简单易懂的自动驾驶科普知识
作者：陳光
來源：https://www.zhihu.com/question/65799732/answer/238516359
先來一張各大車企自動駕駛技術的分級圖，大致了解一下目前已經量產的自動駕駛技術哪家強。
奔馳：這兒有點擠啊...
沃爾沃：隔壁那位兄弟，你踩著我腳了...
特斯拉：唉，無敵是多么寂寞
奧迪：Tesla，你對力量一無所知
自動駕駛從L2到L5是一個相對漫長的過程，現已發布的量產車型中有處于L3的奧迪A8、處于L2.5的Tesla、還有處于L2的凱迪拉克CT6等。
那么每一級別之間具體的區別和需要克服的難點到底又有哪些？那就一級一級細細道來。按照國際慣例，談論自動駕駛級別時必須上一張SAE的分級圖。
圖片出處：LEVELS OF DRIVING AUTOMATION ARE DEFINED IN NEW SAE INTERNATIONAL STANDARD J3016?
下面我用給大家解釋一下
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各個級別到底代表著什么樣的技術
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哪些指標能立刻區分汽車屬于哪個Level
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為什么Level越高，對技術的要求越高
Level 0：無自動化
準確來說，現在我們已經很難看到 Level 0 的汽車了。要么早已報廢，要么法規都禁止其上路了。無自動化意味著諸如ABS（自動防抱死）這種現在看來最基本的配置都沒有。極端一點，你可以認為Level 0的車就是四個輪子加一個沙發。@吉利
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Level 1：駕駛員輔助
生活中常見的車基本都屬于Level 1。Level 1 稱為駕駛員輔助系統，所有在駕駛員行駛過程中，對行車狀態有干預的功能都叫駕駛員輔助，都屬于Level 1。
比如最基本的ABS，以及在ABS基礎上升級而來的ESP，還有高速路段常用的定速巡航、ACC自適應巡航功能及LKA車道保持輔助。
大家買車時，在底盤功能介紹中看到的各種英文縮寫，或多或少都是屬于SAE 規定的Level 1。
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Level 2：部分自動化
Level 2和Level 1最明顯的區別是系統能否同時在車輛橫向和縱向上進行控制。
如果一個車輛能同時做到ACC+LKA（自適應巡航+車道保持輔助），那么這輛車就跨進了Level 2的門檻。2018款的凱迪拉克CT6擁有的半自動駕駛系統“Super Cruise”就是典型的Level 2級別。
先來看個視頻：凱迪拉克CT6，SuperCruise自動駕駛系統演示
https://v.qq.com/x/page/o0522stkmqq.html
視頻中可以看到，該車并不具備主動超車的功能。即目前的Super Cruise僅能實現單一車道內的加減速。
再來說說自動駕駛話題下不得不提的特斯拉。正如我在"互聯網公司和汽車企業都在開發自動駕駛，你更看好誰？(https://www.zhihu.com/question/65252076/answer/230624306)"中提到的那樣，特斯拉過度夸大了他們系統所具備的能力。
為什么稱 Tesla 目前的 AutoPilot 為 Level 2.5？
因為特斯拉具備換道功能。駕駛員在確保安全的情況下，撥動轉向燈桿，車輛即可依據該信號實現換道。也就是說，特斯拉的換道操作并不是全自動的，而是把這一塊對環境感知的需求交給了人。特斯拉收到變道信號后會由車判斷是否可安全變道后才會執行。比如前后車距離太近、實線都不會變道的。
（重點來了！敲黑板）
難點：Level 1 ~ Level 2
1.汽車橫向控制和縱向控制配合的舒適性
單獨的橫向控制（車道保持）或縱向控制（ACC等）技術已經十分成熟，那么兩者同時控制時，如何將舒適性做到最優，這就是當前遇到的挑戰。
2.通知駕駛員接管車輛的時機選擇
Level 2的系統并不具備較高級別的自動駕駛功能，需要駕駛員實時監控并做好接管的準備。如何以最友好的和最恰當的交互方式通知駕駛員接管車輛，而不影響到駕駛員的心情，需要人機交互攻城獅費盡心思。
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Level 3：有條件自動駕駛
有條件自動駕駛是指在某些特定場景下進行自動駕駛。比如全新奧迪A8在他們的宣傳視頻中就限定了十分常見的場景——堵車，該功能叫作Traffic Jam Pilot（交通擁堵巡航），功能描述如下：
當車速小于或等于60公里/小時，用戶可以啟動道路擁堵狀況下的自動駕駛功能。在當地法律允許的情況下，車輛會完全接管駕駛任務，直到系統通知用戶再次接管。這也是目前在全球范圍內，在實現量產的車型中擁有的最高級別的自動駕駛能力。
引用出處：全球首款自動駕駛量產車奧迪A8背后的Audi AI
（http://news.zol.com.cn/649/6498170.html）
仔細想想，這些功能特斯拉通過升級軟件也能實現，為什么只有Audi A8敢宣稱自己達到 L3 呢？
