自动驾驶级别,操作主体和自动驾驶技术到达程度,根据可驾驶区域等,分为“0级”到“5级”6个阶段。 截至2023年1月,配备3级功能的商用车已经开始销售,4级自动驾驶出租车和自动驾驶穿梭机的开发和示范实验也正在蓬勃发展。
本文主要介绍目前主流的美国汽车技术协会(SAE)标准,并介绍截至2023年1月每个级别的最新案例和举措。
自动驾驶水平最初被全球采用,由美国运输部道路交通安全局(NHTSA)定义。 然而,由于NHTSA在2016年采用了美国汽车技术协会(SAE)提出的标准,SAE的六级自动驾驶水平的定义现在已成为包括日本在内的世界主流。
SAE 的六级自动驾驶级别定义于 6 年 2014 月首次发布,随后进行了分类澄清和术语定义修订,目前,1 年 2016 月发布的第二版中提供了最新的定义。 今后可能会进行进一步的修订,但可能会对法律的发展和发展造成混乱,因此,这些修订似乎将符合这一标准一段时间。
2018年2月,日本汽车技术协会(JSAE)发布了第二版的日文翻译版本。 由于自动驾驶水平的定义是用日语而不是英语解释的,所以日本政府和行业经常引用这个日语翻译版本的定义文本。
在 SAE 中,从 0 到 5 的自动驾驶级别,“名称”、“主体”和“行驶区域”定义如下。
阶段 | 名称 | 主体 | 行驶区域 |
级别 0 | 无驾驶自动化 | 人 | – |
级别 1 | 驾驶辅助 | 人 | 有限 |
级别 2 | 部分操作自动化 | 人 | 有限 |
级别 3 | 有条件操作自动化 | 汽车 | 有限 |
级别 4 | 高级驾驶自动化 | 汽车 | 有限 |
级别 5 | 全自动操作 | 汽车 | 无限制 |
自动驾驶级别 0(无驾驶自动化)的口语定义是“驾驶员执行所有动态驾驶任务(包括由预防性安全系统支持的情况)”。 没有自动驾驶功能的传统汽车属于这一水平。
例如,只有系统发出警报的预防性安全系统,汽车的控制被理解为包含在 0 级,因为驾驶员自己执行。
顺便说一下,在自动驾驶级别 2 中,“手关闭(手部释放)”,在自动驾驶级别 3 中,“眼睛关闭(眼睛释放)”,在自动驾驶级别 4 或更高时,“大脑关闭(大脑释放)”在一定条件下是可能的。
土地、基础设施、运输和旅游部|自动驾驶水平
https://www.mlit.go.jp/common/001226541.pdf
自动驾驶级别1(驾驶辅助)的口语定义是“驾驶自动化系统在特定限定区域持续执行动态驾驶任务的纵向或横向(不同时)车辆运动控制的子任务。此时,驾驶员有望执行剩余的动态驾驶任务”。
换句话说,在自动驾驶级别 1 中,系统侧负责通过油门和制动操作控制“前后”(加速和减速),或通过方向盘操作控制“左右”。 其余的监控和响应由司机进行。
具体的例子,在高速公路上以预设的车速自动加速和减速,如ACC(自适应巡航控制)跟随前行车辆,相当于1级。
自动驾驶级别2(部分驾驶自动化)的口语定义是“驾驶自动化系统在特定的限定区域持续执行动态驾驶任务的纵向和横向车辆运动控制的子任务,此时,驾驶员完成动态驾驶任务的子任务即物体·事件的检测和响应,有望对系统进行监督”。
在自动驾驶级别 2 中,系统侧负责“前后”和“左右”的监控和响应。 在 2 级之前,驾驶员必须始终监督系统,自动驾驶的主体是“人”。
对于通常相当于 2 级(ADAS)(高级驾驶辅助系统),每家公司都推出了自己的品牌系统。 在这种情况下,关于自动驾驶级别 2 的功能,出现了名称被视为问题的情况。
例如,截至 2021 年 9 月,特斯拉提供了自动驾驶仪和 FSD 等功能,但这些功能都保持在 2 级,用于驾驶辅助。 然而,自动驾驶功能很容易被误解,因为自动驾驶功能被实现,这样的名称开始成为一个问题。
[参考] 相关文章还提到,特斯拉的马斯克先生在7月道歉说,“FSD不是自动驾驶”。
资料来源:丰田官方网站。
Toyota 安全感知是一种预防性安全功能包,适用于各种驾驶场景,如高速公路、夜间驾驶、停车、启动和停车。
它包括“车道偏离警报”,用于警告没有方向盘操作的车道偏离,“车道跟踪辅助”支持方向盘操作,以在车道上居中行驶,“雷达巡航控制”允许跟踪行驶,保持恒定的车距,以及“碰撞前安全”,在预测碰撞时发出警报。
丰田安全技术|丰田安全技术|丰田汽车网站
https://toyota.jp/safety/about/
[参考] 相关文章也提到“丰田加强ADAS!
