为汽车赋予视觉的尝试出现在电视技术大发展时代。这项研究最初由斯坦福大学开展，设想为月球旅行设计代步工具，斯坦福的研究者为一台越野车装配了摄像机和控制电缆。1979年斯坦福的研究者在最新的导航地图标注技术支持下，让这辆车在一间随机摆放椅子的房子内用5个小时在无人干预的前提下实现穿越，领导这一成就的是汉斯?莫拉维克Hans Moravec教授。此车曾经被誉为史上最佳线控机器人，也为此后斯坦福与大众公司合作埋下伏笔。 真正意义上摆脱外部提供信号和辅助（例如线控）的自动无人驾驶汽车出现在德国国防军大学资助的自动驾驶车项目中，领军者是被称为无人驾驶汽车先锋的航空航天工程师恩斯特?迪克曼斯Ernst Dickmanns，1980年造出第一款试验车VaMoRs，配备两只摄像头，由8个英特尔16位CPU实现图像信息识别加操纵处理。这是建立在数字化基础上的自动驾驶，达到时速90公里，在实验路面跑了20公里。
1987年第二款试验车VaMP面世，图像识别可以达到100米范围内320×240像素清晰度（这个清晰度甚至不如今天的低档手机屏幕），可以识别交通标识。VaMP在巴黎附近的模拟道路上实现了130千米时速。1988年迪克曼斯及其同事研发的奔驰-S无人驾驶汽车进行了1600千米的欧洲旅行，从德国慕尼黑到丹麦欧登塞，速度达到过180千米/小时，迪克曼斯记录道：95%的里程是完全自动驾驶。自动驾驶系统完全摆脱人工引导（如预埋信号发射器），依靠车载视觉设备识别道路和操纵样车前进。
2004年，美国国防部高级研究局DARPA主办了第一届无人驾驶汽车挑战赛，设置完全原生态的加州莫哈维Mojave沙漠野外赛道240千米。此次挑战赛有15辆车参加，途中遭遇沙尘暴，仅有卡耐基梅隆大学的Red Team赛车跑得最远（11千米），在一处坡道转弯时被迫停止。
第二年DARPA将挑战赛奖金加码到200万美元，报名参加的队伍扩大到23支，依然在莫哈维Mojave沙漠，赛道长212千米，100圈环形赛道，设置有相当难度的陡坡和三条隧道，最终斯坦福大学用一台德国大众途锐Volkswagen Tourareg+机器人花费6小时54分取得第一名，平均时速小于30千米/小时。
无人驾驶汽车的研发和进步让英特尔公司联合创始人、发表著名的摩尔定律的戈登?摩尔Gordon Moore感到振奋。摩尔坦言自己从未设想高速公路上出现无人驾驶汽车，一大批技术积累推动了这个进程，这个进步巨大，眨眼的工夫它们上高速了。
2015年2月在德国莱比锡举办的国际交通论坛ITF上，自动驾驶成为热门议题之一，不少与会者认为，未来城市交通将由自动驾驶的电动汽车唱主角。会上引用的一份波士顿咨询集团BCG的研究报告认为，德国公路上2017年将开始有无人驾驶汽车，2020年德国城市道路上会有它的身影，2025年进入德国所有道路。
BCG指出，全自动驾驶的落实可能会分阶段，预测最近两年内出现自动停车和交通拥堵自动处理系统，2018年出现自动变更车道和在高速公路上自动驾驶的车型。DCG的分析师甚至认为，大型都市20年后私人将不再拥有汽车。
尽管参与无人驾驶汽车研发和路测的公司不少，迄今公认走在最前沿的却是一家硅谷互联网高科技公司——以搜索引擎起家的谷歌Google公司。
巨人肩上的开路先锋
2010年之后，谷歌在小批量制造乃至路测方面远远走在行业最前面。
谷歌站在第一辆无人驾驶试验车VaMoRs，以及孵化了硅谷的斯坦福大学的开拓者和之后众多研发者的成功与经验的巨人肩上，谷歌的贡献在于让自动驾驶汽车从概念模型和测试个案的形态，转向工业化制造和大规模实际道路测试。
