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驱动未来--解读自动驾驶汽车的级别

Written by test | Feb 7, 2025 8:23:45 AM

自动驾驶正在改变交通方式,使道路更安全,交通更智能。SAE J3016 框架定义了从驾驶辅助功能到完全自动驾驶能力的 6 个自动驾驶级别。本指南探讨了每个级别、其主要特点以及自动驾驶汽车的未来之路

道路安全是汽车行业每个人的共同责任。从汽车制造商、技术开发人员到政策制定者,每一个利益相关者都在减少事故和提高道路安全方面发挥着至关重要的作用。

The Society of Automotive Engineers (SAE), a professional association with over 128,000 engineers and technical experts in mobility engineering, together with the International Organization for Standardization (ISO TC204/WG14), have developed a framework for vehicle automation, known as SAE J3016, which has been adopted by automakers globally. This framework defines six levels of automation for cars, ranging from level 0 (No Driving Automation) to level 5 (Full Automation), which transitions from "driver assistance features" to "automated driving features".

随着实现完全自动驾驶的进程不断推进,了解这些级别有助于理解自动驾驶汽车带来的技术、法律和社会转变。我们将深入探讨自动驾驶的各个级别,并举例说明每种类型自动驾驶的独特特征。

自动化程度

Level 0 - No Automation

Level 1 - Driver Assistance

Level 2 - Partial Automation

Level 3 - Conditional Automation

Level 4 - High Automation

Level 5 - Full Automation

自动化驾驶的主要特点

0 级 - 无自动化驾驶

0 级自动驾驶指的是没有自动驾驶功能的汽车。在这一级别中,人类驾驶员在任何时候都要完全负责控制车辆,但汽车可能具有有限的驾驶辅助功能,如警告或瞬间干预功能,这些功能不具备持续的自动化功能。例如,具有自动紧急制动功能的汽车可能会瞬间干预以防止撞车,但由于驾驶员仍需管理所有其他驾驶任务,因此仍属于 0 级汽车。

SAE 0 级的主要特点:

  • 没有持续的自动化:驾驶员必须完成所有驾驶任务,包括转向、制动、加速和监控环境。

  • 警告和提示:驾驶员必须时刻保持警惕,但车辆也可以发出警告来帮助驾驶员,例如

    • 前方碰撞警告

    • 车道偏离警告

    • 盲点警告

  • 有限的驾驶员辅助功能 - 某些 0 级车辆可能有瞬间干预系统,例如:

    • 自动紧急制动(AEB)

    • 自适应巡航控制系统 (ACC),如果它提供瞬间干预功能

1 级 - 驾驶辅助

1 级自动驾驶指的是具有单一自动驾驶功能的车辆,该功能可辅助转向或加速/制动,但不能同时辅助转向或加速/制动(同时具有巡航控制和车道保持功能的汽车将被视为 2 级自动驾驶,因为转向和速度控制两项功能同时工作)。在 1 级车辆中,人类驾驶员仍需保持完全参与并负责监控环境。

SAE 1 级的主要特点:

  • 单一自动功能 - 转向辅助(如车道保持辅助)或加速/制动辅助(如自适应巡航控制系统),但不能同时使用两种功能。

  • 驾驶员必须保持控制 - 系统不能取代驾驶员,但可以为其提供支持。驾驶员必须做好随时完全控制的准备。

  • 没有完全自动化 - 驾驶员负责监控驾驶环境和处理复杂的驾驶决策。

第 2 级 - 部分自动化

2 级自动驾驶指的是在某些条件下,例如在缓慢行驶的高速公路上,可以同时控制转向和加速/制动的汽车。具有 2 级自动驾驶功能的汽车仍不能实现自动驾驶--人类驾驶员必须时刻做好准备,在必要时立即接管汽车。

SAE 2 级的主要特点:

  • 转向和加速/制动同时自动化 - 与 1 级不同的是,1 级只能同时自动化一项功能,而 2 级则可以同时处理两项功能。

  • 需要驾驶员监督 - 系统不监控环境;人类驾驶员必须保持参与并随时准备干预。

  • 有限的运行条件 - 2 级系统通常只能在标线清晰的公路或特定的道路条件下运行,这可能包括

    • 带车道居中功能的高级自适应巡航控制系统 - 汽车可自动调整车速并保持车道位置,但驾驶员必须保持警惕。

    • Tesla Autopilot (Basic Version) – Helps steer, accelerate, and brake on highways but requires hands on the wheel.