资料来源:雷克萨斯官方网站。
雷克萨斯的Lexus安全系统是一个“预防性安全包”,基于“组合安全概念”,将汽车的各种安全系统结合在一起,提高安全性。 它具有雷达巡航控制、车道跟踪辅助和车道变化辅助功能,具有全速跟踪功能。
* LEXUS 安全系统|雷克萨斯官方网站
https://lexus.jp/technology/safety/
资料来源:雷克萨斯官方网站。
安装在雷克萨斯的Teammate是一种先进的驾驶辅助技术,采用人工智能技术,基于丰田汽车对自动驾驶的独特理念“移动团队概念”。
高级驱动器可安全地调整汽车道路上的速度、保持车道、维护车辆和分支等驾驶辅助,同时将驾驶员从方向盘操作中解放出来。 高级公园是一种先进的停车辅助技术,通过直观的开关操作提供高级停车支持。 停车时的油门、制动器、换档等均自动控制。
▼LEXUS ‐ Lexus Teammate|TECHNOLOGY
https://lexus.jp/technology/teammate/
资料来源:日产官方网站。
说到日产的ADAS,我是一名专业飞行员。 在第一代中,智能巡航控制和方向盘支持在恒定速度范围内成为热门话题,1 年 2019 月推出的天际线配备了第二代专业飞行员 9.2,在一定条件下,可以在高速公路的同一车道上手动关闭(放弃)驾驶。
在 Pro Pro 2.0 中,通过导航系统设置目的地时,可以自动控制油门、制动器和转向,并协助驾驶员到达路线上的高速公路出口。
• 日产|先进技术|专业飞行员
https://www2.nissan.co.jp/BRAND/PROPILOT/
资料来源:本田官方网站。
本田的ADAS是本田销售。 恒速行驶在预设的速度,也自动加减速,同时保持前车和适当的车辆之间的距离“自适应巡航控制(ACC)”,“碰撞缓解制动器(CMBS),可以避免与前车和行人的碰撞,”道路偏离抑制功能“,以支持转向操作,同时防止车道突出。众所周知。
安全驾驶辅助系统本田SENSING|本田官方网站
https://www.honda.co.jp/hondasensing/
资料来源:斯巴鲁官方网站。
斯巴鲁的ADAS包括“眼部旅游辅助系统”,可在高速公路上自动辅助油门制动转向操作,以及最新的高级驾驶辅助系统“眼部X”。 配备眼部 X 的新 Levog 实现了“交通拥堵时的免提辅助”和“交通拥堵时的启动辅助”。
• 眼部 X|SUBARU 的综合安全|
https://www.subaru.jp/safety/eyesight/
资料来源:马自达官方网站。
马自达的ADAS包括使用毫米波雷达和摄像头等检测设备的i-ACTIVSENSE,包括支持驾驶员安全驾驶的“主动安全技术”和“碰撞前安全技术”,以降低发生事故的风险,如避免碰撞。
它具有马自达雷达巡航控制 (MRCC) 和车道保持辅助系统,支持驾驶员的转向操作,以及 AT 错误启动抑制控制,可自动控制行驶速度,并防止因踩下油门错误而突然启动。
马自达|汽车检测危险,支持驾驶员 – i-ACTIVSENSE |安全
https://www.mazda.co.jp/beadriver/safety/i-activsense/01/
负责自动驾驶的主体从自动驾驶级别 3 移动到“系统”侧。
级别3(有条件驾驶自动化)的口语定义是“驾驶自动化系统在限定区域持续执行所有动态驾驶任务。此时,准备应对动作持续困难的情况的使用者,不仅接受与其他车辆系统中的动态驾驶任务执行系统相关的系统故障,还接受自动驾驶系统发出的介入请求, 预计将作出适当的反应。
