无人驾驶汽车走进人类还有多远?
100人浏览 2024-11-20 08:31:44
自动驾驶汽车称之为Autonomous Vehicle或Self-Driving Automobile。如特斯拉在中国大陆要付费64000元选装的完全自动驾驶功能FSD全称为Full Self Drive。自动驾驶分级已经被权威的国际自动化工程协会定义出来。
驾驶自动化与自动驾驶
归属美国交通部(DOT)管理的美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)在2013年,率先发布了关于汽车自动驾驶的分级标准,对自动驾驶的描述分4个级别。
到了2014年,美国汽车工程师协会制定了J3016自动驾驶分级标准,把汽车自动化水平划分为L0-L5的6个等级,可以用来区分不同等级的自动驾驶技术间的差异。
SAE的标准对自动驾驶分级说明更加详细、描述更加严谨,也预见到了未来自动驾驶汽车的发展趋势,导致SAE自动驾驶标准成为了大多数各国政府和汽车制造商使用的标准定义。
2016年9月,美国交通运输部发布了自动驾驶车辆测试与部署的政策指引,明确表示SAE J3016标准确立为自动驾驶汽车的全球行业参照标准,用于评价自动驾驶功能的水平,从此以后,世界各国政府和各大汽车制造商都是基于SAE J3016进行了对自身产品的技术定义。
到了2021年8月20日,中国由工信部牵头,联合中汽研制定了中国的《汽车驾驶自动化分级》GB/T40429-2021标准,标准由国家市场监督管理总局、国家标准化委员会批准发布,并在2022年3月1日起实施生效。
如若从车辆功能示例的角度来展开描述自动驾驶能力的每个级别,则是以下:
L0级:只提供报警等安全辅助功能——①车道偏离预警;②视觉盲点提醒;③前碰撞预警;④自动紧急自动AEB等。
L1级:部分辅助功能——①自适应巡航ACC或车道偏移修正LKA;②车辆识别;③车道线识别。
L2级:驾驶辅助功能——①同时实现自适应巡航和车道保持;②车辆识别;③车道线识别。
L3级:全部功能,在一定条件下车辆自动驾驶。
L4级:全部功能,在一定条件下车辆自动驾驶;区别于L3的是车辆无需安装驱动或制定踏板、方向盘大灯控制装置。
L5级:全部功能,车辆在任何条件下都可以进行自动驾驶。
如若从要求驾驶员介入的程度上来定义不同的自动驾驶级别,则是以下描述:
L0级:驾驶员全程处于驾驶状态,时刻观察各种情况,执行加速、制动、转向等操作。
L1级:驾驶员全程处于驾驶状态,时刻观察各种情况,执行加速制动、转向等操作,系统执行辅助功能时,驾驶员可以短暂释放脚踏板或手握方向盘操作。
L2级:驾驶员全程处于驾驶状态,时刻观察各种情况,执行加速、制动、转向灯操作,系统执行辅助功能时,驾驶员可短暂释放脚踏板或手握方向盘操作。
L3级:驾驶员不需要处于驾驶状态,仅仅要求坐在驾驶座位上。系统发出接管请求时,接管用户升级为驾驶员,执行驾驶操作;系统执行自动驾驶功能时,驾驶员可持续放松身体。
L4级:驾驶员不需要处于驾驶状态,也不需要坐在驾驶座位上,可以是远程驾驶员,驾驶员可持续放松身体和大脑,甚至无需驾驶员。通过设置调度员角色,激活自动驾驶系统,不需要进行动态驾驶任务接管。
L5级:驾驶员不需要处于驾驶状态,也不需要坐在驾驶座位上,可以是远程驾驶员,驾驶员可持续放松身体和大脑,甚至无需驾驶员。通过设置调度员角色,激活自动驾驶系统,不需要进行动态驾驶任务接管。
总之,每个分级维度上都存在着相互联系,但也有着本质区别。
LO是完全非自动驾驶,但可以包含一些安全辅助驾驶功能。
L1是区别于完全人工驾驶还是一定程度机器介入驾驶的分水岭。
L2相对于L1而言,可以同时控制车辆纵向和横向两个维度的动态运动,辅助驾驶程度更高。
