隨之智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的不斷發(fā)展，面向自動駕駛實用化的開發(fā)在全世界范圍正在加速進行。自動駕駛相關(guān)的法律法規(guī)也逐步開始同步起草、發(fā)布、推行。無論從技術(shù)層面還是從法律法規(guī)層面，預(yù)計未來幾年自動駕駛技術(shù)將在世界各國給人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

截至目前已經(jīng)得到應(yīng)用的自動駕駛技術(shù)，其大部分相當(dāng)于等級Ｌ4。這個等級狀態(tài)其實屬于高度駕駛自動化水平，而還不是完全自動駕駛狀態(tài)。那么，完全自動駕駛是什么樣的呢，距離我們生活還有多遠。

在這篇文章中，對完全自動駕駛的狀態(tài)定義及其相關(guān)情況進行介紹。

作者：北斗（10年智能座艙及導(dǎo)航娛樂系統(tǒng)開發(fā)管理經(jīng)驗、3年自動駕駛產(chǎn)品化經(jīng)驗、5年自動駕駛模擬仿真測試環(huán)境構(gòu)建經(jīng)驗）

出品：汽車測試網(wǎng)

■自動駕駛等級定義概要

L3以上屬于自動駕駛

根據(jù)美國汽車技術(shù)會（SAE）制定的標(biāo)準(zhǔn)，自動駕駛等級分為L0～L5。L0為無自動駕駛，有部分應(yīng)急輔助，L1為駕駛員輔助，L2為半自動駕駛，L3是有條件的自動駕駛，L4是高度自動駕駛，L5則為全自動駕駛。

等級L1～L2不是自動駕駛，而是定位于高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS），等級L3相當(dāng)于自動駕駛的最低等級。圖1  SAE自動駕駛分級示意圖

等級L3是在一定的運行設(shè)計域（ODD）中，自動駕駛系統(tǒng)承擔(dān)全部駕駛控制。但即使在ODD內(nèi)，如果系統(tǒng)提出駕駛交接請求（Take Over Request），則駕駛員也必須手動交接駕駛操作。也可以說是最初期階段的自動駕駛技術(shù)。

因此，等級L3的高度自動駕駛的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仍然需配備駕駛員，也就是說駕駛員可以將手脫離方向盤，不必再有時長限制，只需在必要時接管車輛即可，但前提是必須得有駕駛員。當(dāng)然也有遠程操作型的等級L3自動駕駛方案，存在車內(nèi)在無人的狀態(tài)下行駛的情況，但在這種情況下，位于遠程地的操作員或者安全員就被視為了駕駛員。

另外，ODD是基于行駛區(qū)域、道路類別、道路基礎(chǔ)設(shè)施、行駛速度、天氣環(huán)境等各種條件，由開發(fā)經(jīng)營者針對每個自動駕駛系統(tǒng)設(shè)定的。例如，“在晴朗的天氣下，自動駕駛汽車專用道路上，可以以時速60公里/小時以下的速度行駛的情況”。

L4 自動駕駛實現(xiàn)無人化

當(dāng)自動駕駛進化到等級L4時，在一定的ODD內(nèi)，原則上自動駕駛系統(tǒng)承擔(dān)全部的駕駛控制。由于駕駛員不再需要介入，所以僅限于ODD內(nèi)的行駛，可以實現(xiàn)無人駕駛的車輛行駛狀態(tài)。在發(fā)生預(yù)想之外場景時，雖然也會存在手動介入的情況，但基本上自動駕駛系統(tǒng)在基于環(huán)境感知，可以自主行駛到安全的地方，并可以完成車輛起步、停止等駕駛操作。

目前正試行中的自動駕駛公共出行服務(wù)以及物流配送服務(wù)，大多以等級L4為目標(biāo)，致力于穩(wěn)固和提升像巴士路線一樣的規(guī)定路線，或者像出租車一樣的特定區(qū)域內(nèi)的無人行駛的技術(shù)。等級L4自動駕駛的主要應(yīng)用場景，是無人通勤用車輛和無人出租車的運營車輛，而并非是通常大家可以購買到的私家車。

圖2  自動駕駛出租車

L5沒有任何限制的完全自動駕駛

那么，等級L4進化到等級L5的話又會怎么樣呢。完全自動駕駛的等級L5，應(yīng)該實現(xiàn)不受ODD限制的條件下，在任何狀況下都能夠依靠自動駕駛系統(tǒng)完成完全自主行駛。也就是說，自動駕駛系統(tǒng)應(yīng)持續(xù)且無限制地自主執(zhí)行所有的動態(tài)駕駛車輛的任務(wù)，包括駕駛困難度高的場景。即便持續(xù)處在駕駛困難度高的場景時，也不期待車輛乘車人員響應(yīng)介入。所謂“持續(xù)且無限制”，意味著不受ODD的影響，要求即使在駕駛動作持續(xù)陷入困難時，也不依賴乘車人員手動介入而進行脫困。