操作级别 3 简而言之,虽然系统侧在一定条件下执行所有操作操作,但在紧急情况下,驾驶员负责操作的状态。 与级别 2 的主要区别是,原则上,所有自动驾驶都由系统负责。
在日本,由于《道路交通法》和《道路运输车辆法》的修订,2020年4月取消了3级禁令。 法律改革将允许将3级系统安装在商业化车型上,预计每家公司将首先开发一种自动驾驶3级系统,该系统仅限于在高速公路上行驶。
3年,德国奥迪推出的旗舰轿车奥迪A2017在商业化车型中处于8级地位。 Audi AI 交通堵塞飞行员可以代表驾驶员执行所有驾驶操作,如果高速公路或带中央隔离带的单车道或多车道道路以低于 2 km/s 的速度行驶。
然而,由于公共道路的使用需要各国的法律发展,因此目前的情况是,它实际上通过实施相当于2级的ADAS来销售。 因此,奥迪并不是世界上第一个将自动驾驶3级商业化的人。
2021年3月,本田在日本和世界上首次推出了新传奇车型,作为3级车型,引起了轰动。 新传奇配备了“流量 Jam Pilot”功能,该功能已获得土地、基础设施、运输和旅游部颁发的 3 级型号认证,并在全球范围内被评为“全球首款本田 3 级商用车”。
资料来源:梅赛德斯-奔驰新闻稿。
继本田之后,德国梅赛德斯公司成功地将3级车型安装在商用车上。 以付费选项的形式部署“驱动器Pilot”,并有望在美国推出“美国第一级3级”。
在中国,三级汽车进入一般市场的竞争正在加速。 中国电动汽车(EV)初创公司Human Horizons表示,将从3年底开始生产的全电动汽车“HiPhi X”将配备2020级自动驾驶。 Human Horizons 的自动驾驶技术成立于 3 年,但许多未知因素都与 OTA 软件更新有关,因此您可以保持最新的软件。
有一个运动,静观其变,以回应这样的运动。 瑞典沃尔沃汽车公司将3级作为一种安全“不确定”技术,并正在进一步推动4级的发展。 福特也认为,3级技术与4级技术一样困难,因此似乎也专注于4级的发展。
在这种背景下,有3级固有的人为因素。 在一定条件下允许自动驾驶的级别 3,当系统请求手动操作时,驾驶员必须立即执行操作,但可能会由于过度信任或傲慢而无法手动操作。 这一点被称为“3级陷阱”。
虽然是3级车辆,而不是2级车辆,但特斯拉车主无视系统要求引发的交通事故正是这种担忧的象征。
为了避免这种情况,最小风险管理器 (MRM) 技术,在驾驶员不响应请求时将车辆安全地停放在路边,并将损坏降至最低,以及人机界面 (HMI) 技术,可准确通知驾驶员系统运行状况, 需要驾驶员监控技术,使系统能够监控驾驶员的状态。
自2020年4月起,日本已经取消了3级自动驾驶车辆的公路行驶禁令,但2020年6月,联合国WP29(汽车标准协调世界论坛)通过了与日本3级相当的国际标准。
制定的国际标准分为“乘用车自动驾驶设备”和“网络安全和软件更新”。
自动运行装置(定义:在高速公路等60km/h以下的拥堵时等动作的车道维持功能有限的自动驾驶系统)所要求的主要要求是“自动驾驶系统在运转中不会妨碍乘车人员和其他交通安全,与细心合格的驾驶员同等以上”或“” 配备驾驶员监控,以监控驾驶员是否处于接管驾驶操作的状态。
在网络安全和软件更新方面,“确保业务管理系统确保网络安全和软件更新的适当性”。
