從輔助到全知:自動駕駛分級背后的未來圖景
發(fā)布時間:2025-05-25 00:23:59| 瀏覽次數:
近年來,隨著人工智能、傳感器、通信等技術的飛速發(fā)展,自動駕駛技術已成為汽車產業(yè)變革的核心驅動力。從特斯拉的 Autopilot 到蔚來的 NOP,從百度的 Apollo 到華為的智能駕駛解決方案,各大車企和科技公司紛紛布局自動駕駛領域,推動技術不斷迭代升級。
在這場技術革命中,建立統(tǒng)一的自動駕駛分級標準顯得尤為重要。國際自動機工程師學會(SAE)制定的 SAE J3016 標準,將自動駕駛分為 L0 - L5 六個等級,從無自動化的純人工駕駛到完全自動化的無人駕駛,為行業(yè)提供了清晰的技術演進框架。這一標準不僅幫助消費者理解不同階段自動駕駛功能的邊界,也為車企的技術研發(fā)、產品宣傳提供了統(tǒng)一規(guī)范,更為政府部門制定相關法規(guī)政策奠定了基礎,促進了自動駕駛技術在全球范圍內的有序發(fā)展。
作為全球最大的汽車市場和互聯(lián)網應用創(chuàng)新高地,中國在自動駕駛領域展現(xiàn)出獨特的發(fā)展路徑和巨大潛力。政策層面,政府大力支持智能網聯(lián)汽車發(fā)展,出臺了一系列規(guī)劃和標準,如《汽車駕駛自動化分級》國家標準(GB/T 40429 - 2021),與 SAE 標準接軌的同時,更貼合中國國情,明確了自動駕駛各等級的定義、技術要求和判定方法,為本土企業(yè)的技術創(chuàng)新和產品落地提供了有力指導。
中國復雜多樣的交通場景,如高密度的城市道路、繁忙的鄉(xiāng)村小道以及獨特的交通規(guī)則和駕駛習慣,對自動駕駛技術提出了更高挑戰(zhàn),也孕育了豐富的應用場景。例如,在物流配送領域,自動駕駛貨車可緩解長途運輸的人力壓力;在公共交通領域,自動駕駛巴士有望提升運營效率和服務質量;在出行服務領域,Robotaxi 為人們提供更加便捷、高效的出行選擇。
L0 級自動駕駛意味著車輛完全沒有自動化功能,駕駛員需要完全掌控車輛的所有操作,包括加速、剎車、轉向以及觀察路況等。車輛可能配備一些基礎的安全輔助裝置,如安全帶提醒、安全氣囊、ABS(防抱死制動系統(tǒng))、ESP(車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)) 等,但這些裝置并不具備對車輛行駛的主動干預能力,僅在特定危險瞬間提供瞬時輔助,比如 ABS 能防止剎車時車輪抱死,避免車輛失控打滑;ESP 則在車輛出現(xiàn)失控傾向時,自動對個別車輪進行制動,穩(wěn)定車身姿態(tài) 。
在 L0 級下,所有駕駛場景都依賴駕駛員的操作。無論是城市道路的擁堵路段,還是高速公路的長途駕駛,駕駛員必須時刻保持高度集中,根據實時路況做出相應的駕駛決策。目前,盡管汽車智能化浪潮洶涌,但市場上仍有大量 L0 級車型在售,尤其在一些入門級和經濟型轎車中廣泛存在。不過,隨著消費者對行車安全和便利性需求的提升,這些車型也開始逐步增加諸如倒車影像、胎壓監(jiān)測等簡單輔助功能。
L1 級自動駕駛引入了單一的駕駛輔助功能,車輛能夠在特定情況下對某個駕駛操作進行自動控制。常見的 L1 級功能包括自適應巡航控制(ACC)和車道保持輔助(LKA)。對于自適應巡航控制(ACC),其核心技術原理基于毫米波雷達或激光雷達等距離傳感器,以及車輛自身的速度傳感器。毫米波雷達通過發(fā)射毫米波信號,并接收前方車輛反射回來的信號,利用多普勒效應計算出前方車輛與本車的相對距離和相對速度。車輛的電子控制單元(ECU)根據預設的安全距離和目標速度,通過比較當前實際距離與預設距離,以及當前車速與目標車速,計算出需要的加速度或減速度。然后,ECU 向發(fā)動機管理系統(tǒng)和制動系統(tǒng)發(fā)送指令,自動調整發(fā)動機節(jié)氣門開度或控制制動壓力,實現(xiàn)車輛速度的自動調節(jié),保持與前車的安全距離。
車道保持輔助(LKA)則主要依賴攝像頭視覺技術。攝像頭安裝在車輛前方擋風玻璃處,持續(xù)采集前方道路圖像。圖像處理算法通過識別車道線的特征,如顏色、形狀和紋理等,來確定車道的位置和方向。當檢測到車輛有偏離車道的趨勢時,例如車輪接近車道線一定距離,系統(tǒng)會通過電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)施加一個輔助扭矩到方向盤上,使車輛回到車道內,或者通過發(fā)出警報信號,提醒駕駛員手動糾正方向。