谷歌把自动驾驶汽车研发项目放在一个外界看起来比较神秘的机构Google X实验室管理。Google X开展的项目都带有强烈的未来派色彩，如太空电梯及谷歌眼镜（一种穿戴3D视频设备）。
领导Google X部门的科学家名叫阿斯特罗?泰勒尔Astro Teller。泰勒举例，每年全球有120万人因车祸丧生，言外之意谷歌的自动驾驶汽车追求的是汽车出行的安全可靠。此后在关于谷歌汽车的报道中，安全行驶一直是主要开场白之一。
但谷歌是否会从一间硅谷高科技公司变身或者孵化出一个汽车行业完整的供应链新分支，却并不能得出答案，毕竟谷歌并不长于制造业。2015年9月，谷歌将原现代汽车美国分支负责人约翰?克拉福斯科John Krafcik请来加盟，担任自动驾驶汽车部门CEO。外界认为谷歌聘请这位汽车业老将的行为彰显了其大展拳脚的决心。但谷歌中东欧分支CEO菲利普?贾斯图斯Philipp Justus对外界明确表示，谷歌不打算成为（汽车）制造商，谷歌要走与汽车企业合作研发的路子。
2012年谷歌派出一支由项目管理专家和工程师组成的合作谈判团队，前往美国底特律几大汽车巨头企业，洽谈关于合作开发自动驾驶汽车事宜。据媒体报道，谷歌与汽车制造商们几乎在所有方面都存在分歧。参加谈判的人士认为，尽管双方都对这项技术兴趣强烈，但双方似乎在说不同的语言。
此时，谷歌的原型车已经在没有车商参与的情况下自行研发上路测试，但是车商们有点摸不着头脑，谷歌究竟想达到什么样的目的？谷歌是想取而代之还是联手并进？有人揣测谷歌做的事情有可能在汽车业引发巨大震动。也有分析认为，谷歌没有能力完全取代传统汽车业，合作研发才是明智之举。
车商巨头们也一直在研发自己的无人驾驶汽车，例如美国通用、德国梅赛德斯、瑞典沃尔沃（现被中国车商并购）都一直在进行。但传统车商走的是渐进路线，从局部替代做起，谷歌则偏向一步到位。参与合作谈判的车商代表抱怨，硅谷来的谷歌态度比较傲慢，有点高科技产业的优越感文化，似乎表现出一种我（谷歌）知道怎么做，你们（车商）照做就是的态度。
一位资深机器人专家则认为，车商们担心谷歌在此行当中具有控制权，因为谷歌自动驾驶系统高度依赖谷歌地图。谷歌地图经过多年锤炼已经相当精确，但不免也有疏漏，用谷歌的自动驾驶系统只能驶往谷歌地图关照得到的地方。地图信息在谷歌的服务器上，今后车商的客户都得依赖谷歌地图的维护和更新（更新很重要）。一位自动驾驶研发学者则认为，车商们舍不得离开谷歌这个合作者，但又不愿意自动驾驶汽车的规则由谷歌来制定。
然而谷歌的自动驾驶研发却一直在推进。2012年5月，美国内华达州汽车管理局DMV为谷歌自动驾驶汽车批准了美国首张自动驾驶车辆许可证，此前内华达州议会通过了允许自动驾驶车辆上路的法条，DMV在内华达州的拉斯维加斯Las Vegas Strip和卡森市Carson City的高速公路实测过谷歌汽车。该辆汽车的车体由丰田公司普锐斯Toyota Prius混合动力轿车制造。谷歌为普锐斯加装了摄像头、雷达、激光测距仪、车载数据传感器和道路数据库等。
参加长时间、长距离路测的还有一辆雷克萨斯Lexus RX 450h，由Google X实验室的研发工程师雷万多斯基Levandowski担任乘客兼测试员，雷万多斯基每周开着自动驾驶雷克萨斯从伯克利Berkeley的家中到位于Mountain View的办公室上班，路程是70千米，途经硅谷、旧金山城区等。路途上雷万多斯基会记录下测试数据，偶尔汽车会发出要求手动控制的指令（如果前方有施工路段）。这样的检测进行了18个月，总里程超过80万千米，实现了完全安全无人操作行驶。这个测试距离达到自动驾驶汽车路面实测的新长度，也是谷歌领先于其他研发者的重要砝码。
