新·知丨有关自动驾驶分级那些事

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前言

今年6月的世界人工智能大会,特斯拉公司CEO马斯克宣布“特斯拉将在今年年内实现L5级别自动驾驶的基本功能”,而随后出自麻省理工的一份自动驾驶发展报告,却认为全自动驾驶系统将至少需要10年才能落地。

可见我们都知道真正的L5级自动驾驶时代迟早会到来,但什么时候究竟能落地却是谁都无法给出标准答案!智能汽车的发展注定是一个漫长的过程,不仅需要相关技术发展和融合,而且需要制定完善的标准和法规,并通过大量的测试去验证和修改完善。这个过程存在的不确定性的确很多。

然而,非常确定的是,我们对于智能汽车发展的每个阶段努力的方向已经拥有清晰的认知。本期内容,我们就一起针对自动驾驶分级标准,以及每个阶段对单车智能,地图等具体要求做一个梳理。

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自动驾驶分级发展路径

2016年,NHTSA(美国国家公路交通安全管理局)和SAE(美国汽车工程师学会)对无人驾驶发展程度率先给出了分级定义标准,将智能网联汽车的无人驾驶程度由低到高划分为几个层级完全无自动驾驶辅助功能(Level0)特定自动驾驶辅助功能(Level1),部分自动驾驶辅助功能(Level2),有条件自动驾驶(Level3)以及高度自动驾驶(Level4)和无人驾驶(Level5)

结合自身标准制定的自动驾驶等级分类标准,终于在近日“千呼万唤始出来”。据盖世汽车了解,3月9日,工信部在其官网公示了《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准报批稿,拟于2021年1月1日开始实施。据悉,此国家标准报批自2017年启动预研至今历时近3年,十余家国内外企业协助完成标准的起草及修改。

两者的不同点则有三个

其一,SAE标准下将AEB等安全辅助功能和非驾驶自动化功能都放在0级,称为无驾驶自动化,中国版标准则叫做应急辅助,驾驶员能够掌握驾驶权,系统可感知环境,并提供报警、辅助或短暂介入驾驶,作为一个安全的基础分支,和非驾驶自动化功能分开,更加便于理解;其二,中国版标准针对0-2级自动驾驶,规定的是“目标和事件探测与响应”由驾驶员及系统协作完成,而在SAE标准下,L0级至L2级自动驾驶汽车的OEDR(目标和事件检测,以及决策任务)全部由人类驾驶员完成;其三,中国版标准在3级中明确增加对驾驶员接管能力监测和风险减缓策略的要求,明确最低安全要求,减少实际应用的安全风险。

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详解中国自动驾驶分级标准

第一阶段低级驾驶辅助

第一阶段(低级驾驶辅助阶段)是指汽车基本上没有装备任何自动驾驶辅助系统,仅仅安装了一些预警系统,如前向碰撞预警(Forward Collision Warning)、车道保持提醒(Lane KeepWarning)等。汽车低级驾驶辅助系统主要运用车上安装的低成本传感器检测周围环境和车辆,在必要时对驾驶员进行提醒,如前向碰撞预警雷达系统会在行驶过程中实时监测前方,判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度,如果有碰撞危险则会对驾驶员进行警示,本身不会采取任何措施控制车辆加速、制动或转向。

第二阶段高级驾驶辅助

第二阶段(高级驾驶辅助阶段)主要以ADAS(Advanced Driver Assistant System高级辅助驾驶系统)为发展目标和方向,我国国内汽车企业大多处于这一阶段。车联网系统是ADAS信息输出媒介,也是数据上传入口。单车智能的实现形式是感知、决策和执行。感知车的感知通过传感器得以实现,通过摄像头、毫米波雷达、红外线传感器等设备使汽车可以感知图像、距离、夜景等多种功能信息,然后通过算法将图像中的车辆、行人、道路等甄别出来,从而算出与前方障碍物距离、相对速度。决策对分析得到的结果进行综合决策,判断是否应该预警、降低车速等,将潜在危险对驾驶员进行提示或直接通过发动机、制动系统参与提前降速或进行规避等。执行虽然已经通过传感器及一系列简单算法得到了提前预警,但这个阶段的执行除了一些发动机、制动系统提供的驾驶支援外,主要还是通过驾驶员的手、脚进行。这个阶段比较有代表性的一些辅助功能有自适应巡航、自动紧急制动、智能远光大灯等。

第三阶段半自动驾驶

第三阶段(半自动驾驶阶段)是在高级驾驶辅助系统的基础上更进一步,汽车半自动驾驶包含所有的高级辅助驾驶功能,并且技术更加成熟和全面。半自动驾驶系统出了包括自适应巡航控制系统、车道偏离警示系统、紧急制动系统、自动停车系统、公路自动导航装置外,还搭载集成度更高的自适应巡航和全自动泊车系统等。我们看到具备半自动驾驶功能的汽车,除了更高的单车智能要求之外,核心还在于V2X(车辆与外界信息交互)通信功能。

