L0到L5技术跃迁图谱:从驾驶辅助到完全自动驾驶的工程实现路径

原创 新思科技 2025-04-22 18:20

高盛(Goldman Sachs)估计,到2030年,L3级自动驾驶汽车或占全球新车销量的10%。自动驾驶汽车需要经过多达6个层级的技术演进,才能最终实现上路自主驾驶。


这些级别具体是什么?我们目前处于哪个阶段?


国际自动机工程师学会(SAE International)给自动驾驶汽车的智能程度,从低到高定义了L0到L5共6个级别(SAE J3016)。由中国工信部牵头制定的国标GB/T 40429-2021《汽车驾驶自动化分级》中也采用了与SAE J3016基本一致的汽车自动化分级方式。


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0级(应急辅助)


全球范围的大部分车辆、以及国内车龄较大的车辆,都在L0~L5之外,即“无驾驶自动化”。与“无驾驶自动化”相比,0级自动化增加了紧急状态下提醒驾驶员或者直接接管车辆的能力。典型的0级自动化功能有车道偏离预警以及自动纠正,碰撞预警以及自动制动等。为了实现这种最基础的自动化,要求汽车能够对周围环境进行持续的监测(但不要求一定能够自动做出行动),所以,像“自动换挡”、“定速巡航”之类的功能并不属于0级自动化。


1级(部分驾驶辅助)


与0级自动化相比,1级自动化不仅要求自动化系统能够控制车辆,而且要求能够持续的控制车辆。显然,1级自动化是完全覆盖0级自动化的。所谓“控制车辆”,是指控制车辆的“转向”和“进退加减速”(控制车辆空调的冷暖并不属于自动驾驶意义上的控制车辆),1级自动化只要求能够在“转向”和“进退加减速”中控制其一。


典型的1级自动化功能有“车道自动居中保持”、“自动跟车”等。从1级自动化开始,驾驶员角色发生了转变,同时获得了全新的驾驶体验。以自动跟车为例,在城市拥堵道路场景下,驾驶员不必频繁操作油门(电门)和刹车踏板,车速的控制完全交给车辆完成,驾驶员可以解放双脚,只需要监控自动系统车距控制的效果确保安全即可。


2级(组合驾驶辅助)


2级自动驾驶要求汽车能够同时控制汽车的“转向”和“进退加减速”,这也是市售主流“自驾汽车”中成熟使用的技术。2级自动驾驶的汽车,结合卫星导航,在道路指示清晰的城市道路上,技术上可以实现“撒把驾驶”,即驾驶员的手、脚可以短时离开控制杆;在划线清晰的车位中,可以实现自动出库、进库,给汽车用户提供了极大的便利。尽管如此,2级自动驾驶系统要求驾驶员全程监督,并通过方向盘上设置的传感器确保驾驶员持续关注车辆的行驶状态,以在车辆不能完成自驾任务时随时接管。


  




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3级(有条件自动驾驶)


从3级自动驾驶开始,汽车获得了“可无人接管”的智能化程度。在完全满足行驶条件(天气、道路质量等)的前提下,汽车能够自行从甲地行驶至乙地。在导航系统的引导下,汽车能够自主选择行驶策略,包括变道、超越车辆、异常避险等。3级自动驾驶系统能够判决当前状况是否满足行驶条件,在不满足的情况下仍然需要提醒驾驶员人工接管。因此3级自动驾驶又称作“闭眼驾驶”。


自截稿为止,市面上尚未有完全成熟的3级自动驾驶汽车出售。然而诸多车企业已推出自动化程度高于2级标准的车型,个别产品已经非常接近3级自动驾驶的标准。3级自动驾驶的成熟化是目前汽车行业的主攻方向。


4级(高度自动驾驶)


与3级自动驾驶相同,4级自动驾驶仍然设定了运行条件。相对3级自动驾驶的升级之处在于,当系统检测到运行条件不满足时(例如突发恶劣天气),系统会自动执行所谓“最小风险策略”(例如自动靠边停车)。4级自动驾驶将汽车带到了“远程驾驶”阶段,目前,在一些封闭场合(工厂、码头、园区),业已有相当数量的4级自动驾驶汽车运行,这些汽车实际上被归为“工业机器人”的品类。在我国部分城市,已经开始了4级自动驾驶汽车的运营试点。有研究表明,4级自动驾驶汽车将首先运用于高速长途货运等危险性高、人类劳动环境艰苦、运行条件相对稳定的场合。由于设定了运行条件,4级自动驾驶汽车仍然要有“驾驶室”供非运行条件下降为2级并由人工驾驶。


5级(完全自动驾驶)


5级自动驾驶车辆排除了运行条件的技术限制,在法律和商业规则允许的范围内,车辆可以到达任意物理可达的地点,即拥有与合格人类驾驶员同等的驾驶能力。理论上,5级自动驾驶车辆可以不设置驾驶室,汽车的形态也将会发生根本性的变化。一些研究机构认为,5级自动驾驶因排除了人类驾驶员的后备因素,其技术路径不一定从3级自动驾驶开始,而是从自动化机器的角度重新对汽车进行设计。


我的自动驾驶汽车在哪里?


尽管自动驾驶汽车的未来充满希望,但在大部分国家和地区,高于2级自动驾驶的主流量产车型仍需数年时间才能实现。这并不是因为技术能力受限,而是安全性的问题,或者说安全性不足。


早些时候,受新思科技委托,波耐蒙研究所撰写并发布了一份报告,题为《确保联网汽车安全:汽车行业网络安全实践研究》。报告发现,“联网”汽车(如自动驾驶汽车)拥有丰富的物理信息安全功能(如安全带、安全气囊、防抱死制动系统),但在数字软件安全功能方面相对薄弱。在应对网络世界安全运行的需求时,联网汽车还未做好准备。


该报告基于对593名软件安全从业人员、产品开发专业人员和开发者的调查。超过三分之二的受访者坦言,加强网络安全的需求“迫在眉睫”,原因显而易见:62%的受访者认为,未来12个月内汽车软件/零部件很可能会遭受恶意或概念验证攻击。


诚然,只有让消费者确信自动驾驶汽车至少与商用飞机、火车或公共汽车一样安全,此类技术才会被广泛接受。这一天终会到来,但在此之前,汽车行业仍需跨越重重障碍。




      

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