亿欧智库:在无人车上路前,我们把相关概念做一次全面梳理

自动驾驶智能汽车
亿欧
李星宏
2017-07-13 10:55
[ 亿欧导读 ] 无人驾驶作为新兴科技正被频频讨论和研究,但在用语上存在混乱不清的情况。智库试图厘清智能网联、智能驾驶、自动驾驶和无人驾驶的内涵和边界,这是行业研究工作开展的前提,也有利于从业者有效沟通,以及应对伴生的法律风险和政策规范。
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无人驾驶作为新的市场热点和影响未来出行的科技,正在被广泛地研究和讨论,伴随产生的大量概念也被频频使用和出现。尽管从概念的字面意思就可推测个大概,但形似词若不深究其词源,往往会造成理解不清,产生沟通的混乱。亿欧智库试图通过此文厘清智能网联、智能驾驶、自动驾驶和无人驾驶的定义和边界,正本清源。这首先是行业研究工作开展的基础和前提,也有利于从业者的有效沟通,以及应对伴生的法律风险和政策限制。

能预警就算自动驾驶了吗?

亿欧智库主要参考了NHTSA(美国国家公路交通安全管理局)和SAE International(国际汽车工程学会)的标准划分文件,以及国内官方依据SAE分级形成的智能网联汽车智能化等级标准,并顾及了国内行业对术语使用习惯的规范,对智能驾驶、自动驾驶和无人驾驶这三个常用概念做出区分。需注意的是,NHTSA更多的是从法律层面给技术设置门槛,SAE更注重技术层面的信息描述和传达,国内官方则在SAE的基础上更看重我国特殊的交通情况。亿欧智库在兼顾的同时更关注严谨度、专业度更高的SAE标准。

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一、智能网联汽车:指搭载先进的车载传感器(雷达、摄像)、控制器(路径规划、任务决策等模块)、执行器(如线控转向系统、驱动系统,完成来自控制模块的指令)等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与 X(人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶,并最终可替代人来操作的新一代汽车。该名词由政府部门以及相关的学会界定,并作为汽车未来在智能化、自动化、网联化实现产业升级的发展方向。因此在国内的行业语境下,在讨论智能驾驶、自动驾驶等技术或是舶来词时须知它们在智能网联汽车这一官方话语的范畴之下。

二、智能驾驶汽车(Intelligent vehicles):不同于智能网联汽车对“智能化+网联化”两种路径的融合兼顾,智能驾驶汽车更强调智能化的过程。亿欧智库在定义智能驾驶汽车时参考了智能网联汽车在智能化层面的定义,指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,具备复杂的环境感知、智能决策、控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶,并最终可替代人来操作的新一代汽车。智能驾驶汽车技术纳入了ADAS、智能互联等任何有助于实现汽车驾驶智能化的系统和应用,覆盖到环境感知、规划决策、控制执行等多个环节,并最终指向“代替人操作”的目标。

三、自动驾驶汽车(Automated vehicles):自动驾驶汽车,顾名思义,旨在实现汽车的自动化控制操作,具体是指至少在某些具有关键安全性的控制功能方面(如转向、油门或制动)无需驾驶员直接操作即可自动完成控制动作的汽车。自动驾驶汽车一般搭载传感器、GPS和其他通信技术设备获得信息,针对安全状况进行决策规划,在某种程度上恰当而持续地实施控制。

出于对“automated”(自动化)的严格限定,NHTSA和SAE将仅具有预警提示、或短暂干预能力的辅助驾驶系统而不能依据外部情况、持续实施横向或纵向的自主控制的汽车从自动驾驶汽车中区分开来。SAE还将常见的巡航控制系统排除出去,因为它不能对外界情况做出响应。尽管这类系统会搭载环境感知等自动驾驶同样会应用的技术,能完成短暂的控制动作,也有助于提高安全性能,却并不能长时间地代替驾驶员的操作,因此,我们更应该将这类技术归类到“辅助驾驶”或者“智能驾驶”。这类功能例如有:

1.夜视,Night Vision(NV)

2.行人检测,Pedestrian Detection (PD)  

3.交通标志识别,Traffic Sign Recognition (TSR)  

4.车道偏离警告,Lane Departure Warning (LDW)  

5.盲点监测,Blind Spot Monitoring (BSM)  

6.前向碰撞预警系统,Forward Collision Warning (FCW)  

7.主动紧急制动系统,Automated Emergency Braking(AEB)

8.巡航控制系统,cruising control system(CCS)

当然,不能否认的是它们是辅助驾驶向自动驾驶迈进过程中不可或缺的功能支持,也是目前L1、L2阶段辅助控制类汽车所搭载的ADAS的主要组成部分。亿欧智库认为在有意区分不同概念的时候,也不应该忽视其应有的联系。

四、无人驾驶汽车(中文语境下讨论):SAE将自动驾驶系统区分为五个阶段,当系统进入到L4(高度自动驾驶)、L5(完全自动驾驶)阶段,则实现无需人为干预实现驾驶自动化的情景,完成“代替人来操作”的目标,迈入无人驾驶汽车的行列,这正是无人驾驶在中文意义下的行业使用习惯。

