陳根:從有人駕駛到無人駕駛,L3級自動駕駛可以被逾越嗎?

時間:2020-08-12

來源:ZAKER生活

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導語:自汽車新四化的概念被提出,汽車工業就不可逆轉地朝著新四化發展。電動化、智能化、網聯化、共享化成為中國及世界范圍內各大小汽車主機廠商競相追逐的目標。甚至眾多的零部件公司、科技公司、互聯網公司等也都加入這場“混戰”當中,而其成果就綜合地顯現在智能駕駛上。

   自汽車新四化的概念被提出,汽車工業就不可逆轉地朝著新四化發展。電動化、智能化、網聯化、共享化成為中國及世界范圍內各大小汽車主機廠商競相追逐的目標。甚至眾多的零部件公司、科技公司、互聯網公司等也都加入這場“混戰”當中,而其成果就綜合地顯現在智能駕駛上。
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  智能駕駛包含了無人駕駛和自動駕駛。需要明確的是,智能駕駛發展的終極目標及形態就是無人駕駛,而自動駕駛則被等級區分,目前世界范圍內普遍被認可的是美國汽車工程師協會(SAE)對自動駕駛水平的分級。其中,L3作為自動駕駛分級體系的分水嶺,上承L2駕駛輔助,下啟L4高度自動駕駛,成為智能駕駛行業的核心聚焦。

  2019年以來,關于自動駕駛商業化的話題就已持續發酵。今年3月中國版自動駕駛分級標準的出爐,也讓行業開始展望L3的量產時間節點。在市場釋放量產L3級自動駕駛車的同時,L3級自動駕駛再引爭議。其背后是L3自動駕駛終將落地,還是依舊存在難以跨越的鴻溝?

  自動駕駛的L3級過渡

  在對自動駕駛汽車的描述上,SAE的六個等級分別是非自動化、輔助駕駛、半自動化、有條件的自動化、高度自動化和全自動化。

  L0被稱為“非自動化”(No Automation),是駕駛員具有絕對控制權的階段。

  L1被稱為“輔助駕駛”(Driver Assistance)。在L1階段,系統在同一時間至多擁有“部分控制權”,要么控制轉向,要么控制油門/剎車。當出現緊急情況突發時,司機需要隨時做好立即接替控制的準備。這一階段,駕駛員需要對周圍環境進行監控。

  L2被稱為“半自動化駕駛”(Partial Automation)。與L1不同,L2階段轉移給系統的控制權從“部分”變為“全部”。也就是說,在普通駕駛環境下,駕駛員可以將橫向和縱向的控制權同時轉交給系統。在這個階段,駕駛員也需要對周圍環境進行監控。

  L3被稱為“有條件的自動化”(Conditional Automation),是指系統完成大多數的駕駛操作,僅當緊急情況發生時,駕駛員視情況給出適當的應答的階段。此時,系統接替人類,對周圍環境進行監控。

  L4被稱為“高度自動化”(High Automation),是指自動駕駛系統在駕駛員不做出“應答”的條件下,也可以完成所有的駕駛操作的階段。但是,此時系統僅支持部分駕駛模式,并不能適應于全部場景。

  L5被稱為“完全自動化”(Full Automation)。這一階段與L0、L1、L2、L3、L4最為主要的區別在于,系統能夠支持所有的駕駛模式。在這一階段中,可能將不再會允許駕駛員成為控制主體。

  今年3月,我國關于自動駕駛的分級標準也正式出臺,工信部在其官網已經正式公示《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標準報批稿,并擬于2021年1月1日開始實施。

  這次批稿也意味著我國對于自動駕駛級別正式做出區分,其以5個要素為主要依據,包括了從0級(應急輔助)、1級(部分駕駛輔助)、2級(組合駕駛輔助)、3 級(有條件自動駕駛) 、4 級(高度自動駕駛) 最后到5 級(完全自動駕駛)共6個不同的等級。

  不難發現,本次中國出臺的自動駕駛分級標準相較SAE標準框架基本相同。根據官方的解釋,相較2級自動駕駛,從3級自動駕駛開始意味著車輛在該功能開啟后,將會完全自行處理行駛過程中的一切問題,包括加減速、超車、甚至規避障礙等。這也意味著若發生事故,責任認定正式從人變為車。

  顯而易見,無論是SAE自動駕駛分級標準也好,還是中國版自動駕駛分級標準,L3都處于承上啟下的階段。L3的自動駕駛技術是自動駕駛技術中區分“有人”和“無人”的一條重要的分割線,是低級別駕駛輔助和高級別高度自動駕駛之間的過渡。

