2022年中国自动驾驶仿真测试短报告：高阶自动驾驶落地的助推剂（摘要版）

头豹短报告|2022/08 www.leadleo.com 2022年 中国自动驾驶仿真测试短报告：高阶自动驾驶落地的助推剂 ChinaAutomaticDrivingSimulationTestIndustry 中国自動運転シミュレーション試験産業 （摘要版） 报告标签：自动驾驶、仿真测试、智能网联车撰写人：张诗悦 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件 （在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 汽车新四化带来自动驾驶的飞速发展，高等级自动驾驶�现落地难的问题，仿真测试系统作为自动驾驶落地的助推剂，其发展状况与前景成为了热点问题，本篇报告主要回答仿真测试领域近期关注的问题，主要涉及： 1）仿真测试的驱动因素是什么？ 2）仿真测试的发展趋势是什么？ 3）仿真测试的所面临的困难是什么？ 报告要点速览 观点提炼 仿真测试的驱动因素是什么？ 自动驾驶等级提升催动仿真测试需求。目前中国高等级自动驾驶渗透率极低，处于L2级向L3级转化的关键阶段，L3级以上的自动驾驶需要大量测试以完善自动驾驶系统，从而达到落地要求，进行低成本、高效率的仿真测试将加快落地进程 政策助力仿真测试的发展。中国政府重视汽车智能网联车与仿真测试的发展，先后�台多项政策加强基础设施建设、促进技术研发、设定智能网联车发展目标、完善相关规范等方向促进仿真测试的发展 仿真测试的发展趋势是什么？ 高等级的自动驾驶将进行海量测试，云仿真平台具有高频次测试、高算力、协同开发和易于对接的优势，能够助力自动驾驶快速迭代；云仿真平台参与者主要为自动驾驶仿真测试企业、互联网企业和自动驾驶解决方案企业三类 仿真测试的所面临的困难是什么？ 仿真测试作为自动驾驶落地的助推剂，其测试的效率和准确性是关键问题，但目前仿真测试的发展面临两大难点，仿真结果的可信度和仿真场景的覆盖性问题 •仿真测试与道路测试各环节虽各有利弊，但相互结合，相辅相成，组成自动驾驶测试的一套流程，促进自动驾驶算法的完善与迭代更新 仿真测试与道路测试 虚拟仿真测试 实车道路测试 仿真测试与道路测试对比 高 （HIL） 硬件在环仿 真测试 模型在环 （MIL）/ •测试周期长 真测试 （VIL） 车辆在环仿 软件在环 （SIL）仿 真测试 •场景覆盖有限 •无法保障安全性 （DIL） 驾驶员在环 仿真测试 封闭场地测试 安全性 开放道路 •可自动进行测试，提升测试效率 测试 •虚拟测试，安全性高且成本低 •可模拟更加丰富和复杂的场景，覆盖率高 低 低效率高 注：方块大小表示成本节省程度，所需成本越小，方块越大，成本节省越多 仿真测试与道路测试相互结合 自动驾驶实现商业化落地之前，必然要经过大量的测试。据研究，自动驾驶系统达到量产条件，至少需要累积177亿公里的测试数据，而单单依靠道路测试需要经历漫长的时间，因此需要道路测试与仿真测试结合进行 道路测试主要包括封闭场地测试与开放道路测试，需要自动驾驶车辆和传感器、控制器等部件全部就位，成本较高，且需要配备驾驶员，面对危险、极端的场景无法保证安全性，同时由于周期长，对于场景覆盖也较为局限，因此测试效率低，但道路测试也是十分必要的，需要在真实场景中对自动驾驶车辆进行验证，因此前期的开发阶段可以利用仿真的方式进行大量的测试 仿真测试中模型在环和软件在环测试是纯虚拟测试，不用到任何硬件，因此具有较高的安全性、效率和较低的成本，但测试结果的准确性无法保证，因此往往用于最开始的系统定义阶段；硬件在环测试加入了传感器、控制器和执行器，提高了模型的逼真度，更好地测试车辆各部分性能，成本有所升高；车辆在环测试是仿真测试的最后一步，配置与道路测试相同，但在虚拟场景中测试，因此安全性比道路测试要高 