自动驾驶级别4(高级运行自动化)的口语定义是“在有限区域持续执行对运行自动化系统难以继续所有动态运行任务和操作时的响应。如果操作连续性困难,则用户不会响应干预请求”。
4 级的特点是,与 3 级不同,驾驶员在紧急情况下无法响应,并且所有系统都作为自动驾驶主体负责。 换句话说,司机不应该参与驾驶操作。 但是,由于级别 4 的定义是“在有限区域内”的自动驾驶,因此假定两种类型,一种是配备方向盘或油门的类型,用于在区域外行驶时仅行驶。
前者成为高度通用的类型,允许手动操作,也为引入私家车铺平了道路,但技术和成本将更高。
另一方面,后者适用于在特定区域(如公共汽车和机场)内行驶的接送车和出租车,这些车辆在预定路线上行驶,而 4 级中心可能面向交通服务,如公共汽车和出租车,因为它具有商业性。
在4级的实际应用中,谷歌的Wamo于2018年12月推出了由安全司机乘坐的自动驾驶出租车服务。 2020 年 10 月,我们开始向公众提供没有安全驱动程序的服务,这给人的印象是,我们领先于其他公司。
顺便说一下,截至2021年9月,除了亚利桑那州凤凰城(菲尼克斯)从一开始就提供服务外,我们还在旧金山提供示范服务。
2020年9月,中国网络搜索巨头百度(Baidu)在中国重庆首次亮相自动驾驶四级公交车。 最大的乘用车共享滴水车(迪迪楚兴/迪迪)也已经开始验证上海的4级自动驾驶出租车服务。
此外,戴姆勒和博世共同开发的自动代客泊车已投入实际使用,在有限的停车区“停车场”中,已经在梅赛德斯-奔驰博物馆的停车场推出,并有望在德国机场投入运营。
在自动代客泊车方面,胡曼地平线于4年2020月宣布,其全电动车辆HiPhi X将配备世界上第一个9级自动代客泊车系统。
在日本,DeNA和日产正在进行新的交通服务“轻松骑行”的示范实验,该服务采用4级技术,机器人企业ZMP也在进行示范。
2020年11月,由开发自动驾驶软件的Tiafor和提供出租车调度应用程序的移动技术公司等参与的示范实验也进行了。
汽车制造商和自动驾驶公司正在开发一些小型自动驾驶巴士和自动驾驶穿梭机,其中被称为“吊舱型”的车辆没有方向盘或踏板,基本上假定在自动驾驶级别 4 行驶。
以4级驾驶为前提的自动驾驶穿梭机包括丰田的“电子托盘”(E-Palette)、美国通用克鲁塞的“起源”(起源)、法国纳维亚的“ARMA”(阿尔玛)和法国EasyMile的“EZ10”。
与私家车相比,自动驾驶穿梭机的4级开发和实施更先进,因为在许多情况下,班车行驶的路线和区域比私家车更有限。 原因是,在固定区域,很容易获得国家和地方政府的驾驶许可,以及开发包含道路空间动态和静态信息的动态地图的障碍。
在日本,在茨城县的酒井法子,使用Nabiya的ARMA提供额外收费的移动服务,在东京奥运会上,丰田的e-Palette作为旅游巴士在运动员村推出。 这两项举措都从人对操作进行一定程度的干预,实际上成为“自动驾驶级别2”,但如果安全得到保证,即使人不干预,技术水平也会升华到自动驾驶级别4。
顺便提一下,在东京奥运会上,丰田的电子纸与视力受损的日本运动员发生了接触事故,对安全性的担忧也日益普遍。
自动驾驶级别5(全运行自动化)的口语定义是“运行自动化系统持续、无限制地执行对所有动态运行任务和操作连续性困难时的响应(即不在限定区域内)。如果操作连续性困难,则用户不应响应干预请求”。
级别 5 不需要驾驶员,是指可以在任何位置的道路上自动驾驶的状态,而不限制行驶区域。 因此,无需方向盘、油门或制动器,车内空间设计的自由度也大大增加。 为了从4级达到5级,国家和政府必须制定规则,如制定自动驾驶法律。
