【自动驾驶】自动驾驶概述 ② ( 自动驾驶技术路径 | L0 ~ L5 级别自动驾驶 )

一、自动驾驶技术路径

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美国汽车工程师学会 ( SAE ) 将 自动驾驶 分为 L0 ~ L5 六个级别 :

其中 L0 级别 是 完全手动 , L5 级别 是 完全自动 ;

L0 ~ L5 六个级别 的 自动驾驶 , 核心差异在于 自动驾驶系统 与 驾驶员 的 职责分配 ;

中国国标 ( GB/T ) 与 SAE 基本一致 , 有以下区别 :

• 中国国标 中 L0 ~ L2 级 自动驾驶 强调 " 目标事件探测与响应 " 由人机共担 ;
• SAE 中 由 驾驶员负责 ;

1、L0 级别 自动驾驶

没有 自动驾驶 功能 , 完全由 驾驶员 手动控制 ;

有 AEB 等紧急制动 功能 并未主动驱动车辆 , 不算 自动驾驶 , 只能算是 主动安全 措施 ;

2、L1 级别 自动驾驶

L1 级别的 自动驾驶 车辆 只提供 纵向控制 ( 如 : 加速、减速、制动、启动 ) , 可以 自行 定速巡航 或 根据前车速度 进行 加速、减速、制动、启动 操作 , 也就是 ACC 自适应巡航控制系统 ;

L1 自动驾驶 只进行 纵向控制 , 不提供 横向控制 ( 如 : 转向 ) 功能 , 司机 需要操作方向盘 , 令车辆保持车道居中 ;

L1 自动驾驶 原理 : 通过 毫米波雷达 + 摄像头 感知环境 , 控制 自动驾驶 单元 执行 纵向单维度操作 , 如 : 雷达测距 控制 ACC 自适应巡航 ;

3、L2 级别 自动驾驶

L2 级别 自动驾驶 提供 纵向控制 + 横向控制 两个维度的 自动驾驶 ( 如 : 同时控制 加速 / 减速 和 转向 ) , 但仍需 驾驶员 随时接管 , 如 : ACC 自适应巡航 + LKA 车道居中保持 ;

L2 自动驾驶 提供 自动泊车 功能 , 通过 纵向控制 + 横向控制 可实现 在 驾驶员 监控环境下 进行 自动泊车 ;

L2 级别 自动驾驶 启动前提 :

• 速度要求 : 速度不能太高 ;
• 环境要求 : 车道线清晰 ;

一般是在 高速公路 环境 ( 车道线清晰 / 行车环境好 ) 和 拥堵路段 ( 速度慢 ) 才开启 L2 自动驾驶 ;

L2 自动驾驶 限制 :

• 复杂路况 : 无法应对复杂路况 , 如 : 交叉路口、无标线道路 ;
• 随时接管 : 驾驶员 必须保持注意力集中 , 不能脱手 或 分心 , 自动驾驶系统 可能突然要求人类接管 , 如果 驾驶员 反应不及时会导致危险 ;

L2 自动驾驶 原理 : 通过 摄像头 + 雷达 + 超声波 多传感器融合 , 通过算法 协调 横向控制 的 转向 与 纵向控制 的 加减速 ;

4、L3 级别 自动驾驶

目前的 自动驾驶 技术 , 部分场景中达到了 L3 级别 , 只是 权责 划定上 , 仍然是 驾驶员 负全责 , 当前的 乾崑智驾、 FSD、 天神之眼 等 高阶版本 的 自动驾驶 一定程度上可以 称为 L2.5 级别 自动驾驶 ;

L3 级别 自动驾驶系统 可 在特定条件下 ( 如 : 高速公路、交通拥堵 场景 ) 完全接管驾驶任务 , 无需人类实时监控 , 但在 系统无法处理的情况 时需人类接管 ;

• 交通拥堵辅助 : 在 拥堵路况 下 自动 跟车、转向、制动 , 无需人类干预 ;
• 高速领航辅助 : 在 封闭高速路 , 有明确标线、无行人、无非机动车 , 实现 自动变道、超车、进出匝道 ;
• 接管预测 : 自动驾驶系统 可 自主判断 何时需要人类接管 , 并提前发出提示 , 通常 预留几秒至十几秒的反应时间 ;
  
  

L3 自动驾驶 限制 :

• 复杂路况 : 仅适用于预设场景 ( 如 : 高速、城市快速路 ) , 无法在 复杂城市道路通用 ;
• 极端天气 : 极端天气 ( 如 : 暴雨、大雾 ) 或 突发情况 ( 如 : 道路施工、封路 ) 可能导致 系统失效 ;

L3 级别 自动驾驶 原理 : 激光雷达 + 4D 毫米波雷达 + 摄像头 + 超声波雷达 + 高精地图 构建 3D 环境模型 , AI 决策 ( 如 : 自动变道、拥堵跟车 ) ;

5、L4 级别 自动驾驶

L4 级别 自动驾驶 指的是 在 限定区域 ( 如 : 园区、固定城市路段 ) 完全无人驾驶 , 无需人类接管 ;

L4 级别 自动驾驶 应用场景 :

• 城市领航辅助 : 在 指定城市 的 指定区域 内实现 全场景自动驾驶 , 如 : 红绿灯识别、无保护左转、避让 行人 / 非机动车、环岛博弈、自动泊车 ;
• 无人驾驶出租车 : Waymo One ( 美国凤凰城 ) , 百度 Apollo 的 Robotaxi 萝卜快跑 ( 北京、上海、武汉 等城市 ) , 可在划定区域内接送乘客 , 需配备少量安全员 ;

L4 自动驾驶 特点 :

• 区域限制 : ODD ( 运行设计域 , Operational Design Domain ) 严格受限 , 超出范围无法使用 , 如 : Waymo、Robotaxi 必须在固定城市固定区域运行 ;
• 功能闭环 : 在 固定区域 内 实现 完全自主驾驶 , 无需 驾驶员 接管 ;
• 配安全员 : 政策法规规定 , 技术上 可以取消 安全员 ;
• 失效处理 : 遇到 故障时 , 可自主减速、停车 , 无需 驾驶员 干预 ;

L4 级别 自动驾驶 原理 : 多模态 传感器 融合 ( 激光雷达 + 4D 毫米波雷达 + 摄像头 + 超声波雷达 + 高精地图 ) + 边缘计算 实时决策 , 故障时 自动进入 最小风险状态 , 如 : 靠边停车 ;

6、L5 级别 自动驾驶

L5 级别 自动驾驶 支持 全场景 、 全气候 无人驾驶 , 与人类驾驶能力 完全等效 , 取消人工控制接口 ( 如 : 无方向盘 、 无 制动 / 油门 踏板 ) ;

L5 级别 自动驾驶 特点 :

• 无任何场景限制 : 可在 城市、乡村、高速、雪地、暴雨 等 所有环境 中 自主行驶 ;
• 无人工接口 : 无需 方向盘、踏板 等人类操作设备 , 车辆设计 可 完全取 消驾驶舱 ;

L5 级别 自动驾驶 需突破 极端环境 感知 ( 如 : 暴雨遮挡摄像头 ) 、 伦理决策 ( 如 : 突发事故中选择保护对象 ) 等难题 , 目前 仅存在于 理论 和 研发阶段 , 尚无量产车型或实际应用 ;