  L2級別自動駕駛中主要還是以人為主體,該級別的自動駕駛系統僅僅還是輔助。L2多對應的是目前常見的ADAS(高級智能駕駛輔助)技術,包括了諸如ACC(自適應巡航)、AEB(緊急制動剎車)和LDWS(車道偏離預警系統)的輔助駕駛功能,車輛的駕駛者必須還是駕駛員本人。

  而L3則真正做到了“無人”,自動駕駛系統完成了絕大部分的駕駛判斷與動作。車機系統在特定條件下開車,但遇到它緊急情況還是仍有車主進行決策。其所謂的條件包括了這么幾個功能元素:高速公路引導(HWP、0-130km/h)、交通擁堵引導(TJP、0-60km/h)、自動泊車、高精地圖+高精定位。

  L3落地還需克服多項障礙

  正因為L3承擔了自動駕駛分級體系分水嶺的重要作用,才更受業界和市場的關注。盡管小鵬P7、廣汽新能源埃安V等具備L3自動駕駛功能的新車相繼上市,與此同時還有多家車企宣布將推出搭載L3自動駕駛功能的量產車。但事實上,L3功能的自動駕駛汽車大規模量產依舊面對法規、技術和成本等難題,L3級的自動駕駛汽車量產還有待商榷。

  從責任劃分維度來看,L0-L2階段屬于智能駕駛輔助系統的范疇,人類駕駛員仍然需要負責所有的駕駛任務。一旦出現交通事故,責任依然是由人類駕駛員來承擔。L4及以上級別自動駕駛則明確不需要人類駕駛員接管駕駛,車輛對結果負責。

  而處于過渡階段的L3級別自動駕駛沒有給車輛和人類駕駛員進行清晰的責任劃分,一旦出現事故,責任主體可能涉及駕駛者、OEM、軟件供應商等多方。從監管的角度來看,目前全球還沒有適用于L3級別自動駕駛的法律框架。一旦事故造成的損失太大,責任不明晰導致的潛在風險將是主機廠難以承擔的。

  目前,很多國家的法律暫不允許駕駛員在開車時雙手脫離方向盤,也尚未明確出臺關于自動駕駛系統責任劃分的相關法規。即便現在上述車型在功能上已經能夠支持L3自動駕駛,也不得不暫時關閉相關功能,或者干脆暫不搭載在新車上,直到獲得法規許可。此前奧迪因各種各樣的監管審批延遲宣布放棄在A8車型上引入L3級自動駕駛技術就是一個典型的例子。

  從技術角度來看,隨著自動駕駛級別的提高,需要攻克的安全性難點也在增加,而L3自動駕駛汽車要想實現真正的大規模量產,在核心技術方面也還存在多重難點。

  雖然自動駕駛最近幾年在激光雷達、高精度地圖、高精度定位、決策規劃算法、云平臺及大數據、仿真測試等核心技術方面有不少突破,但是取得突破并不代表已經具備商業化能力。未來自動駕駛仍然需要解決車規級要求、場景適應性、功能安全、信息安全、大規模量產應用的開發體系等問題。

  特別是在系統冗余方面,由于L3自動駕駛汽車在部分場景中需要將控制權部分甚至全部移交給系統,這就必須要具備多重冗余,包括感知冗余、通訊冗余、供電冗余、轉向以及制動冗余等,以防止其中一個系統失效的時候,自動駕駛汽車依舊可以安全行駛。

  其中,感知冗余上,業界普遍認為對于L3及以上級別的自動駕駛汽車,需同時具備攝像頭、高精地圖、高精雷達等多重感知系統,才能實現盡可能高的安全性和可靠性。尤其是高精度地圖,被很多業內人士認為是實現L3自動駕駛的關鍵鑰匙。

  對于自動駕駛,高精度地圖是先驗知識,是自動駕駛不可或缺的實時、高可靠性的傳感器。而L3想實現商業化量產,高精度地圖必須實現突破。

  事實上,很多企業把高速場景下的自動駕駛作為L3的典型應用場景。2019年,四維圖新完成全國高速包括城市快速路的覆蓋,總里程超過30萬km。從四維圖新的京昆測試結果來看,高速場景依然存在很多影響因素,如復雜地形、感知系統的距離限制、信號干擾與屏蔽、動力系統路面和載重方面的限制、人機駕駛切換與應用方向的矛盾、事故責任認定、完備的交通事故預警、準確的天氣變化預警和功能安全方面等。