圖3  自動駕駛將實現(xiàn)解放駕駛員雙手

無論是高速路，還是在一般城市道路，只要是手動駕駛車可以行駛的道路，即使行人走在道路旁邊，等級L5自動駕駛車輛也應(yīng)能很好地應(yīng)對。在一些惡劣的天氣情況下，自動駕駛車輛可以使用感知傳感器，在滿足各道路的限速的前提下，完成安全行駛。如果車輛燃料或者電池電量需要補給的情況下，自動進行路線規(guī)劃，駛往附近加油站或充電站。

等級L5自動駕駛需要實現(xiàn)手動駕駛能夠?qū)崿F(xiàn)的所有駕駛場景。由于暴雨、暴雪、地震、周圍發(fā)生交通事故等情況的影響，發(fā)生自主行駛困難的情況下，系統(tǒng)可以控制車輛暫時退避到安全的地方，等待自主行駛條件恢復(fù)具備后，再次進行自主行駛。

另外，在信號機發(fā)生故障、警察指揮行駛的特殊情況下，也能夠正確地識別并遵從指揮命令行駛。所以系統(tǒng)需要具備極致靈活應(yīng)對各種場合的“完全自動駕駛”能力。其實這是自動駕駛開發(fā)的真正目的，也可以說是完全自動駕駛應(yīng)該達到的終極目標(biāo)。

■實現(xiàn)完全自動駕駛面臨的問題

傳感器和AI技術(shù)需要進一步提高

為了實現(xiàn)完全自動駕駛，首先感知用的傳感器性能和AI（人工智能）技術(shù)、計算機科學(xué)的進一步提升是必不可少的。在自動駕駛系統(tǒng)中，LiDAR、攝像頭、毫米波雷達等各種傳感器發(fā)揮著各自的優(yōu)點，同時通過傳感器融合也彌補了各自的缺點，共同發(fā)揮了系統(tǒng)“眼睛”的作用。

在完全自動駕駛中，各種傳感器應(yīng)盡量減小車輛行駛速度和外部天氣環(huán)境等對車輛行駛的影響，以更高精度感知出各種類型目標(biāo)的狀態(tài)。同時，AI和計算機需要分辨出在什么位置出現(xiàn)了什么類型的目標(biāo)，預(yù)測目標(biāo)下一步會做出怎樣的動作，并瞬間做出決策判斷。

另外，還有一些更復(fù)雜、更有意思的場景，需要自動駕駛進行判斷決策。例如在交通信號燈正常工作的十字路口，有位穿著像交通警察的人正在使用手勢指揮交通，發(fā)出引導(dǎo)車輛指示的情況下，要求自動駕駛車輛做出正確的判斷。這種情況一般來說，交警的手勢指揮命令優(yōu)先，但這種場景下，還要求自動駕駛系統(tǒng)要先判斷這位“穿著像交通警察的人”是否真的是交通警察。這種相對混亂的情況下，即便是人類司機也必須靈活迅速地做出相應(yīng)的決斷。

圖4  自動駕駛需優(yōu)先服從交警指揮

所以，只有無限的追求并優(yōu)化系統(tǒng)感知能力、決斷能力、執(zhí)行能力，實現(xiàn)與人類同等，甚至高于人類的能力，才能實現(xiàn)完全自動駕駛。

完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 提高系統(tǒng)安全性

為了避免安全問題發(fā)生，還需要不斷優(yōu)化擴大感知傳感器和AI能夠覆蓋到的范圍。例如，十字路口中的盲區(qū)，影響傳感器性能的極端惡劣天氣等。針對樓宇間狹窄道路的盲區(qū)，可以通過設(shè)置在道路側(cè)十字路口附近的感知傳感器進行數(shù)據(jù)采集，并通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞焦蚕砻^(qū)內(nèi)狀態(tài)信息，以應(yīng)對未預(yù)料到的情況。

圖5  自動駕駛需更多基礎(chǔ)設(shè)施支撐

路側(cè)感知硬件產(chǎn)品包括攝像頭、毫米波雷達、雷視一體機、激光雷達等。攝像頭應(yīng)用最多，市場和技術(shù)發(fā)展最為成熟。毫米波雷達在應(yīng)用價值得到驗證之后也逐漸成為信控系統(tǒng)的標(biāo)配，在車路協(xié)同、智慧高速中的應(yīng)用越來越多。

