CES2017正在美國拉斯維加斯舉行，自動駕駛技術無疑成為了各大汽車和科技巨頭爭先搶奪的焦點。關于自動駕駛你了解多少？本文將詳解不同分級自動駕駛技術的意義。

自動駕駛系統需要進行分級，從細節上去考慮，目前美國已形成了統一，以SAE International關于自動化層級的定義為準，如下：

L0 ：駕駛員完全掌控車輛；

L1 ：自動系統有時能夠輔助駕駛員完成某些駕駛任務；

L2 ：自動系統能夠完成某些駕駛任務，但駕駛員需要監控駕駛環境，完成剩余部分，同時保證出現問題，隨時進行接管。在這個層級，自動系統的錯誤感知和判斷有駕駛員隨時糾正，大多數車企都能提供這個系統。L2可以通過速度和環境分割成不同的使用場景，如環路低速堵車、高速路上的快速行車和駕駛員在車內的自動泊車；

L3 ：自動系統既能完成某些駕駛任務，也能在某些情況下監控駕駛環境，但駕駛員必須準備好重新取得駕駛控制權（自動系統發出請求時）。所以在該層級下，駕駛者仍無法進行睡覺或者深度的休息。在L2完成以后，車企的研究領域是從這里延伸的。由于L3的特殊性，目前看到比較有意義的部署是在高速L2上面做升級；

L4 ：自動系統在某些環境和特定條件下，能夠完成駕駛任務并監控駕駛環境；L4的部署，目前來看多數是基于城市的使用，可以是全自動的代客泊車，也可以是直接結合打車服務來做。這個階段下，在自動駕駛可以運行的范圍內，駕駛相關的所有任務和駕乘人已經沒關系了，感知外界責任全在自動駕駛系統，這里就存在著不同的設計和部署思路了；

L5 ：自動系統在所有條件下都能完成的所有駕駛任務。

我們所說的自動駕駛系統，通常是在3～5層級，隨著層級的提高，對系統的要求也隨之提高。由于目前自動駕駛的分級，特別是L3和L4處在還沒有大規模應用在實際生活之中，我們對待這個需求就存在著一些認知上的爭議。

分類方法：以DDT、DDT的任務支援和設計運行范圍來區分；

動態駕駛任務（DDT）：是指在道路上駕駛車輛需要做的操作和決策類的行為；

車輛執行：包括通過方向盤來對車輛進行橫向運動操作 、通過加速和減速來控制車輛；

感知和判斷（OEDR）：對車輛縱向運動方向操作、通過對物體和事件檢測、認知歸類和后續響應，達到對車輛周圍環境的監測和執行對應操作、車輛運動的計劃還有對外信息的傳遞。

動態駕駛任務支援（DDT Fallback）：自動駕駛在設計時候，需要考慮系統性的失效（導致系統不工作的故障）發生或者出現超過系統原有的運行設計范圍之外的情況，當這兩者發生的時候，需給出最小化風險的解決路徑。

設計運行范圍（ODD）就是一組參數，把我們知道的天氣環境、道路情況（直路、彎路的半徑）、車速、車流量等信息作出測定，以確保系統的能力在安全的環境之內。

圖1 設計適用范圍的對比

L2 組合駕駛

駕駛員和汽車來分享控制權，系統同時具有縱向和側向的自動控制，且具備兩項以上。在整個開啟的過程中，駕駛員可以不操作方向盤、油門和剎車（放棄主要控制權），但需要觀察周圍情況，并提供安全操 作 。

駕駛員必須隨時待命，在系統退出和系統出錯的情況下隨時接上。

自動駕駛系統：我們從控制和感知進行分解

對執行器的要求可以看出來，是需要對縱向的動力總成和剎車系統，橫向的轉向系統進行融合控制。

圖2 L2的工作方式

解析L2的感知需求，是需要把整個場景考慮清楚

低速自動泊車場景：感知車位、行人、車輛

低速環路堵車輔助場景：識別車輛、摩托車、車道線

高速封閉道路場景：識別車輛、車道線

我們在現實中看到的L2系統，既有單個攝像頭實現的TJA，也有很多差異化設計。這里由于有著駕駛員隨時監控環境這條要求區分，車企可以選擇做得少也可以選擇做的多一些，因為不管是感知還是駕駛決策，完全依照車企對L2自動駕駛的需求不同來調整。

既有拿一個LRR、5個SRR、2個Camera來做的，也有拿單攝像頭來進行處理的低成本方案。

既可以僅靠車道識別來進行車輛居中保持，也可以依靠高精度定位和高速道路地圖來實現車道的匹配和居中，提高橫向控制特性。

這里的核心區別，就是對以下的內容進行限制：

對不同的道路、基礎設施的可容忍性

車速的運行范圍

對感知錯誤（誤識別率）的容忍性

對自動駕駛系統在不同流量環境下的改進可行性，往L3進化可能性

對車主的使用的判研以評估綜合風險性

我們在把這些拿出來討論的時候，其實是可以考慮做一份工程的規范，然后根據各個車企的配置情況來進行測試和對標的。所以總的來說，這個L2是所有車企在積累和提高特性的必爭之地。

L3 有限度的自動駕駛

在某些環境允許的條件下，駕駛員可以完全放棄操控，交給自動化系統進行操控。如果系統出現問題，是不能完全自主進入安全狀態的，需要駕駛人員來接管，但這個時間一般較短。雖然這個看上去不大實用，但是確實是德國三家豪車企業目前在自身系統演進過程中比較看重的點。這些發表的研究性的配置，都是基于L2的演進來考慮的。

沒了駕駛員的確認，整個感知的要求高了很多：

準確度要求高了，不能出錯，這里一定有融合對比；

感知范圍距離要求高了，需要給自動駕駛決策時間；

對環境耐受性要求高，突然下冰雹和暴雨也需要時間來切換；

即使系統發生錯誤的時候，整個轉換的退出還需要時間；

感知系統要有冗余性要求，既有融合情況，也有單個感知單元失效診斷之后fail-operational的要求，也要獨立能運行。

圖3 L3的系統情況

因為L3沒有進入產品化，所以這些研究階段的配置可能會進一步進行調整，可以看出，L3階段是之前L2頂級配置性能上面再進行演化。由于在運行中失去了駕駛員的監控，任何運行中的感知錯誤都是不能接受的（沒看到車就會產生錯誤決策，就會出現問題）。

L4 全自動駕駛

在福特明確提出要做L4的自動駕駛和自動駕駛服務之前，沒有哪個車企這么敢來做，因為這里一旦啟動，已經對駕駛者沒有要求。在之前看到的更多的，還是基于機場小型低速擺渡車、市區低速巴士之類的有限制的運行。

系統100%負責感知的準確性

系統100%要在設定的范圍內完成所有駕駛員要做的事情，沒有后備

系統在自身出問題和外界環境變化的時候，要考慮冗余的策略，保證車內和車外安全

自身感知、處理和執行段的所有故障診斷

自身感知、處理和執行段的Fail-Operational

圖4 L4的運行情況

現階段，L4的設計考慮還配置個安全駕駛員，這里的情況比較微妙，先做性能，再做冗余，下個階段就完全考慮實現L4，到了這里就不打折扣了。

本文摘自汽車工程師朱玉龍文章