其中的V2V(车辆与其他车辆信息交互)通信技术能够让相邻车辆间互相发送基本的安全信息,诸如位置、速度以及行驶方向等,可以有效减少汽车碰撞,缓解交通拥堵,它是对现有安全装置如车辆碰撞警告报警系统的有效补充。此外,基于V2V理论延伸出的V2P(车辆与行人信息交互)功能,则可以利用随身携带的手机或移动终端发射的信号与汽车进行连接,从而识别行人是否对车辆行驶造成潜在风险,同时还可以通过手机上的软件控制车辆,实现如位置查询、开关空调等远程控制的功能。

第四阶段高级自动驾驶

第四阶段(高级自动驾驶阶段)是指汽车可以在一定的时间内自动控制,接管人类驾驶车辆,但仍需要有驾驶员监控,以便在突发情况下接管汽车操控。随着汽车的自动化性能和可靠性的提高,驾驶控制可以由人逐步过渡到车辆自身,这已成为智能网联汽车的重要发展方向。

在实现真正意义的L5级自动驾驶之前,其实大部分行业内说的自动驾驶都属于这个阶段。

第五阶段全自动驾驶

第五阶段(全自动驾驶或无人驾驶阶段)是指不再需要驾驶员监控,自动驾驶系统可以自主完成所有的驾驶操作,平稳安全地到达目的地;而且在路上的所有车辆均已实现车与车、车与路之间的实时通信,从而保障路上全部的车辆能够做到全自动驾驶/无人驾驶。这是国内外汽车企业、科研机构和科技公司共同努力的终极目标,但目标的实现需要依赖于整个智能交通体系的搭建和相应政策法规的出台。

03
不同阶段需要不同自动驾驶地图

拥有更多元素(如道路坡度、曲率、航向等)的ADAS地图可以在低等级自动驾驶中(Level1-Level2甚至Level2.5)发挥作用,支持实现部分高级辅助驾驶的作用。

而高等级自动驾驶场景(Level3及以上),则需要精度更高(厘米级),要素更多的高精度地图来参与车辆的感知与决策,尤其是对于Level4~Level5级自动驾驶汽车,可以想象自动驾驶车辆在未来会行驶在一个由传感器识别的虚拟城市中,而这个城市恰恰是基于地图构建的,各种传感器感知到的信息都会融合到地图中来,最终参与决策并控制车辆。而自动驾驶的Level4、Level5级一定是强地图模式。

高精度地图也是地图标注在自动驾驶领域布局的核心产品之一,自2013开始在自动驾驶地图领域的技术研究和探索之后;我们于2015年成立智能地图事业部,正式开启面向Level3及以上自动驾驶系统的自动驾驶地图产品化研发与商业化落地工作。

2019年内已经完成了国内全国高速,包括城市快速路的覆盖,总里程达到30万公里以上。并于下半年开始制作更为复杂的城市道路,并逐步进入产品商业化阶段。

可以看出,从长远考虑,高精度地图作为自动驾驶时代的基础设施,将随技术的发展愈加发挥重要的作用。它既可以像普通导航一样辅助车辆进行实时的路径规划,并提供超出传感器视距的道路信息,帮助车辆更快、更高效地到达目的地;又可以在具体场景下参与决策,减轻车辆传感器的负担,甚至在部分传感器失效时,高精度地图丰富的要素信息(如绿化带、路牙、路牌、道路线等),可以成为最后一道安全防线,最大限度地保证行车安全。

结语

今年年初,11个部委正式发布的《智能汽车的创新发展战略》中提出到2025年,中国标准的智能汽车的体系基本形成,实现有条件自动驾驶L3的智能汽车达到规模化的生产,实现高度自动驾驶L4的智能汽车在特定环境下的市场化的应用。2035到2050年,中国标准智能汽车体系全面建成。

随着政策的逐步落实,技术也在不断突破。除了高精度地图之外,地图标注围绕自动驾驶系统中的规划控制、环境感知、融合定位、地图引擎、自主泊车、仿真测试、实时交通信息、大数据服务等多个核心技术方向都进行了大量的人员、资金投入,现在也已经研发出如MapECU、融合定位解决方案、高精度定位等多种能够为企业带来利润回报的高科技产品,并且开始逐渐具备反哺能力。

智能汽车的风口已来,随着我国政策和技术的不断落实,可见自动驾驶离我们并不是想象中那么遥远。我们相信,未来也会有机会和越来越多的行业伙伴一起,通过突破与创新,一起为业界的“中国制造”注入新的力量!

如何把自己的门店或公司标注到地图里面。其实很简单:



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