    • Chevrolet Super Cruise (Hands-Free, but Eyes-On System) – Allows hands-free driving in certain mapped areas but requires driver attention.

第 3 级--有条件自动驾驶

3 级自动驾驶是第一个阶段,在这一阶段,车辆可以在特定条件下执行所有驾驶任务,不需要驾驶员的持续监督。不过,驾驶员必须在系统要求时随时准备接管。与第 2 级不同的是,第 3 级允许驾驶员脱离主动监控,但系统还不是完全自主的,因为它仍然需要一个后备人类驾驶员。

SAE 3 级的主要特点:

  • 特定条件下的自动驾驶--车辆可完全控制转向、加速、制动,并在其运行设计域(ODD)内做出驾驶决策,例如在高速公路上或交通拥堵时。

    • Honda Sensing Elite – Features a "Traffic Jam Pilot" that takes full control in stop-and-go highway traffic.

    • Mercedes-Benz Drive Pilot – Allows hands-off driving in heavy traffic at speeds up to 40 mph (65 km/h) on mapped highways.

  • 无需对驾驶员进行持续监督 - 与第 2 级不同,驾驶员可以将注意力从道路上转移开(例如观看视频或阅读),但必须随时准备在提示时进行控制。

  • 系统在必要时请求驾驶员介入 - 如果情况超出了系统的能力范围(如恶劣天气、施工区域),系统将通知驾驶员接管。

第 4 级--高度自动化驾驶

根据 SAE J3016 标准,4 级自动驾驶意味着车辆可以在规定的操作范围内(如特定道路、城市或天气条件)执行所有驾驶任务,无需人工干预。如果系统遇到无法处理的情况,它不需要驾驶员来接管,而是会自行安全停车或调整路线,因此这些车辆可能有也可能没有方向盘或踏板。

SAE 4 级的主要特点:

  • 无需人工干预 - 不需要驾驶员作为后备,这意味着车辆可以独立处理紧急情况和系统故障。

  • 特定城市区域的全自动驾驶 - 车辆可在无需人工输入的情况下运行,但只能在预先设定的条件下运行,例如已绘制的城市区域或专用自动驾驶区

    • Waymo fully self-driving taxis operate in designated areas of Phoenix, Las Angeles and San Francisco, requiring no driver inside.

  • 地理围栏运行--4 级车辆仅限于在某些地点或条件下运行,如基础设施完善的城市街道。

    • Navya self-driving shuttle buses operated within the geofenced areas like university campuses and airports •

  • 可能有也可能没有手动控制装置--有些 4 级车辆选择去掉方向盘和踏板 o

    • Xoox robotaxis, which operate in a geofenced area in Las Vegas (including the strip and surrounding areas), have no driver, steering wheel, or pedals

第 5 级 - 全自动驾驶

虽然 5 级仍是一个长期目标,但人工智能和传感器技术的进步正在推动全自动驾驶汽车的发展。根据美国汽车工程师学会(SAE)的规定,这是自动驾驶的最高级别,意味着车辆在任何情况下都能完全自动驾驶,任何时候都无需人工干预。与只能在特定环境中运行的第 4 级不同,第 5 级车辆可以在人类驾驶员可以到达的任何地方运行--高速公路、城市街道、乡村道路和所有天气条件下。

SAE 5 级的主要特点:

  • 无需驾驶员--在任何情况下,任何地方,车辆运行都无需人工输入。

  • 无需方向盘或踏板 - 由于不需要人为控制,第 5 级车辆在设计时可以不使用传统的驾驶控制装置。

  • 适用于所有环境--与 4 级的地理围栏不同,5 级车辆可以在任何道路和任何交通状况下行驶。

  • 没有人类驾驶员的后备系统 - 系统必须能够处理所有驾驶情况,包括紧急情况。

5 级自动驾驶汽车尚未投入商用,但一些公司在 5 级概念车方面取得了令人瞩目的进展,例如

  • Audi AI:CON - Encapsulates a concept of fully autonomous mobility, the Audi AI:CON has created a ‘third living space’ where the car is capable of interacting not only with its surroundings, but also its occupants. For example, the vehicle can suggest ordering food from the occupant's favorite restaurant before driving itself there for food collection.

  • Volvo 360c - A futuristic sleeping pod on wheels that envisions a world where people use self-driving cars instead of airplanes for short-distance travel.

  • Volkswagen Sedric - designed, developed, and constructed by Volkswagen Group's Future Center, Sedric is fitted with two comfy sofa-style seats that face each other, and was designed to drive children to school, drop their parents at the office, and then look independently for a parking space.