自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的多個(gè)級(jí)別介紹

自動(dòng)駕駛是指通過(guò)人工智能、傳感器和其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下自主行駛的能力。自動(dòng)駕駛汽車(chē)依靠人工智能、視覺(jué)計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒(méi)有任何人類(lèi)主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車(chē)輛。2023年，武漢示范區(qū)擁有常態(tài)化運(yùn)行自動(dòng)駕駛車(chē)輛(含自動(dòng)駕駛出租車(chē)和無(wú)人巴士)近500輛，全年自動(dòng)駕駛出行服務(wù)訂單73.2萬(wàn)單，服務(wù)90萬(wàn)人次 [1]。自動(dòng)駕駛是指通過(guò)先進(jìn)技術(shù)，使車(chē)輛能夠在沒(méi)有人類(lèi)干預(yù)的情況下自主完成駕駛?cè)蝿?wù)。該技術(shù)依賴(lài)于多種傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭和雷達(dá)，以實(shí)時(shí)感知周?chē)h(huán)境，并通過(guò)復(fù)雜的算法進(jìn)行決策。

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通常分為多個(gè)級(jí)別，從完全手動(dòng)駕駛到完全自動(dòng)駕駛，最高級(jí)別的自動(dòng)駕駛車(chē)輛能夠在任何情況下自主行駛 [3]。國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程學(xué)會(huì)關(guān)于自動(dòng)化層級(jí)的定義已經(jīng)成為自動(dòng)化/自動(dòng)駕駛車(chē)輛的全球行業(yè)參照標(biāo)準(zhǔn)，用以評(píng)定自動(dòng)駕駛技術(shù)級(jí)別。2021年8月，中國(guó)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布《汽車(chē)駕駛自動(dòng)化分級(jí)》，級(jí)別定義如下：L0：系統(tǒng)會(huì)提供警告，或者是短暫的控制。

駕駛員是車(chē)輛持續(xù)性行為的唯一決策者，需要控制方向盤(pán)，油門(mén)，剎車(chē)等一切控制裝置。典型功能：車(chē)道偏離預(yù)警，自動(dòng)緊急剎車(chē)，,BSD盲點(diǎn)預(yù)警等。L1：系統(tǒng)會(huì)提供橫向(轉(zhuǎn)向)或者縱向(制動(dòng)和加速)的車(chē)輛控制?？梢暂o助駕駛員進(jìn)行橫向或者縱向的駕駛輔助控制。如車(chē)道保持輔助自適應(yīng)巡航控制等。L2：系統(tǒng)可以主動(dòng)保持和前車(chē)距離的同時(shí)，糾正車(chē)輛在車(chē)道內(nèi)的橫向位置，保持在車(chē)道中間行駛。如：車(chē)道居中輔助(LCC)，自動(dòng)輔助駕駛(AP)。L2系統(tǒng)只提供輔助功能，駕駛員需始終對(duì)車(chē)輛的行駛安全負(fù)責(zé)。L3：在一定條件下，系統(tǒng)駕駛權(quán)與責(zé)任全部交給自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。不符合條件時(shí)，系統(tǒng)報(bào)出接管請(qǐng)求，由駕駛員接管車(chē)輛。該等級(jí)下事故責(zé)任可能歸于廠(chǎng)商，然而，當(dāng)系統(tǒng)提示駕駛員接管，但駕駛員未能及時(shí)反應(yīng)導(dǎo)致事故時(shí)，責(zé)任仍可能由駕駛員承擔(dān)。

L4：系統(tǒng)幾乎不需要駕駛員監(jiān)控路面和系統(tǒng)狀況。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)不能滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛條件的工況時(shí)，若駕駛員無(wú)反應(yīng)，可以自動(dòng)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管，系統(tǒng)具備自動(dòng)達(dá)到最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的能力。在該等級(jí)下，無(wú)人駕駛汽車(chē)的事故責(zé)任一般由廠(chǎng)商負(fù)責(zé)。L5：系統(tǒng)在任何可行駛條件下都能完成所有駕駛?cè)蝿?wù) [4]。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)(Autonomous vehicles;Self-driving automobile )又稱(chēng)無(wú)人駕駛汽車(chē)、電腦駕駛汽車(chē)、或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是一種通過(guò)電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的智能汽車(chē)。在20世紀(jì)已有數(shù)十年的歷史，21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實(shí)用化的趨勢(shì)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)依靠人工智能、視覺(jué)計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒(méi)有任何人類(lèi)主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車(chē)輛。 [1]截至2024年8月27日，中國(guó)已累計(jì)發(fā)放自動(dòng)駕駛汽車(chē)測(cè)試號(hào)牌1.6萬(wàn)張，開(kāi)放了公共測(cè)試道路3.2萬(wàn)公里，有力支撐了自動(dòng)駕駛技術(shù)驗(yàn)證和更新迭代。