在 L1 級中,ACC 和 LKA 等功能不能同時工作,駕駛員仍需時刻掌控車輛的主要控制權,如在 ACC 工作時,駕駛員要負責轉向操作;使用 LKA 時,加速和剎車仍由駕駛員完成。像沃爾沃、奔馳等豪華品牌的部分車型,就配備了這些 L1 級別的駕駛輔助功能,為駕駛員在特定場景下減輕一定駕駛負擔,例如在高速公路上開啟 ACC,可減少駕駛員頻繁踩油門和剎車的操作,但駕駛員仍需時刻保持警覺,隨時準備接管車輛。
L2 級自動駕駛實現(xiàn)了多系統(tǒng)聯(lián)動,車輛可以同時控制車速和轉向,常見的是 ACC+LKA 組合,讓車輛能夠在一定程度上實現(xiàn)自動跟車、保持車距以及車道居中行駛,實現(xiàn)高速巡航。這背后離不開傳感器融合與決策算法的優(yōu)化,通過攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達等多種傳感器收集的數據進行融合處理,車輛能夠更全面、精準地感知周圍環(huán)境信息,從而做出更合理的駕駛決策。
除了高速場景的應用,L2 級自動駕駛還延伸到自動泊車、撥桿變道等功能。自動泊車系統(tǒng)可以自動識別停車位,并將車輛停入車位;撥桿變道功能則允許駕駛員在滿足一定條件時,通過撥動轉向燈撥桿,車輛自動完成變道操作。以吉利博越 L、問界 M9、比亞迪宋 PLUS 等為代表的新款車型,都配備了多項 L2 級別的智能駕駛輔助功能,極大提升了駕駛的便利性和舒適性。2023 年,乘用車 L2 級自動駕駛滲透率達到 47.3% ,2024 年 1 至 5 月突破 50%,成為車企智能化競爭的焦點,幾乎所有主流車企都在其新推出的車型中搭載了 L2 級及以上的自動駕駛輔助系統(tǒng),以吸引消費者。
L3 級自動駕駛的核心特征是在特定場景下,如高速、封閉園區(qū)等,車輛可以完全接管駕駛任務,但駕駛員仍需保持警覺,隨時準備在系統(tǒng)請求時接管車輛。在這些特定場景中,車輛通過高精度傳感器和先進的算法,能夠實現(xiàn)自動加減速、轉向、變道等操作,并且對周圍環(huán)境的感知和決策能力有了質的提升,能夠應對大部分常見路況 。
然而,實現(xiàn) L3 級自動駕駛仍面臨諸多挑戰(zhàn)。在技術層面,極端場景處理能力是一大難題,例如在暴雨、大雪、濃霧等惡劣天氣下,傳感器的性能會受到嚴重影響,導致對環(huán)境的感知出現(xiàn)偏差或缺失;復雜的交通狀況,如道路施工、交通事故現(xiàn)場等,也可能使自動駕駛系統(tǒng)陷入困境。此外,車輛與外界的 V2X 通信需求也至關重要,通過車與車(V2V)、車與基礎設施(V2I)、車與人(V2P)之間的信息交互,車輛可以獲取更全面的交通信息,提升駕駛安全性和效率,但目前 V2X 通信技術的普及程度和穩(wěn)定性還有待提高。同時,L3 級自動駕駛在法規(guī)層面也存在空白,一旦發(fā)生事故,責任界定問題尚不明確,這也阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化應用。
盡管面臨挑戰(zhàn),百度 Apollo、特斯拉 FSD 等系統(tǒng)已接近 L3 水平,多地也開展了相關試點工作。例如,搭載 L3 級自動駕駛系統(tǒng)的阿維塔 11、深藍 SL03、極狐阿爾法 S 等車型,已經在北京、重慶的高快速路上開跑,讓我們看到了 L3 級自動駕駛的應用前景。
L4 級自動駕駛無需駕駛員干預,車輛可在預設場景內自主應對各種突發(fā)情況,實現(xiàn)完全自動駕駛。典型應用場景包括 Robotaxi(自動駕駛出租車)、港口物流車等封閉場景,在這些場景中,環(huán)境相對簡單、規(guī)則,且可控性較強,更適合 L4 級自動駕駛技術的落地和應用 。
以 Robotaxi 為例,乘客只需在手機上輸入目的地,車輛即可自動規(guī)劃路線、行駛至目的地,途中無需人工操作。在港口物流領域,自動駕駛的物流車能夠在碼頭、堆場等區(qū)域內高效地完成貨物運輸任務,提高物流效率,降低人力成本。然而,L4 級自動駕駛技術目前仍面臨一些瓶頸。成本控制是一大難題,其中激光雷達作為關鍵傳感器,其高昂的價格使得車輛成本居高不下,不利于大規(guī)模商業(yè)化推廣;此外,高精度地圖依賴也是一個問題,高精度地圖能夠為車輛提供詳細的道路信息,但地圖的繪制、更新和維護需要耗費大量的人力、物力和時間成本,且在一些偏遠地區(qū)或地圖更新不及時的區(qū)域,可能會影響自動駕駛車輛的正常運行。