因為L3 相比 L2 最大的進步在于——不需要駕駛員實時監控當前路況，只需要在系統提示時接管車輛即可。這對于自動駕駛技術來說是一個很大的跨越，這也意味著自動駕駛系統代替人類成為了Driver & monitor。駕駛員變為乘客，而乘客是不需要實時監控當前路況的。
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難點：Level 2 ~ Level 3
1.傳感器感知技術
NTSB最近剛發布的，去年五月特斯拉撞卡車交通事故的宣判結果--特斯拉Autopilot的功能限制是導致2016年5月交通致死事故的主要原因，這里的功能缺陷實際上就是傳感器感知的缺陷。AutoPilot 1.0的硬件配置很難處理特殊工況，比如交叉路口。圖為特斯拉因傳感器感知缺陷未正確識別卡車所導致的事故。
圖片出處：Inside the Self-Driving Tesla Fatal Accident正是因為傳感器感知缺陷這種客觀因素的存在，整車廠做自動駕駛時就顯得尤為保守，要么增加傳感器以加強感知能力，比如全新奧迪A8加的四線激光雷達；要么就通過監視駕駛員的面部狀態，確保駕駛員實時觀測著前方路況，比如凱迪拉克CT6。
2.法規
上次Apollo發布會，百度當著全中國的面在開放道路測試自動駕駛技術，被請喝茶了。目前中國還是不允許自動駕駛車在開放及高速道路測試的，所以在法規正式發布之前，自動駕駛還只能到封閉的試車場中測試。這一點國外走在前列。
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Level 4：高度自動駕駛
無論是國外的Waymo、Uber還是國內的Baidu L4事業部做的都是Level 4自動駕駛技術的研究。它們的自動駕駛汽車有一個很明顯的共同點，就是頭上頂著一個大大的激光雷達。如下：
激光雷達提供了極高精度和極其豐富的感知信息，這使自動駕駛車自如處理極端工況成為可能。激光為主，視覺為輔，再加上車上各種功能冗余的傳感器及高精度電子地圖，在開放道路上實現A點到B點的自動駕駛不再遙遠。
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難點：Level 3 ~ Level 4
1.傳感器成本
激光雷達的成本短期內還降不下來，這也是 L4 自動駕駛汽車還未普及的重要原因之一。Waymo在今年年初宣布將激光雷達成本降低90%，希望低成本激光傳感器早日到來。
2.極高魯棒性的自動駕駛算法及穩定的計算平臺
Level 4的自動駕駛算法準確性和精確性需要達到，甚至超過人類的認知水平，這就需要的是極具魯棒性的算法和穩定的計算平臺。確保自動駕駛汽車即使遇到突發情況也能較好應對。
3.高精度地圖采集資質
這一項難點國外并不存在，但是國內確實是一個很大的壁壘（國防考慮）。除了大家耳熟能詳的BAT有地圖測繪資質外，國內有測繪資質的圖商寥寥無幾。近幾年隨著自動駕駛的發展，想在國內發展自動駕駛技術，圖商說不定會成為稀缺資源。可以的話，推薦大家自己去調研國內有測繪資質的幾家圖商，買點他們的股票，看漲~
4.乘坐人員接納度
現在讓你去乘坐一輛沒有方向盤，隨時都無法接管的汽車，心里多少會有些忐忑吧。因此人類的接納程度也是自動駕駛普及的一個大難點，需要時間建立信任。
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Level 5：完全自動駕駛
相信很多人都會對 L4 和 L5 感到困惑，其實兩者很容易區分，觀察他們的可行駛范圍即可。
大家看下圖：
圖片來源：無人駕駛汽車的黎明?https://www.bilibili.com/video/av12429465圖中的大圓弧是自動駕駛 Level 4 所限定的區域，小圓圈是汽車的感知范圍。
t時刻，汽車依然在大圓弧內，自動駕駛系統正常工作；
t+1時刻，已靠近邊界，自動駕駛系統即將失效，并發出警報；
t+2時刻，汽車開出了邊界，這時自動駕駛系統完全失效，安全停車。
那么L5的功能該如何描述？
只要給出一個GPS坐標點，L5的自動駕駛車就能到你指定的地方，無論這地方的法規是靠右行駛還是靠左行駛，自動駕駛車都能輕松應對。即全工況、全區域的自動駕駛。
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難點：Level 4 ~ Level 5
1.高精度地圖 眾包更新生態
自動駕駛技術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時且易于更新。未來每一輛在路上行駛的自動駕駛車，不僅是用于正常通勤，同時也是地圖信息的采集車，實時將當前地圖信息反饋至云端供其他自動駕駛汽車使用。
以上內容就是自動駕駛研究所需要攻破的難點，暫列這么多，以后想到繼續更新。
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何時能到Level 5？
在這個做預測隨時都可能會被打臉的時代，僅做一個保守估計：L4會在2025年前普及。
至于L5，可能不會有，因為造出一個全世界都能跑的車子性價比不高，L4對用戶來說已經夠了。你真的在乎，在中國能來去自如的某輛汽車，不能在美國跑嗎？
總結
以上是生活随笔為你收集整理的简单易懂的自动驾驶科普知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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