高盛(Goldman Sachs)估計,到2030年,L3級自動駕駛汽車或占全球新車銷量的10%。自動駕駛汽車需要經過多達6個層級的技術演進,才能最終實現上路自主駕駛。
這些級別具體是什么?我們目前處于哪個階段?
國際自動機工程師學會(SAE International)給自動駕駛汽車的智能程度,從低到高定義了L0到L5共6個級別(SAE J3016)。由中國工信部牽頭制定的國標GB/T 40429-2021《汽車駕駛自動化分級》中也采用了與SAE J3016基本一致的汽車自動化分級方式。
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0級(應急輔助)
全球范圍的大部分車輛、以及國內車齡較大的車輛,都在L0~L5之外,即“無駕駛自動化”。與“無駕駛自動化”相比,0級自動化增加了緊急狀態下提醒駕駛員或者直接接管車輛的能力。典型的0級自動化功能有車道偏離預警以及自動糾正,碰撞預警以及自動制動等。為了實現這種最基礎的自動化,要求汽車能夠對周圍環境進行持續的監測(但不要求一定能夠自動做出行動),所以,像“自動換擋”、“定速巡航”之類的功能并不屬于0級自動化。
1級(部分駕駛輔助)
與0級自動化相比,1級自動化不僅要求自動化系統能夠控制車輛,而且要求能夠持續的控制車輛。顯然,1級自動化是完全覆蓋0級自動化的。所謂“控制車輛”,是指控制車輛的“轉向”和“進退加減速”(控制車輛空調的冷暖并不屬于自動駕駛意義上的控制車輛),1級自動化只要求能夠在“轉向”和“進退加減速”中控制其一。
典型的1級自動化功能有“車道自動居中保持”、“自動跟車”等。從1級自動化開始,駕駛員角色發生了轉變,同時獲得了全新的駕駛體驗。以自動跟車為例,在城市擁堵道路場景下,駕駛員不必頻繁操作油門(電門)和剎車踏板,車速的控制完全交給車輛完成,駕駛員可以解放雙腳,只需要監控自動系統車距控制的效果確保安全即可。
2級(組合駕駛輔助)
2級自動駕駛要求汽車能夠同時控制汽車的“轉向”和“進退加減速”,這也是市售主流“自駕汽車”中成熟使用的技術。2級自動駕駛的汽車,結合衛星導航,在道路指示清晰的城市道路上,技術上可以實現“撒把駕駛”,即駕駛員的手、腳可以短時離開控制桿;在劃線清晰的車位中,可以實現自動出庫、進庫,給汽車用戶提供了極大的便利。盡管如此,2級自動駕駛系統要求駕駛員全程監督,并通過方向盤上設置的傳感器確保駕駛員持續關注車輛的行駛狀態,以在車輛不能完成自駕任務時隨時接管。
3級(有條件自動駕駛)
從3級自動駕駛開始,汽車獲得了“可無人接管”的智能化程度。在完全滿足行駛條件(天氣、道路質量等)的前提下,汽車能夠自行從甲地行駛至乙地。在導航系統的引導下,汽車能夠自主選擇行駛策略,包括變道、超越車輛、異常避險等。3級自動駕駛系統能夠判決當前狀況是否滿足行駛條件,在不滿足的情況下仍然需要提醒駕駛員人工接管。因此3級自動駕駛又稱作“閉眼駕駛”。
自截稿為止,市面上尚未有完全成熟的3級自動駕駛汽車出售。然而諸多車企業已推出自動化程度高于2級標準的車型,個別產品已經非常接近3級自動駕駛的標準。3級自動駕駛的成熟化是目前汽車行業的主攻方向。
4級(高度自動駕駛)
與3級自動駕駛相同,4級自動駕駛仍然設定了運行條件。相對3級自動駕駛的升級之處在于,當系統檢測到運行條件不滿足時(例如突發惡劣天氣),系統會自動執行所謂“最小風險策略”(例如自動靠邊停車)。4級自動駕駛將汽車帶到了“遠程駕駛”階段,目前,在一些封閉場合(工廠、碼頭、園區),業已有相當數量的4級自動駕駛汽車運行,這些汽車實際上被歸為“工業機器人”的品類。在我國部分城市,已經開始了4級自動駕駛汽車的運營試點。有研究表明,4級自動駕駛汽車將首先運用于高速長途貨運等危險性高、人類勞動環境艱苦、運行條件相對穩定的場合。由于設定了運行條件,4級自動駕駛汽車仍然要有“駕駛室”供非運行條件下降為2級并由人工駕駛。
5級(完全自動駕駛)
5級自動駕駛車輛排除了運行條件的技術限制,在法律和商業規則允許的范圍內,車輛可以到達任意物理可達的地點,即擁有與合格人類駕駛員同等的駕駛能力。理論上,5級自動駕駛車輛可以不設置駕駛室,汽車的形態也將會發生根本性的變化。一些研究機構認為,5級自動駕駛因排除了人類駕駛員的后備因素,其技術路徑不一定從3級自動駕駛開始,而是從自動化機器的角度重新對汽車進行設計。
我的自動駕駛汽車在哪里?
盡管自動駕駛汽車的未來充滿希望,但在大部分國家和地區,高于2級自動駕駛的主流量產車型仍需數年時間才能實現。這并不是因為技術能力受限,而是安全性的問題,或者說安全性不足。
早些時候,受新思科技委托,波耐蒙研究所撰寫并發布了一份報告,題為《確保聯網汽車安全:汽車行業網絡安全實踐研究》。報告發現,“聯網”汽車(如自動駕駛汽車)擁有豐富的物理信息安全功能(如安全帶、安全氣囊、防抱死制動系統),但在數字軟件安全功能方面相對薄弱。在應對網絡世界安全運行的需求時,聯網汽車還未做好準備。
該報告基于對593名軟件安全從業人員、產品開發專業人員和開發者的調查。超過三分之二的受訪者坦言,加強網絡安全的需求“迫在眉睫”,原因顯而易見:62%的受訪者認為,未來12個月內汽車軟件/零部件很可能會遭受惡意或概念驗證攻擊。
誠然,只有讓消費者確信自動駕駛汽車至少與商用飛機、火車或公共汽車一樣安全,此類技術才會被廣泛接受。這一天終會到來,但在此之前,汽車行業仍需跨越重重障礙。
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原文標題:L0到L5技術躍遷圖譜:從駕駛輔助到完全自動駕駛的工程實現路徑
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