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你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

 最近一段时间,自动驾驶可火了,大家都在讨论。车企、互联网公司也都纷纷忙着研发和演示。不久前,奥迪率先发布了拥有L3级别自动驾驶量产车:A8。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

很多人觉得自动驾驶不是早有了吗?比如特斯拉Autopilot,而且最近又升级了硬件。再比如通用刚发布的Super Cruise,声称允许驾驶员放开双手。然而这些是真正的“自动驾驶”吗?

什么叫自动驾驶?还没严格定义

很多厂商都乐于将自己的系统称为“自动驾驶”以彰显科技含量。而另外一些厂商尽可能避免使用“自动驾驶”字样,以减少客户对系统的误解和误用。

不过,个人是反对将一些L2辅助驾驶系统用于自动驾驶宣传的,客户不一定会详细读说明书,对系统过度信赖而误用系统也确实产生了不少严重事故。不过,还从没听说过哪个奥迪车主说因为把ACC和车道保持当自动驾驶而发生严重事故的。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

抛开“自动驾驶”这个模糊的字眼,更多情况下,从业者会使用更加严谨的诸如“驾驶自动化”来形容这些驾驶员辅助系统。

比如,目前比较权威的是SAE(美国汽车工程师协会,美国交通部以此为标准)的J3016,《关于自动驾驶系统的分级和术语定义》,此标准在2014年1月发表,2016年9月进行改版。改版就当前自动驾驶发展现状对很多定义做了更加细致的解释与说明。较NHTSA更为清晰明确。国标对自动驾驶的分级和术语定义也在制定中。

驾驶自动化分级相关的介绍文章中都可以找到。然而很多人仍然对不同级别,尤其是L2-L4有较深误解。(相信即便是从业者认真读过SAE J3016的也并不多)。

各级自动驾驶有何不同?

接下来,就以SAE J3016为基础,对不同驾驶自动化分级的特点和区别做详细说明。

L0:无自动化。由人类驾驶者全权操作汽车,在行驶过程中可以得到警告和保护系统的辅助。比如一些主动安全系统,ABS/ESC(防抱死制动系统/车身稳定控制系统)、AEB(自动紧急制动)、LDW(车道偏离预警系统)等,这些主动安全系统在极端情况下提醒或帮助驾驶员控制车辆。但因其仅短暂工作,而非持续性的辅助驾驶员驾驶车辆,所以将其归为0级。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

L1: 单一方向(纵向或横向)的驾驶辅助控制。纵向包括车辆的加速减速,横向包括车辆转向。比如应用最为广泛的ACC自适应巡航控制,和LKA主动车道保持。

ACC自适应巡航控制: ACC自适应巡航控制可以在前车减速时自动减速,前车加速后自动跟上去,比定速巡航方便太多太多。ACC自适应巡航控制已经有将近二十年的历史,其使用的传感器主要包括毫米波雷达(和摄像头)。

毫米波雷达和军用雷达其实差不多,它们会发射和接收调制过的77GHz的无线电波,再通过回波的时间差和多普勒效应造成的频率移动来测量目标的相对距离和相对速度。在不同厂家的产品中,有长距离雷达和中短距离雷达之分。

长距离雷达能够探测250米距离,实现最高到260km/h的ACC功能。中短距离雷达探测距离稍近,100多米,能够支持的ACC速度在160km/h左右。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

LKA(Lane Keep Assist)主动车道保持通过摄像头采集前方车道线,并控制转向把车辆保持在车道中心。

这些仅能控制车辆单一方向运动的功能,被划分为L1。

L2:部分自动化(组合横向和纵向控制的辅助驾驶)。比如拥堵驾驶辅助系统,它实现的是60km/h以下堵车环境下的横向和纵向控制。而速度超过60km/h的时候由传统的车道保持和ACC这两个独立的一级功能接管。拥堵驾驶辅助系统同时控制了横向和纵向,所以是L2功能。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

如A8将配置自适应巡航辅助功能,在全速度范围实现横向和纵向控制(拥堵驾驶辅助仅60km/h以下)。所以,自适应巡航辅助功能也是个L2功能。

L2功能激活时,驾驶员仍然需要关注交通和控制车辆。目前除新A8外,所有量产车最高只有L2级。现在很多车厂把辅助驾驶系统宣传为自动驾驶系统,这是很不负责的。如果此时驾驶员不扶方向不关注交通,发生事故的风险会大大增加。

L3:有条件的自动驾驶。这是一个从辅助驾驶到自动驾驶的飞跃,驾驶员不再需要关注交通和控制车辆,一切都由系统完成,一切责任也都从驾驶员转移到车辆。为了实现这一目的,需要大量的传感器做数据融合,需要考虑方方面面的情况。在某些条件不符合时,自动驾驶状态将退出,并由驾驶员接管。这一阶段会被称为有条件的自动驾驶的原因也在于此。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

新A8上量产的拥堵自动驾驶便是L3的典型功能,也是L3上最易于实现的功能之一。拥堵自动驾驶的激活条件非常严苛,需要在封闭道路,低于60km/h的拥堵路段且有前车和车道线等等。激活后驾驶员可以放开双手,且不需要监控路况。