諸如此類路側(cè)感知技術(shù)的實現(xiàn)，可以完成道路基礎(chǔ)設(shè)施信息和車端信息的整合，促使路側(cè)設(shè)備與車端設(shè)備相互協(xié)作。不僅僅停留在5G通信，傳輸速率更高，延遲更低，通信性能更穩(wěn)定的通信技術(shù)也逐步成為了完全自動駕駛的必備基礎(chǔ)。

3D高精度地圖需實現(xiàn)全范圍覆蓋

作為信息基礎(chǔ)設(shè)施被重視的是3D高精度地圖和動態(tài)地圖?，F(xiàn)在3D高精度地圖正在進等級L3和等級L4的大量實際應(yīng)用，主要是以3D高精度地圖為基礎(chǔ)，進行本車位置的推定和規(guī)劃。

 圖6  自動駕駛需優(yōu)先服從交警指揮

雖然也有推進優(yōu)先AI、不依賴3D高精度地圖的自動駕駛系統(tǒng)開發(fā)的動向，但在補充數(shù)據(jù)信息、降低AI計算負擔(dān)的角度上，3D高精度地圖對此無疑是非常有幫助的。而高精度地圖的主要問題是地圖數(shù)據(jù)的整備和更新。為了能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動駕駛的實際應(yīng)用， 3D高精度地圖必須覆蓋所有的道路。并且為了確保地圖數(shù)據(jù)的鮮度，還必須進行定期的數(shù)據(jù)更新。地圖數(shù)據(jù)相關(guān)的工作量無疑是巨大的。

安全的高度化和法律法規(guī)

深圳市人大常委會網(wǎng)站發(fā)布《深圳經(jīng)濟特區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理條例》（以下簡稱《條例》）經(jīng)深圳市第七屆人民代表大會常務(wù)委員會第十次會議于2022年6月23日通過，自2022年8月1日起施行。這是國內(nèi)首部關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理的法規(guī)，當(dāng)前熱門的無人駕駛、自動駕駛、高級輔助駕駛等技術(shù)上路行駛將真正實現(xiàn)有法可依，對于后續(xù)相關(guān)技術(shù)的商業(yè)化落地，以及其他城市甚至國家層面制定相關(guān)政策法規(guī)都將起到積極的借鑒意義。

隨之技術(shù)的迅猛發(fā)展，法律法規(guī)應(yīng)該緊隨技術(shù)的發(fā)展而更新，不應(yīng)該成為技術(shù)發(fā)展的絆腳石。對于自動駕駛這一快速發(fā)展的新興事物，確實存在著大量的隱患和未知，但也正因如此才更應(yīng)積極的推動立法，讓技術(shù)發(fā)展有法可依，形成更加良性的循環(huán)。

■實現(xiàn)完全自動駕駛的時間

今年7月，特斯拉首席執(zhí)行官（CEO）埃隆·馬斯克(Elon Musk)以視頻的方式在“2023世界人工智能大會”上宣布，特斯拉的自動技術(shù)已經(jīng)非常接近完全自動駕駛的目標(biāo)，并可能在今年晚些時候具備L4或L5級的完全自動駕駛能力。同時，馬斯克也強調(diào)，特斯拉非常樂意將自動駕駛技術(shù)授權(quán)給其他汽車制造商。

除了特斯拉以外，對于完全自動駕駛的實現(xiàn)時期，以2030年作為目標(biāo)的開發(fā)商和各國政府也有很多，但截至目前尚無其他明確的統(tǒng)計根據(jù)。

■【總結(jié)】實現(xiàn)L5級完全自動駕駛技術(shù)突破是必不可少的

從上述內(nèi)部不難看出，雖然理論上等級L5自動駕駛是等級L4自動駕駛的進一步功能性能層面的升級，但為了實現(xiàn)全面自動駕駛，全面的創(chuàng)新和技術(shù)突破是不可或缺的。與深度學(xué)習(xí)使AI開發(fā)變得炙手可熱一樣，某一領(lǐng)域的技術(shù)突破可能會突然到來。隨著AI技術(shù)的爆炸性進化，超越人類智能的“技術(shù)特異點”預(yù)計將在2045年到來，AI今后也將持續(xù)優(yōu)化。相信L5級完全自動駕駛終將有一天會實現(xiàn)，期待自動駕駛技術(shù)進一步加速開發(fā)。