各测试环节虽各有利弊，但相互结合，相辅相成，组成自动驾驶测试的一套流程，促进自动驾驶算法的完善与迭代更新 来源：中国汽车工程研究院、头豹研究院 •目前中国高等级自动驾驶渗透率极低，处于L2级向L3级转化的关键阶段，L3级以上的自动驾驶需要大量测试以完善自动驾驶系统，从而达到落地要求，进行低成本、高效率的仿真测试将加快落地进程 仿真测试的驱动因素——自动驾驶等级提升 自动驾驶等级提升需进行大量测试 自动驾驶等级 L3 有条件自动驾驶 由无人驾驶系统完成所有驾驶操作， 人类驾驶员提供适当的应答，适当解放双手和眼睛 高级/完全自动驾驶 辅助驾驶 L1/L2L4/L5 自动驾驶系统对多项操作提供支援，驾驶员监管驾驶系统的行为，需要较高的专注力，双手进行驾驶操作 自动驾驶系统在其设计运行条件内持续地执行全部动态驾驶任务，确定时间范围内/全程完全解放眼睛与双手 自动驾驶提升催动仿真测试需求 随着自动驾驶的高速发展，目前中国处于L2级向L3级转化的关键阶段，当前主要量产的智能车辆等级为L1和L2，一些车型可达到L2+的自动驾驶水平。L3级以上的自动驾驶中，机器对于车辆操作的接管增多，需要大量的测试以对自动驾驶算法进行完善，从而使车辆达到人类驾驶员的水平，而仿真测试因其安全、高效成为关键的一环 中国新能源汽车自动驾驶渗透率预测，2016-2026年中国燃油车自动驾驶渗透率预测，2016-2026年 99.0% 25.0% 2.5% 120% L1/L2L3L4/L5 70.0% 22.0% 2.0% 120% L1/L2L3L4/L5 100%100% 80% 60% 40% 20% 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 0% 80% 60% 40% 20% 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 0% 仿真测试加快高等级自动驾驶落地进程 目前中国自动驾驶L1/L2等级的渗透率较高，在新能源汽车中可超50%，在燃油车中超35%，总体来看根据IDC的数据，2022年第一季度，L2等级自动驾驶在乘用车市场的渗透率达23.2%，但L3级及以上等级的渗透率极低，不足2%。预计到2026年，L1/L2等级的自动驾驶将较为普遍，L3级渗透率达20%，L4/L5级自动驾驶开始商业化落地。高等级自动驾驶渗透率低一方面是因为尚未有法规支持，另一方面则是其安全问题，这需要累积大量的测试数据才可以达到落地要求，道路测试周期长、耗费高，因此进行低成本、高效率的仿真测试将加快落地进程 来源：IDC、头豹研究院 •中国政府重视汽车智能网联车与仿真测试的发展，先后�台多项政策加强基础设施建设、促进技术研发、设定智能网联车发展目标、完善相关规范等方向促进仿真测试的发展 仿真测试的驱动因素——政策助力 中国仿真测试相关政策，2020年-2022年 政策名称颁布日期颁布主体政策要点 智能网联车 《国务院关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》 2022年1月 国务院 推动智能计算中心有序发展，打造智能算力、通用算法和开发平台一体化的新型智能基础设施，面向自动驾驶等重点新兴领域，提供体系化的人工智能服务 《国务院关于印发“十四五”现代综合交通运输体系发展规划的通知》 2021年12月 国务院 加强交通运输领域前瞻性、战略性技术研究储备，加强智能网联汽车、自动驾驶、车路协同、船舶自主航行、船岸协同等领域技术研发 《智能网联汽车技术路线图2.0》 2020年11月 工信部 到2025年，PA(部分自动驾驶)、CA(有条件自动驾驶)级智能网联汽车市场份额超过50%，HA（高度自动驾驶）级智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用，到2030年CA、PA级超70%，HA级达到20% 仿真测试 《智能网联汽车道路测试与 道路测试主体应提供智能网联汽车道路测试安全性自 2021年7月 工业和信息化部、公安部、交通运输部 我声明，并由省、市级政府相关主管部门进行确认。