L3是自动驾驶与人工驾驶的分水岭,L3在一定的动态驾驶范围内,车辆可以自动行走。
L4则比L3更高一级的自动驾驶,允许车辆不搭载控制纵向或横向运动的操纵装置。
L5是完全自动驾驶能力的终极体现。
自动驾驶分级是近十年才产生的新定义,然而,关于自动驾驶汽车的研究,已经有几百年的历史。
自动驾驶百年史回顾
1925年,美国陆军电子工程师Francis P.Houdina搞出来一辆无线遥控汽车,这款车通过无线电遥控,可以实现车辆方向盘、离合器、刹车系统等部件的控制,当时的《纽约时报》报道称,还可以遥控启动发动机、切换档位、按压喇叭,如幽灵之手控制方向盘,是认为是自动驾驶研究的始祖之车。
1933年,美国通用汽车公司展出了世界第一辆自动驾驶概念车,名为Futurama,这是一款通过无线电磁场引导车辆运转的电动汽车,电磁场与买入道路的磁化金属当中产生。然而直到1958年,GM汽车公司才将概念变成现实,实现原因在于通用在这款车的前脸加入了拾波线圈传感器,实现检测嵌入道路的电流,从而操纵车辆是向左还是向右转向。
1977年,日本筑波机械工程实验室基于此前通用汽车的那款自动驾驶汽车进行改进,加入了电脑系统来处理采集到的道路图像,让这款车实现了以30Km/h的速度跟随白色路标自动行驶,但仍旧需要钢轨辅助,类似火车跑动一样。
1984年,美国国防高级研究计划署(DAPRA)与陆军合作,提出自主地面车辆(ALV)计划,研究目的在于让汽车拥有充分的自主权,通过摄像头来测量地形,通过电脑系统计算出导航和行驶路线。
为了加速ALV计划,DARPA在2004-2007年举办了3届DARPA无人驾驶挑战赛。
2004年,DAPRA首次举办240Km的沙漠无人驾驶车辆挑战赛,用100万美元奖金,迅速吸引了当时很多的研究团队竞赛。但遗憾的是,240Km的赛程甚至没有一个车队成功行驶到12Km以外,奖金无人领走。
2005年,DARPA再度发起组织无人驾驶挑战赛,第一名奖金从100万美金升级到了200万美元。果然,这次的挑战赛,史上第一次有五辆无人驾驶汽车通过应用人工智能识别系统,成功穿越路况恶劣的沙漠赛道。最后,是斯坦福团队的Stanley凭借不到7小时的成绩勇夺冠军,拿走200万美元大奖。
这次大奖赛后,各行业掀起了自动驾驶的研究热潮。
2009年,谷歌秘密开发无人驾驶汽车项目,也就是如今全球知名的Waymo。
2013年,通用、福特、奔驰、宝马等大型汽车公司开始研发自己的自动驾驶技术。如2014年的奔驰S级轿车,就增加了半自动的功能,如车道保持、自动紧急刹车等。苹果也在当年搞出造车的Titan Project。
2015年,特斯拉推出了自动驾驶分级为L2级别的autopilot。
2016年,Uber的无人驾驶汽车正式上路测试。同年,通用收购了自动驾驶技术创业公司cruise automation,正式在无人驾驶领域角逐。
2018年,号称首款量产L3级别的自动驾驶系统车型,奥迪A8在美国加州公路上行驶,轰动一时。
自动驾驶当下国内现状
国内以华为问界为领衔的造车新势力,2024年初纷纷推出了能力无限逼近L3级的自动驾驶功能,称之为智能驾驶,如华为ADS 被称全国都能开,小鹏表示开通了243个城市的领航辅助驾驶,蔚来则内测自动驾驶覆盖路线里程超过了100万公里,而几乎所有的造车新势力,旗下车型都优先切入到支持全国高速高架快速路的自动驾驶支持当中,临界点L3级自动驾驶真的快来了。
汽车厂商仍旧需要向L3、L4、L5级驾驶自动化深度研究,才能实现更安全的、鲁棒性更强的自动驾驶功能。但无数车主即将可以享受并正在享受L1-L2级的辅助驾驶服务,一定程度上实现了输入目的地、手扶方向盘的“车坐不开”,半解放对驾车的高度集中注意力,让身体和大脑得以一定程度的放松,这是一个无比精彩的时代。
自动驾驶,未来已来。