与此同时，谷歌也在研发自己的车体，谷歌的想法是新车体完全采用电力驱动（符合环保理念），完全摆脱传统车体目前存在的油门、方向盘、操纵杆等人工干预装置，但设置一个红色紧急按钮，可以在突发情况下实现停车，加上启动按钮。这项计划从2013年开始，生产100辆样车，有人给这些样车起了昵称考拉车，因为其外形与澳洲的小动物考拉类似。考拉车属于超小型轻量级乘用车，仅设两个座位，有点类似著名的大众甲壳虫。
考拉车最大程度地体现谷歌作为互联网科技公司的技术优势。考拉车设计了智能控制系统，可以用智能手机远程调车，设定目的地然后考拉车自动前往，谷歌设想这种考拉车最大的用途可能是自动出租车（加上移动支付）。但考拉车的设想在谷歌总部所在的加州有一个障碍：加州法律不允许零控制的汽车上路（方向盘、刹车不可缺）。
2014年10月，加州车辆管理局CDMV同时颁发了29张自动驾驶汽车公共道路测试许可证，分别给了谷歌、戴姆勒、大众三家公司，谷歌改装的丰田雷克萨斯SUV车型获得25张，梅赛德斯奔驰和奥迪车型各获两张，获得许可的条件之一是人可以随时干预汽车驾驶。
多年测试让谷歌积累了无可匹敌的自动驾驶汽车研发成果和经验（准确说更多的是智能控制技术方面的数据），但一个烦恼也浮现出来，无人驾驶系统过于呆板和机械，在处理路况方面缺乏弹性。如果路面上都是自动驾驶汽车在跑没有问题，但如果有人驾驶和无人驾驶混跑就很难达到理想状态，例如谷歌汽车为避让一个通过路口的行人采取提前减速，随车安全员拉动手刹，但被后车追尾导致安全员受伤。
总体看谷歌自2009年以来的测试过程安全记录不差，发生了16次碰撞事故，全部是人为错误造成。
百车争入快车道
城市国家新加坡正尝试用无人驾驶汽车作为新一代城市交通工具。无论是道路资源还是驾驶员人力资源都紧缺的新加坡希望寻求一种替代方案，解决目前存在的公交不足问题，新加坡的公交驾驶员很大部分靠聘请外劳解决。
2015年10月新加坡公布其未来交通规划，重点在发展无人驾驶公交和货运卡车，两家机构从事研发项目，一家是新加坡-麻省理工科技联盟SMART与新加坡国立大学联手，另外一家是新加坡科技局。
在国家层面进行研发资助和规划的例子还有英国。
2013年2月，由牛津博格布洛克科技园区Begbroke Science Park的牛津大学-日产汽车Nissan联合研发团队推出了一款无人驾驶汽车机器人号Robotcar。该车的自动化程度较之谷歌车型低一些，需要一台平板电脑辅助，依赖传感器和计算机可以在街道上实现自动驾驶模式。
2013年2月，英国政府出资7500万英镑资助低碳及新型交通技术，其中一部分就是自动驾驶汽车。英国政府拨款150万英镑，首先在伦敦北部小城弥尔顿?科恩斯Milton Keynes试验一辆叫豆荚The pods的无人驾驶电动汽车，时速19千米，可搭载2人，把乘客送到目的地。英国商务与发明和技术部希望，2015年前可以部署20辆有司机管理的此类汽车，2017年以前部署100辆。豆荚可以通过电话预订，乘客无需关注其控制情况。豆荚由牛津大学、剑桥大学与一家咨询公司Arup联合研发。
2014年7月，英国工业大臣文斯?卡波尔Vince Cable宣布2015年1月开始允许英国公路上行驶无人驾驶汽车。卡波尔将这一问题提升到英国科技转型和就业机会的高度。但是分析认为，英国的实验项目在技术水平和试验强度方面还远逊美国特别是谷歌的类似项目。