性能3D霍爾傳感器解決方案，在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)四種測(cè)量模式

出于安全、舒適和能效考慮，通常使用磁傳感器對(duì)汽車(chē)進(jìn)行位置檢測(cè)(包括轉(zhuǎn)向角檢測(cè))，磁傳感器通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)的強(qiáng)度或變化來(lái)確定目標(biāo)的位置或旋轉(zhuǎn)。TDK提供HAL 39xy 3D霍爾傳感器，該傳感器符合ISO 26262自動(dòng)駕駛車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)，具有出色的功能和靈活性。

3D霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量x軸、y軸和z軸的磁場(chǎng)，從而檢測(cè)線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)以及磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。HAL 39xy是唯一一款能在單個(gè)芯片上提供以下四種測(cè)量模式的磁傳感器：1.線(xiàn)性位置，2.旋轉(zhuǎn)角度可達(dá)360°，3.旋轉(zhuǎn)角度可達(dá)180°和4.3D測(cè)量。它不僅具有低功耗的特點(diǎn)，而且支持各種最新的數(shù)字接口*3，包括SENT/PSI5和Short PWM Code (SPC)，并且已被采用在自動(dòng)駕駛汽車(chē)的轉(zhuǎn)向角檢測(cè)系統(tǒng)中。

單個(gè)芯片上的四種測(cè)量模式

傳感器的另一個(gè)主要特點(diǎn)是其補(bǔ)償雜散磁場(chǎng)*4的內(nèi)置功能。隨著汽車(chē)的計(jì)算機(jī)化和電氣化程度越來(lái)越高，來(lái)自各種磁場(chǎng)的干擾已經(jīng)成為一個(gè)日益突出的問(wèn)題，但HAL 39xy用一項(xiàng)革命性的技術(shù)解決了這一難題：為傳感器配備補(bǔ)償功能。

此外，小巧輕便的HAL 39xy有望應(yīng)用于線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角檢測(cè)等解決方案中。目前，線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)，有望應(yīng)用于高級(jí)自動(dòng)駕駛。線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依靠電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，省去了駕駛員控制方向盤(pán)和輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)之間的機(jī)械連接。此外，HAL 39xy還可以用于多種線(xiàn)控系統(tǒng)，從線(xiàn)控制動(dòng)到線(xiàn)控?fù)Q擋。

在當(dāng)前全球技術(shù)革新的浪潮中，自動(dòng)駕駛技術(shù)正迅速成為汽車(chē)行業(yè)的焦點(diǎn)。尤其是進(jìn)入2024年，伴隨各項(xiàng)利好政策的推動(dòng)、端到端等新技術(shù)的應(yīng)用、特斯拉FSD(完全自動(dòng)駕駛)入華消息的催化，自動(dòng)駕駛熱度不斷升溫，2024年也因此被視為自動(dòng)駕駛元年。

市場(chǎng)研究公司富士Chimera研究所發(fā)布的研究報(bào)告預(yù)測(cè)，2024年，L2級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到4513萬(wàn)輛，L3級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到30萬(wàn)輛。

自動(dòng)駕駛領(lǐng)域是人工智能創(chuàng)新的主要方向之一，推動(dòng)人工智能系統(tǒng)處理復(fù)雜且不可預(yù)測(cè)的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。自動(dòng)駕駛行業(yè)的發(fā)展，不僅推動(dòng)了技術(shù)的創(chuàng)新，也為消費(fèi)者帶來(lái)了更加安全、便捷的駕駛體驗(yàn)。

然而，自動(dòng)駕駛從起步到如今的變革性突破，已歷經(jīng)百年歷史，未來(lái)自動(dòng)駕駛將如何發(fā)展?AI大模型和北方工業(yè)大學(xué)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心主任、教授紀(jì)雪洪分別給出了自己的答案。

AI看未來(lái)：自動(dòng)駕駛將為交通帶來(lái)革命性變化

自動(dòng)駕駛行業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)究竟如何?