L5 級自動駕駛是自動駕駛的終極目標,車輛在任何地理環(huán)境和交通條件下都能實現(xiàn)完全無人駕駛,徹底解放人類駕駛員,人們可以在車內自由地工作、娛樂或休息,出行將變得更加高效、舒適和安全 。
要實現(xiàn)這一目標,需突破 AI 通用決策的壁壘,使車輛能夠像人類一樣靈活、準確地應對各種復雜多變的路況和交通場景;法規(guī)重構也迫在眉睫,需要建立全新的法律法規(guī)體系,明確 L5 級自動駕駛車輛在事故責任、行駛權限等方面的規(guī)定;同時,社會接受度也是關鍵因素,消費者對完全無人駕駛的安全性和可靠性存在擔憂,需要通過大量的實際應用和宣傳教育來逐步消除顧慮 。
當下,自動駕駛技術正處于快速發(fā)展的關鍵時期,5G、車聯(lián)網、高精度地圖與 AI 的深度融合,成為推動自動駕駛技術升級的核心動力。5G 技術憑借其高速率、低延遲、大連接的特性,為車聯(lián)網的發(fā)展提供了堅實的通信基礎。車聯(lián)網通過 V2X 技術實現(xiàn)車輛與車輛(V2V)、車輛與基礎設施(V2I)、車輛與行人(V2P)之間的信息交互,使車輛能夠實時獲取周邊環(huán)境的全方位信息,極大地拓展了車輛的感知范圍和決策依據。高精度地圖則為自動駕駛車輛提供了精確的道路信息,包括車道線、交通標志、坡度、曲率等,結合 AI 算法,車輛能夠更準確地規(guī)劃行駛路徑,提前預判路況變化,實現(xiàn)更安全、高效的駕駛。
以華為 ADS 2.0 為例,該系統(tǒng)采用激光雷達與多傳感器融合技術,通過對激光雷達、攝像頭、毫米波雷達等多種傳感器數據的融合處理,實現(xiàn)了對復雜路況的高精度感知。在城區(qū)行駛中,ADS 2.0 能夠準確識別行人、自行車、其他車輛以及各種交通標志和信號燈,實現(xiàn)自動跟車、避讓、變道、轉彎等高階輔助駕駛功能,為用戶帶來了更加便捷、安全的駕駛體驗。同時,通過 AI 算法的持續(xù)優(yōu)化和學習,ADS 2.0 還能不斷提升自身的駕駛能力,適應更多復雜多變的路況 。
在自動駕駛商業(yè)化進程中,不同企業(yè)根據自身技術實力、資源優(yōu)勢和市場定位,選擇了不同的發(fā)展路徑,逐漸形成了漸進式和跨越式兩種主要模式。
漸進式發(fā)展路徑以傳統(tǒng)車企和部分造車新勢力為代表,如小鵬汽車的 XNGP 智能輔助駕駛系統(tǒng),從 L2 + 級別開始,逐步增加功能和提升性能,向 L3 級自動駕駛過渡。這種模式的優(yōu)勢在于技術難度相對較低,風險可控,能夠在現(xiàn)有技術和市場基礎上,通過不斷迭代升級,逐步滿足消費者對自動駕駛功能的需求。同時,漸進式發(fā)展也有助于企業(yè)積累技術經驗和用戶數據,為后續(xù)向更高級別自動駕駛發(fā)展奠定基礎。例如,小鵬 XNGP 在不斷優(yōu)化城市 NGP 和高速 NGP 功能的同時,通過端到端大模型的應用,實現(xiàn)了 “全國都能開” 到 “全國都好用” 的跨越,提升了用戶對自動駕駛功能的使用體驗和信任度 。
跨越式發(fā)展路徑則主要由科技公司主導,如 Waymo、小馬智行等,它們直接聚焦于 L4 - L5 級別的高度自動駕駛和完全自動駕駛技術研發(fā)。這種模式的目標是跳過中間級別,直接實現(xiàn)自動駕駛的終極目標,一旦成功,將徹底改變出行和物流行業(yè)的格局。然而,跨越式發(fā)展面臨著巨大的技術挑戰(zhàn)、高昂的研發(fā)成本和復雜的法規(guī)政策限制。為了克服這些困難,科技公司通常采用先進的傳感器技術、強大的計算平臺和創(chuàng)新的算法,同時積極與車企、政府等各方合作,推動技術的落地和商業(yè)化應用。以小馬智行為例,其通過持續(xù)的技術創(chuàng)新,在第七代 Robotaxi 系統(tǒng)上實現(xiàn)了成本大幅下降,同時在全球多個城市開展自動駕駛出行服務試點,不斷拓展商業(yè)化應用場景 。
從輔助駕駛到完全無人駕駛,自動駕駛等級的提升不僅是技術的突破,更是社會出行方式的重構。盡管 L5 級全面落地尚需時日,但 L2-L3 級技術的快速普及已悄然改變駕駛體驗。未來,隨著政策、技術、市場的多方協(xié)同,自動駕駛將深刻重塑城市交通生態(tài),開啟安全、高效、低碳的智能出行新紀元。
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