2015年7月，英国交通部发表一份报告，认为需要修改英国交通管理规则和车辆维修检测项目，适应无人驾驶汽车上路的新局面。据此对英国交通规则的全面修订将在2017年前完成，其中包括发生交通事故时的责任认定问题。此份报告承认，在英国实现真正的、完全意义上的无人驾驶尚需时日，在相当长的时间内测试必须在随时可人工干预的前提下进行。
2013年，日产汽车Nissan宣布，将研发多种款型的全自动驾驶民用车供应市场，尽可能做到价廉物美。按日产的说法，他们已经与走在无人驾驶领域前列的斯坦福、卡内基梅隆、麻省理工以及东京大学等院校有深度合作，而日产的测试将放在日本本土进行。
在自动驾驶研发方面，日本车企另外一个巨头丰田TOYOTA一直以来被认为较为消极，虽然其奢侈品牌雷克萨斯SUV被硅谷公司用作试验平台，但公司本身参与度不大。2015年11月，丰田宣布将在未来几年投入10亿美元研发人工智能驾驶，在硅谷成立专门的研发机构。
2015年3月，韩国现代汽车Hyundai宣布，2020年在现代产品线的若干款型实现全自动驾驶，进行商业化推广，现代公司在自动驾驶领域的步伐跟丰田差不多，比较保守，也在力求赶上。目前现代的奢侈版车型Genesis已经配备了一种智能停车装置，可以设置躲避行人模式。
美国车企福特公司也有动作，2015年11月法兰克福车展上，福特展示了一款Active Speed Limiter（主动限速器）的装置，用摄像头和路标扫描仪控制，可以安装在福特的欧洲车型上，欧洲的公路标志比美国规范所致，限速器可以根据设置和路况主动调整车速，可以作为全自动驾驶的过渡。福特的这款主动限速器已经在市场售卖，标价600美元。
2015年9月，梅赛德斯-奔驰Mercedes-Benz老总迪尔特?泽斯克Dieter Zetsche谈了奔驰的设想，奔驰认为，可以用自动驾驶技术介入优步Uber兴起的叫车市场的高端领域。奔驰认为，有相当一部分消费者无心或者无力购置豪华车型，但有使用的意愿，奔驰可以成立一支基于自动驾驶汽车技术的车队，用移动预约的方式提供服务。泽斯克认为这将成为奔驰的研发主打方向，目前奔驰有一个豪车租车平台car2go，用智能手机召唤。
相关的竞争也出现在信息高科技企业之间，谷歌在自动驾驶汽车领域的成就令全球智能手机领军者苹果动心了。2015年初，媒体开始关注苹果公司的一个新动向：研发苹果自动驾驶汽车。媒体引述消息称，苹果更倾向于自力更生研发整车，因为苹果的地图技术和计算技术、传感技术同样强大。有人认为苹果的底气还在于其雄厚的财力，苹果7500亿美元的市值，比几大车企如大众汽车、通用汽车、雷诺公司、戴姆勒-奔驰、标致汽车、菲亚特克莱斯勒、福特汽车的总和还多。2015年10月，苹果的无人驾驶汽车项目初露端倪，一个代号为泰坦的项目准备在2019年推出商业电动车型。目前，苹果已经在加州的湾区打造一个工业园。
戴姆勒-奔驰的老总也坦言，车企在人工智能、图像识别、地图应用和全球定位研发方面与谷歌、苹果等高科技信息公司有很大差异，不排除与谷歌、苹果等进行多层次合作。
与自动驾驶汽车相关的产业链交易也开始活跃起来。2015年8月，老牌移动通信设备提供商诺基亚Nokia以25亿欧元的要价，向德国三大汽车制造商出售诺基亚Nokia的地图业务Here，宝马、戴姆勒、奥迪分别持有相同数量的股份，电子地图是自动驾驶汽车的核心技术之一。