一文讀懂自動(dòng)駕駛的六級(jí)分類體系

為了更好地區(qū)分不同層級(jí)的自動(dòng)駕駛技術(shù)，國際汽車工程師學(xué)會(huì)（SAEInternational）于2014年發(fā)布了自動(dòng)駕駛的六級(jí)分類體系，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）原本有自己的一套分類體系，但在2016年9月轉(zhuǎn)為使用SAE的分類標(biāo)準(zhǔn)。今天絕大多數(shù)主流自動(dòng)駕駛研究者已將SAE標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作通行的分類原則。

SAE標(biāo)準(zhǔn)將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為0級(jí)、1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)，共六個(gè)級(jí)別。

0級(jí)自動(dòng)駕駛?cè)祟愸{駛員負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)的所有環(huán)節(jié)。動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)是指控制車輛所采取的行為，可能有些系統(tǒng)會(huì)為司機(jī)提供幫助，如自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，甚至在特定情況下進(jìn)行干預(yù)。但是，由于這些系統(tǒng)沒有持續(xù)參與完成動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，因此它們還不能稱為自動(dòng)化系統(tǒng)。

現(xiàn)在路上我們已經(jīng)很少能看到0級(jí)的汽車了，因?yàn)?級(jí)意味著連ABS防抱死這種最基本的安全配置都沒有。

1級(jí)自動(dòng)駕駛是輔助駕駛系統(tǒng)，能持續(xù)提供轉(zhuǎn)向或加速和制動(dòng)控制，但只在限制條件和特定情況下提供。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)被認(rèn)為屬于1級(jí)自動(dòng)駕駛：該系統(tǒng)可控制加速和制動(dòng)，從而使汽車在公路上與前方車輛保持一定距離，但人類駕駛員仍然需要負(fù)責(zé)駕駛中的所有其他方面。

生活中1級(jí)是我們最常見的，比如最基本的ABS，以及在ABS基礎(chǔ)上升級(jí)而來的ESP，還有高速路段常用的定速巡航、ACC自適應(yīng)巡航功能及LKA車道保持輔助，或多或少都是屬于SAE規(guī)定的1級(jí)。

2級(jí)自動(dòng)駕駛也是輔助駕駛系統(tǒng)，但既提供轉(zhuǎn)向，也提供加速和制動(dòng)控制，同樣是在限制條件下提供。由于人類駕駛員需要定時(shí)干預(yù)，該級(jí)別的自動(dòng)駕駛程度仍然不高。2級(jí)和1級(jí)最明顯的區(qū)別是系統(tǒng)能否同時(shí)在車輛橫向和縱向上進(jìn)行控制。

1級(jí)——2級(jí)的難點(diǎn)

單獨(dú)的橫向控制（車道保持）或縱向控制（ACC等）技術(shù)已經(jīng)十分成熟，那么兩者同時(shí)控制時(shí)，如何將舒適性做到最優(yōu)，是該級(jí)別遇到的挑戰(zhàn)。

2級(jí)別不具備較高級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能，需要駕駛員實(shí)時(shí)監(jiān)控并做好接管的準(zhǔn)備。如何友好的和恰當(dāng)?shù)慕换シ绞酵ㄖ{駛員接管車輛，而不影響到駕駛員的心情，是該級(jí)別另一挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在能達(dá)到2級(jí)的車型已經(jīng)很多了，各大品牌的中高端車型，例如JEEP自由光、沃爾沃等等，當(dāng)然也包括大名鼎鼎的Tesla，因?yàn)?級(jí)并沒那么神奇。

3級(jí)自動(dòng)駕駛是真正開始進(jìn)入實(shí)際自動(dòng)駕駛的級(jí)別。該級(jí)別的自動(dòng)駕駛是“有條件的自動(dòng)駕駛”，這意味著只有在一定條件下自動(dòng)駕駛系統(tǒng)才能運(yùn)行。但一旦開始運(yùn)行，汽車就完全自動(dòng)駕駛。目前，奧迪A8L就屬于3級(jí)自動(dòng)駕駛。

3級(jí)與2級(jí)自動(dòng)駕駛的差異在于自動(dòng)駕駛的程度：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，人類駕駛員通常無需進(jìn)行干預(yù)，但仍需在一定程度上保持警惕，以在系統(tǒng)提示需要人類接管時(shí)介入，這對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)來說是一個(gè)很大的跨越。

2級(jí)——3級(jí)“從無到有”的挑戰(zhàn)

特斯拉曾因?yàn)?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/117/" target="_blank">傳感器的硬件缺陷，導(dǎo)致車輛與卡車相撞，當(dāng)時(shí)Auto Pilot 1.0的硬件配置很難處理特殊路況，比如交叉路口。正是因?yàn)閭鞲衅鞲兄毕葸@種因素的存在，整車廠做自動(dòng)駕駛時(shí)就顯得尤為保守，要么增加傳感器以加強(qiáng)感知能力，比如全新奧迪A8加的四線激光雷達(dá)；要么就通過監(jiān)視駕駛員的面部狀態(tài)，確保駕駛員實(shí)時(shí)觀測著前方路況，比如凱迪拉克CT6。