百度旗下AI大模型文心一言給出了它的預(yù)測(cè)：

自動(dòng)駕駛行業(yè)正步入一個(gè)快速發(fā)展的黃金時(shí)期，其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展現(xiàn)出無(wú)限潛力與廣闊前景。技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)自動(dòng)駕駛行業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力，包括傳感器技術(shù)、人工智能算法、大數(shù)據(jù)處理以及5G通信等領(lǐng)域的突破，將顯著提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的感知、決策與控制能力。

隨著這些技術(shù)的不斷成熟，自動(dòng)駕駛汽車(chē)將實(shí)現(xiàn)從輔助駕駛到完全無(wú)人駕駛的跨越，為交通出行帶來(lái)革命性變化。

在未來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)將廣泛應(yīng)用于智能交通、物流、共享出行等多個(gè)領(lǐng)域，不僅將大幅提升交通效率，減少交通擁堵，還將顯著降低交通事故率，提升出行安全性。同時(shí)，自動(dòng)駕駛技術(shù)與電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)合，將推動(dòng)交通出行向更加環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。

然而，自動(dòng)駕駛行業(yè)的發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)，包括技術(shù)瓶頸、法規(guī)完善、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及社會(huì)接受度等問(wèn)題。

解決這些問(wèn)題需要政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)及社會(huì)各界共同努力，通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、完善法規(guī)體系、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及提升公眾對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的信任度等措施，推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)健康發(fā)展。

此外，隨著全球各國(guó)對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的重視程度不斷提升，國(guó)際合作與交流也將成為推動(dòng)自動(dòng)駕駛行業(yè)發(fā)展的重要力量。通過(guò)加強(qiáng)國(guó)際合作，共同制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，將有助于推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的全球化應(yīng)用與普及。

專(zhuān)家展望：實(shí)現(xiàn)完全無(wú)人駕駛，還需5~10年時(shí)間

NBD：未來(lái)幾年內(nèi)，您認(rèn)為自動(dòng)駕駛行業(yè)將迎來(lái)哪些重要的技術(shù)突破?如何推動(dòng)自動(dòng)駕駛行業(yè)進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段?

紀(jì)雪洪：人工智能的發(fā)展，將對(duì)自動(dòng)駕駛起到重大的推進(jìn)作用。

隨著大模型的發(fā)展，車(chē)輛數(shù)據(jù)收集會(huì)不斷豐富，加上算力技術(shù)的進(jìn)步，能夠推動(dòng)自動(dòng)駕駛走向一個(gè)新的階段。

NBD：特斯拉FSD系統(tǒng)的最新進(jìn)展對(duì)整個(gè)行業(yè)有哪些影響?

紀(jì)雪洪：在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，特斯拉是最早開(kāi)始做的，特斯拉FSD系統(tǒng)的最新進(jìn)展對(duì)行業(yè)具有引領(lǐng)作用，可以讓大家對(duì)自動(dòng)駕駛的信心逐步增強(qiáng)，更好地理解自動(dòng)駕駛的發(fā)展方向。

NBD：未來(lái)，自動(dòng)駕駛將如何重塑交通出行?是否會(huì)催生新的商業(yè)模式和就業(yè)機(jī)會(huì)?

紀(jì)雪洪：自動(dòng)駕駛對(duì)交通出行的影響，最主要的在于它能夠降低事故發(fā)生率，讓人們的出行更加安全。同時(shí)，自動(dòng)駕駛可以解放人類(lèi)的雙手，讓人們能夠更好地掌控自己的時(shí)間。

此外，自動(dòng)駕駛還能催生新的商業(yè)模式和就業(yè)機(jī)會(huì)。例如，共享經(jīng)濟(jì)模式可能會(huì)更加成熟，上游產(chǎn)業(yè)鏈中的傳感器、車(chē)路云協(xié)同等也會(huì)被帶動(dòng)發(fā)展。

NBD：自動(dòng)駕駛的哪些場(chǎng)景最具商業(yè)化潛力?

紀(jì)雪洪：目前來(lái)看，自動(dòng)駕駛技術(shù)會(huì)在一些相對(duì)簡(jiǎn)單的封閉場(chǎng)景中率先得到應(yīng)用，例如礦山、碼頭、封閉的園區(qū)等。實(shí)際上，在這些領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)取得了一定的商業(yè)化效果。未來(lái)，自動(dòng)駕駛會(huì)逐步過(guò)渡到比較簡(jiǎn)單的道路場(chǎng)景，包括物流場(chǎng)景等。不過(guò)，最終要實(shí)現(xiàn)完全的無(wú)人駕駛，可能需要5~10年的時(shí)間。

NBD：未來(lái)中國(guó)自動(dòng)駕駛行業(yè)要實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，需要在哪些方面加強(qiáng)投入和創(chuàng)新?

紀(jì)雪洪：現(xiàn)在中國(guó)處于一個(gè)相對(duì)領(lǐng)先的位置。未來(lái)，需要在算力技術(shù)、軟件的操作系統(tǒng)等領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新突破，加大投入。未來(lái)3~5年，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，我們與美國(guó)的差距會(huì)進(jìn)一步縮小。中國(guó)自動(dòng)駕駛行業(yè)實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先還是非常有可能的。