的复杂，存在诸多信息安全威胁。新型电子电气架构对于实现智能网联汽车复杂功能、大量互联信息的高效传输和管理及系统安全十分必要。自动驾驶应用程序需要多个功能模块同时运行，同时还要保证满足各种时序和资源约束。由于实时性要求和资源限制，各种度量（例如，性能、可靠性、安全性、能耗）可能会相互制约。各种传感器，异构总线系统及V2X（车用无线通信技术）的集成为攻击者提供了大量攻击面。传统的汽车设计缺乏对信息安全问题的考虑，对于智能网联汽车，车内网络和V2X都需要受到保护。为了保障安全，需要完善从零部件到整车的测试评价体系，包括功能安全、预期功能安全和信息安全，建立完备的安全保障体系，为其提供辅助支撑。此外，在自动驾驶系统的开发过程中，寻求具有足够覆盖度的运行场景，从而对自动驾驶系统的安全性进行全面分析，这也是研究人员面对的技术挑战之一。