随着车辆设计自由度的增强,车窗与车身的大规模显示和集成将发生巨大变化,室内空间将发生巨大变化,不再受传统汽车概念的影响。 它被公认为一个可以移动的房间和空间,日常生活的一部分和所有服务都在车内进行。
虽然一些专家认为,在任何情况下都不可能实现自动驾驶的系统,但以逐步扩大4级ODD(运营设计领域)的形式,旨在建立5级的发展竞争似乎还在继续。
在首席执行官伊隆·马斯克的领导下,美国电动汽车巨头特斯拉正在制定战略,通过人工智能(AI)分析传感器数据(主要是相机),以开发自动驾驶。
目前,许多公司正在开发的全自动驾驶技术的方向是使用高精度三维地图,但在地图数据尚未开发的区域,不可能实现全自动驾驶。
因此,要达到 ODD(操作设计区域)不受限制的级别 5 需要大量的时间。 我们需要绘制地球上所有道路的地图。 此外,信息必须每次都更新。 换句话说,它需要大量的时间和精力。
但是,如果汽车能够在不使用地图的情况下仅通过中心数据进行自动驾驶,那么这些巨大的时间和精力就会消失。 当然,如果能够建立这种技术,马斯克的想法可能是实现自动驾驶5级的最短方法。
除了上述SAE的自动驾驶水平标准外,土地、基础设施、运输和旅游部还制定了日本自主命名和定义自动驾驶汽车的名称和定义。
定义和名称由高级安全汽车(ASV)促进委员会(ASV)制定,该委员会由工业界、政府和学术界的专家和利益攸关方组成,旨在促进自动驾驶的开发、实际应用和普及。
资料来源:土地、基础设施、运输和旅游部
操作主体为“驾驶员”,自动驾驶级别 1 是指“油门制动操作或方向盘操作,部分自动状态”。
驾驶操作主体“驾驶员”,自动驾驶级别 2 是指“油门制动操作和方向盘操作,部分自动状态”。
名称本身与自动操作级别 1 类似,但部分自动化的对象是“油门制动操作和方向盘操作”。
操作主体为“自动操作装置(当设备操作困难时驾驶员)”,自动驾驶级别 3 是指“在满足特定行驶环境条件的有限区域中,自动操作设备替换所有操作的状态”。
然而,作为警告,“在自动操作装置的操作中,当自动操作装置可能无法正常运行时,由于发出警报以鼓励操作操作,因此必须适当响应”,操作操作的主体基本上留给自动操作设备,如紧急情况,人必须承担操作操作。
操作主体是“自动操作装置”。 自动驾驶级别 4 的定义是“在满足特定驾驶环境条件的有限区域中,自动驾驶设备是替代所有操作的状态”。
操作主体是自动操作设备,但仅限于预先确定的“ODD(操作设计区域)”。 ODD 规定了可以自动驾驶的区域、道路、天气条件和时区。
操作主体是“自动操作设备”,不受ODD的限制,如自动操作级别4,它是指自动操作设备可以成为操作主体的阶段,无论何时何地。 定义是“自动操作设备替换所有操作的状态”。
在私家车方面,目前日本和世界都处于自动驾驶2级技术的最先进的车辆,但从本田的新传奇开始,3级的实际应用已经开始,从豪华车型和战略车型开始引进。 根据实施情况,可能会有法律改革,例如制定更严格的设备标准,如 MRM 和 HMI。
另一方面,随着家庭车和轻型汽车的标准装备,2级将演变为更先进的2级,限制条件得到缓解。
在商用车方面,4级的实际示范将加速,并考虑到这些结果,将导致新的法律改革。
虽然3级和4级都尚未全面普及,但随着技术水平的逐步完善,法律和基础设施的改善也逐渐完善,每个开发制造商和各国之间的主动权之争似乎还在继续。