道路测试安全性自我声明应随同道路测试主体自行开展的模拟仿真测试与测试区（场）等特定区域实车测 示范应用管理规范（试行）》 试的说明材料 《关于印发天津市产业链高 2021年5月 天津市落实制造强国战略暨全国先进制造研发基地建设领导小组办公室 着眼提升产业链发展能级和整体竞争力，强化串链补链强链，在车联网产业链，搭建以天津市车联网创新中心为核心的产业创新平台，在自动驾驶测试场景、信息安全、仿真测试评价体系、车联网通信等关键领域，制定20项以上标准规范 质量发展三年行动方案（2021—2023年）的通知》《交通运输部关于促进道路 2020年12月 交通运输部 完善测试评价方法和测试技术体系。鼓励构建自动驾驶测试场景库，研究智能设备测试技术，推动检测设备、数据分析软件、虚拟仿真系统等测试工具链的自主研发与制造 交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见》 政策助力仿真测试的发展 中国政府重视智能网联车与仿真测试的发展，先后�台多项政策从加强基础设施建设、加强智能网联车技术研发、设定智能网联车发展目标等方向促进智能网联车的发展，同时仿真测试作为开发智能网联车的重要步骤之一也受到了各地政府的关注，2020年，交通运输部为促进自动驾驶的发展和应用�台相关政策完善仿真测试评价方法和技术体系，2021年�台相应管理规范，为保障测试的安全性测试主体需提供相关文件，同年天津市就自动驾驶仿真测试领域制定�详细地20项以上的规范 来源：各政府官网、头豹研究院 •高等级的自动驾驶将进行海量测试，云仿真平台具有高频次测试、高算力、协同开发和易于对接的优势，能够助力自动驾驶快速迭代；云仿真平台参与者主要为自动驾驶仿真测试企业、互联网企业和自动驾驶解决方案企业三类 仿真测试的发展趋势——云仿真平台 高算力 高频次测试 云仿真是未来发展趋势 高阶自动驾驶需要大量的测试场景，单机测试耗时较长，云仿真可以进行快速测试 便于仿真平台和大数据平台进行数据对接，具有实时性 大量的传感器导致仿真测试所需算力较高，云仿真可将算力分布到各个服务器 云仿真 云端模式方便了全球企业共同对仿真系统进行开发，提高协同工作效率 易于对接 协同开发 云仿真的三大优势 当自动驾驶迈向更高等级，仿真测试将面临海量的场景，单机测试将难以负荷大量的测试，计算速度快、高算力的云仿真无疑会成为仿真测试的未来趋势。云仿真能够实现高频次测试，面对高等级自动驾驶所需的海量测试场景，云仿真与单机测试相比可以极大地提高测试速度，实现快速迭代；云仿真的算力高，其分布式架构可将算力分布到多个服务器，从而能够负荷具有大量传感器的高阶自动驾驶的测试；云仿真具有较高的协同性，因为“上云”，全球各地的研发人员可以将成果通过“云”进行传递，提升工作效率，同时利用这一点，云仿真平台与车企大数据平台的数据对接也更为方便 注重整套测试工具链的研发，在感知、规划、决策等各个环节分别进行测试与迭代 侧重仿真平台与生态的搭建，在提供仿真软件和工具链的基础上还提供云端框架服务 主要服务于企业自动驾驶解决方案产品，依据产品的技术算法等打造仿真平台 云仿真平台参与者 自动驾驶仿真测试企业 自动驾驶解决方案企业 互联网企业 云仿真平台的三类参与者 云仿真平台的参与者主要是自动驾驶仿真测试企业、互联网企业和自动驾驶解决方案企业三类，主要目的都是围绕加速自动驾驶算法迭代，但各自侧重点有所不同。自动驾驶仿真测试企业以天行健智能科技和51WORLD为代表，侧重于整套测试工具链的开发；互联网企业以百度、腾讯为代表，侧重于仿真平台和生态的建立；自动驾驶解决方案企业以小马