4級(jí)自動(dòng)駕駛屬于高度自動(dòng)駕駛。一般來說，我們使用4級(jí)自動(dòng)駕駛來描述完全自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)。除了某些特殊情況，一般無需人類干預(yù)。依靠特殊地圖工作的自動(dòng)駕駛汽車屬于4級(jí)自動(dòng)駕駛：只要是有地圖的地方，這類汽車都能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，而無需人類干預(yù)，但并非在任何地方都能自動(dòng)駕駛。

3級(jí)——4級(jí)“不全面到全面”的挑戰(zhàn)

高精度地圖采集在國外并不是難事，但在國內(nèi)因?yàn)閲赖纫蛩夭皇且话愕碾y辦。除了大家耳熟能詳?shù)腂AT有地圖測繪資質(zhì)外，國內(nèi)有測繪資質(zhì)的圖商寥寥無幾。

激光雷達(dá)的成本短期內(nèi)還降不下來，這也是4級(jí)自動(dòng)駕駛汽車還未普及的重要原因之一。Waymo在去年宣布將激光雷達(dá)成本降低90%，激光雷達(dá)廠商Velodyne在今年年初也宣布，16線激光雷達(dá)從大約7999美元的售價(jià)降至3999美元，雖然價(jià)格仍然不菲，但低成本是未來普及自動(dòng)駕駛汽車的必然趨勢。

4級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)算法的準(zhǔn)確性和精確性要求更高，甚至超過人類的認(rèn)知水平，這就需要的是極具魯棒性的算法和穩(wěn)定的計(jì)算平臺(tái)，只有這樣才能確保自動(dòng)駕駛汽車即使遇到突發(fā)情況也能較好應(yīng)對(duì)。

法律法規(guī)問題從自動(dòng)駕駛概念出來以后就一直討論不休，到目前也只有少數(shù)地區(qū)允許自動(dòng)駕駛汽車上路行駛，并規(guī)定駕駛員必須保留車輛的控制權(quán)。如果要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，這一法規(guī)就必須修正，并且對(duì)自動(dòng)駕駛車輛出現(xiàn)的事故責(zé)任做好劃分，明確不同場景下交通參與者的相關(guān)責(zé)任，如果僅僅簡單的將責(zé)任從駕駛員轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)廠商，怕是大多數(shù)企業(yè)都會(huì)保守應(yīng)對(duì)。

5級(jí)自動(dòng)駕駛屬于完全自動(dòng)駕駛，只要是人類能夠駕駛的地方，該類型汽車都能駕駛。只要有可通行的道路，這種車能去任何地方，任何時(shí)候都無需人類駕駛員干預(yù)。

4級(jí)——5級(jí)“不完美到完美”的挑戰(zhàn)

五級(jí)難度首先來自于感知，雖然有多種傳感器，但這些傳感器輸出大量原始數(shù)據(jù)。普通人看攝像頭和激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)很容易識(shí)別出里面的內(nèi)容，但電腦就很困難。普通的模式識(shí)別識(shí)別率會(huì)很快達(dá)到瓶頸，這時(shí)候就需要深度學(xué)習(xí)，需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，而當(dāng)今深度學(xué)習(xí)以及人工智能并沒有給識(shí)別工作帶來質(zhì)的飛躍。很多顯而易見的場景，電腦就是認(rèn)不出來。同時(shí)當(dāng)數(shù)據(jù)量增多時(shí)，計(jì)算的時(shí)間也會(huì)延長，系統(tǒng)響應(yīng)變慢，這就導(dǎo)致這些無人車只能低速行駛。

另一大難題是決策控制，主流方式是專家系統(tǒng)，把所有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，歸納為代碼。但現(xiàn)實(shí)中的駕駛場景變化莫測，遇到?jīng)]見過的場景可能就無響應(yīng)了。人工智能成為解決問題的唯一希望，但純靠人工智能進(jìn)行決策控制還不太現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樾枰罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。最佳的方式是專家系統(tǒng)與人工智能結(jié)合，但如果結(jié)合是目前的難點(diǎn)。

五級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車是不需要方向盤的，如果現(xiàn)在讓你去乘坐一輛沒有方向盤的汽車，而且不能接管操作，我相信大家心里多少都會(huì)感覺不安。因此人類的接納程度也是自動(dòng)駕駛普及的一個(gè)大難點(diǎn)，需要時(shí)間建立信任。

自動(dòng)駕駛技術(shù)十分依賴高精度電子地圖，所用到的電子地圖一定要確保實(shí)時(shí)且易于更新。未來每一輛在路上行駛的自動(dòng)駕駛車，不僅是用于正常通勤，同時(shí)也是地圖信息的采集車，實(shí)時(shí)將當(dāng)前地圖信息反饋至云端供其他自動(dòng)駕駛汽車使用。

總結(jié)：綜上所述要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛量產(chǎn)與更高級(jí)別的程度可謂是困難重重，但各方參與者都已經(jīng)開始行動(dòng)，大量的公司加大對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研究，政府部門開始推行部分區(qū)域自動(dòng)駕駛測試和示范區(qū)，保險(xiǎn)公司和法律相關(guān)人士也開始研究責(zé)任劃分問題，由此可見自動(dòng)駕駛的前景還是可以期待的。