L3的特点总结为:激活时无需控制无需监控,但超出设定的运行条件后系统退出,由驾驶员接管。

门外汉们总会提一些有意思的问题

比如很多人认为,特斯拉的Autopilot 是L2.5,高于L2低于L3。实际上,这种说法毫无意义,目前的Autopilot没有任何一点是比其他厂商L2功能更高或更好以致需要再给它加个0.5的。

Autopilot 功能和性能综合来看在各家L2中可排到中上游,但距离标杆还有差距,目前的Autopilot仅为L2级,无论用了多少新硬件,多少黑科技,只要特斯拉还要求驾驶员对驾驶负责,那就是L2,不是L3。

关于特斯拉,再多说一句,以目前的传感器配置看,以雷达和摄像头为主的Autopilot达到L3非常难,摄像头确实可以获得非常多的原始信息,但以目前技术从这些原始信息中提取有用而可靠的信息太难了,也许做L3及以上的演示够了,如果推给最终客户无异于谋杀。

另外有人说,这个A8的L3的拥堵自动驾驶不能变道,也叫有横向控制?

答案很简单,如果你开车不变道,就不用扶方向盘了吗?变道的难度在于确认是否安全是否可以变道,对于拥堵环境,变道其实是非常困难的,本身车和车直接距离很近,如果被加塞的一方不减速直接撞上来,那主机厂必须要承担碰撞责任了。

关于驾驶员接管,很多总喜欢批评的网友和别有用心的友商都会说:这功能还需要接管,驾驶员要随时等接管,毫无意义,还是直接上L4吧,那才有意义。

但是,L2你是不是需要全程控制车辆且全程监控?出了事故你是不是得负责。但对于L3系统,假设堵车30分钟,最后两分钟需要你接管开车,前28分钟你激活L3功能后可以玩手机发微信,车了事故车企负责,你愿不愿意?

L4:高度自动驾驶。特点只比L3多一个,那就是不需要接管,车辆在出现功能不能正常工作的情况下会自己控制车辆到风险最小状态。但!但!但L4仍然有运行条件,而不是所有场合都可以工作,不是上来就能从A开到B那么牛X。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

所以,很多厂商在L3没有拔得头筹,转而研发L4。

L4比L3更高级吗?当然,高级很多吗?可以高级很多,但如果讨论到具体功能可未必。

比如说同样是拥堵自动驾驶:奥迪A8上定义为L3,在拥堵消失后,系统退出,驾驶员需要接管车辆。XX牌车拥堵自动驾驶定义为L4,在系统激活时没有本质区别,区别在于系统退出接管。比如在拥堵消失后,车辆不会让用户接管,而是控制车辆进入风险最小状态。

比如在车道中停车或靠边停入应急车道。L3如果驾驶员不接管同样会控制车辆进入风险最小状态,唯一的区别就在于责任的划分。L4车厂完全承担责任,L3则需要依据具体情况认定。

所以总结起来,L4的本质就是不需接管,或说接管的控制和责任全在系统。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

L5:全自动驾驶。没有使用条件限制。无需监控和控制,甚至没有方向盘等控制机构。责任全部由车厂承担。

驾驶自动化分级是针对功能的分级,而非车辆

比如,自适应巡航控制ACC是一级功能,奥迪A3拥有一级功能ACC;拥堵驾驶辅助TJA是二级功能,奥迪A4拥有二级TJA功能和一级ACC和一级车道保持LKA功能;拥堵自动驾驶是三级功能,奥迪A8拥有三级拥堵自动驾驶功能,同时也有其他一级和二级功能。

但如果说,奥迪A3是一级车,A4是二级车,A8是三级车确有不妥。因为,多数情况这些功能都为选装,车主如果不选,拿到的车这些功能都没有。另外,在不同功能激活的情况下,主机厂和客户的责任是不同的,比如车主激活二级功能时需要对驾驶负责,三级则不用。同样是A8,这几个功能都有,所以对功能的划分比对车的划分更加清晰明确。

你听说过自动驾驶,但知道各级的本质吗?

SAE认为驾驶自动化分级是主机厂给出的,而非通过实验测出的。

SAE对驾驶自动化分级是描述性的,并没有给出确定的实验方法来认定功能的等级。换句话说,主机厂说几级就是几级,需要在手册中写明,相关机构按照相应级别的标准进行评判。对于一个L2系统,如果主机厂标明其为L3则需要承担相应责任。

但对于一些厂家在手册中标明其为L2系统(手不能离开方向盘,仍然要关注交通),却在广告宣传中大量使用“自动驾驶”,有意使客户误解,产生了相关安全事故后,又推脱说客户需要负责,实在是最大的不负责!

AL频道小结

通过实验测试驾驶自动化等级是有困难的,其功能和性能有时不易区分,主要能区分的地方在于是否对功能做出限制。比如L2在你放开手后一段时间是有报警的,L3则没有。但对于一些友商又没有做出限制时(Autopilot 7.0)是很难通过功能区分其级别的。

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