  而由于呈現的信息量相對較大,導致高精地圖在數據的采集上較普通電子地圖難度更高,采集周期更長。另外,為了更好地滿足自動駕駛汽車的安全駕駛需求,高精度地圖還必須具備實時更新能力,這部分的技術目前也不是很成熟。

  除了高精度地圖面臨突破,在駕駛權交接的方面,現階段也存較大的挑戰。由于L3屬于駕駛員駕駛與汽車自動駕駛過渡的階段,這也意味著,在使用過程中,智能系統出現突發狀況時需要人類駕駛員和智能駕駛系統交接車輛的控制權,但人機交互過程的技術實現非常復雜,且具有偶然性。而從機器到人的接管時間差平均高達17s。在駕駛過程中,17s的空白已足以讓任何危險情況發生。

  此前福特北美總裁Raj Nair就曾表示公司放棄L3而直接提供 L4級別全自動駕駛的車輛,原因是從機械操控切換到人工操控的問題不容易解決。

  從成本維度上,由于從L3開始車輛要對結果負責,必須有足夠的系統冗余,相應系統的安全性提升幾百倍,成本則會大幅增加。以全球首個量產L3自動駕駛車型奧迪A8為例,根據System Plus咨詢的研究,其TJP系統成本的60%是半導體的成本。

  L3級自動駕駛可以逾越嗎?

  L3級自動駕駛的承上啟下作用讓行業對于L3量產至今都存在爭議:那么L3到底是不是一個必要的過程呢?既然L3面臨法律層面的制約,量產存在瓶頸,那么是不是可以跨過L3,直接研發高度自動駕駛的L4、L5?

  事實上,自動駕駛是一個循序漸進的過程,不可能一蹴而就。L3是極具潛力的研究方向,承擔從L2向L4及L5過渡的角色。而自動駕駛的功能和產品需要放到商業化的場景中打磨,否則很難變得成熟。

  在自動駕駛的發展歷程中,應保持理性主義精神,相信巨大的復雜系統不可能突然間成熟,必定是從一個較低的起點上慢慢發展,而L3就站在發展道路的中間點上。L3是自動駕駛從低級別向高級別演變的一個必經之路,同時是一個有利的研究基石。

  這也從另一個側面解釋為何今年國產新品汽車發布時的激進(幾乎大部分車企只要實現了幾個功能元素中的一種,就習慣對外“簡稱”自己實現了L3功能量產),其主要原因就在于每家車企都想率先搶奪自動駕駛領域這塊巨大的“蛋糕”。正是因為L3飽受爭議,那么誰先在L3級自動駕駛上建立話語權,誰就掌握了差異化營銷與品牌力營造的主動性。

  3月10日長安汽車基于量產車UNI-T開啟了中國首個L3級自動駕駛量產直播體驗,并就此拉開了L3在國內的量產大幕,而在過去一段時間國內多家車企紛紛宣布推出或將推出L3量產車。比如小鵬汽車于4月27日上市的小鵬P7,就通過搭載XPilot3.0自動駕駛輔助系統,實現了高速公路場景中的 “準L3級自動駕駛”表達,包括讓車輛根據導航和路況自動選擇最優車道,并自動變道。

  廣汽新能源也瞄準了高速場景下的L3自動駕駛,并為此推出了埃安V。該車通過搭載ADiGO3.0自動駕駛系統,基于“高精地圖+高精雷達+Mobileye EyeQ4攝像頭”三重感知,以及“北斗+GPS”雙模定位系統,可實現高精地圖覆蓋的國內高速及城市快速路上0-120km/h全速域脫手、脫腳自動駕駛。

  另外,上汽榮威、長城、紅旗、威馬、寶能等車企也在紛紛加緊L3自動駕駛的研發及量產步伐。其中上汽榮威將于8月正式上市的MARVEL-R,作為上汽榮威旗下首次搭載R標的量產車型,就確認將配備L3級別的有條件自動駕駛技術。長城汽車則宣布將在全新哈弗H6上搭載L3自動駕駛系統,該車將于年內上市。

  當然,一項成熟的技術推向市場一定是多方合力的結果,包括法規的完善和技術的成熟,以及市場產業鏈的協作。但可以確定的是,從自動駕駛到無人駕駛,這是市場的趨勢。在多方部署下,未來智能駕駛的場景或許會比想象中來得更快。

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