依据以上界定,在智能网联汽车的行业生态下,智能网联、智能驾驶、自动驾驶、无人驾驶四者的关系应是内涵层层缩小、技术层层递进。其中,无人驾驶与前三者在使用上有明显区分,智能网联汽车也有官方界定。而智能驾驶在涵盖自动驾驶的范畴之外,还囊括了带有预警提示、短暂干预能力的辅助驾驶系统、车载智能系统等功能。是否能够持续地主动干预(sustained motion control)车辆运动,是智能驾驶和自动驾驶的最主要区别。部分专业文章已就自动驾驶、智能驾驶和分级标准的界定有所分析,但存在不少稿件和报告在区分上仍含混不清,以至于将L1(Function-specific Automation,单一功能自动化,NHTSA标准)误作为警告提示类功能,这是违背标准原义和自动化的内涵的。此外也有将自动驾驶分级标准张冠李戴,套用到智能驾驶的情况。在智能化和网联化的问题上,两者尽管路径不同,标准认定不同,但其联系日益紧密,目前正处于融合发展的状态,在技术层面相互依托。

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咬文嚼字的意义何在?

国内在自动驾驶、智能驾驶的概念问题上搞不清楚,国外同样如此。国外在描述相关概念时用到的词有Autonomous,driverless,self-driving,Robotic,unmanned等等,使用更是含混繁杂。不过SAE在去年9月修订的J3016文件中上述词语均做了“咬文嚼字”式的解读,甚至于搬出牛津词典究其深意,认为这些词语“functionally imprecise”(不严密),并常被应用到低水平自动驾驶中。甚至还摒弃了“control”一词,认为它在法律、技术等方面的诸多含义容易混淆概念,例如,驾驶员“does not have control”可能会暗含人类失去驾驶权的意味。

针对厂商宣传和车主理解易产生混乱的内容,SAE还在J3016文件中强调了DDT(动态驾驶任务)、DDT Fallback(动态驾驶任务支援)和ODD(设计运行范围)作为衡量和分级的因素(见上表“SAE自动驾驶分级标准”,文末对术语有注释)。同时期NHTSA也对自动驾驶的安全评估标准细化到15项。自动驾驶本身作为一项严重关系到用户安全的科技应用,一旦在测试上路过程中发生事故将给技术的推广带来巨大阻力。反复修订更改的严谨态度,看似拖拉,在创新呈指数级增长的大潮之下却不失为迎接应用科技的合理选择。

当百度、图森等企业已经加入加州路测,严格按照自动驾驶行业既定标准试车时,国内业界尚存在着术语混淆、概念不清的问题,在市场中或许还有投机者利用漏洞“挂羊头卖狗肉”的情况。目前的自动驾驶划分标准普及度尚低,仅止于Level X或是少数指标的形象解释,而一些公司和媒体在使用概念使存在误读,混淆了自动驾驶和智能驾驶的层次,不利于自动驾驶汽车行业的市场化过程,即使我们已经笃定它是未来必然的出行方式。

本文的目的简单来讲,一者,严谨用词是行业研究和深度报道行文的必然要求,二者,这类问题会影响行业的有序发展、技术的开发应用以及和国际领先标准的接轨;三者,含糊不清的用语易引起车主对车辆功能的错误评估,以致于发生事故,导致法律风险,降低行业公信力。

资本追逐的热度逐步消退,优胜劣汰正成为行业主旋律,参与者有必要为之做好准备。目前工信部的《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》已进入意见征求阶段,相信自动驾驶汽车行业能够借力实现健康有序的发展。

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要说明的是,在翻译和使用原文献的过程中笔者可能出现误读和遗漏,欢迎读者指正。

注释:

DDT(Dynamic Driving Task,动态驾驶任务):指在道路上驾驶车辆需要做的实时操作和决策类行为/功能,操作包括转向、加速和减速,决策包括路径规划等;

OEDR(Object and Event Detection and Response,物体和事件的探测和响应):指驾驶员或自动驾驶系统对突发情况的探测和应对,在自动驾驶模式下,系统负责OEDR,应对可能影响安全操作的其他车辆、行人、自行车、动物和物体,以及各种异常情况(如交警手动指挥、道路维修、紧急救援),进行检测和响应功能。

DDT Fallback(动态驾驶任务支援):自动驾驶在设计时,需考虑发生系统失效(导致系统不工作的故障)或者出现超出系统设计的使用范围之外的情况,当该情形发生时,驾驶员或自动驾驶系统需做出最小化风险的解决响应。在L3等级下则指自动驾驶系统和人切换驾驶的过程。

ODD(Operational Design Domain,设计的适用范围):将已知的天气环境、道路情况(直路、弯路的半径)、车速、车流量等信息作出测定,给定自动驾驶系统具体的条件,以确保系统能力在安全适用的环境之内。

本文作者李星宏,亿欧专栏作者;微信:lixinghong2013(添加时请注明“姓名-公司-职务”方便备注);转载请注明作者姓名和“来源:亿欧”;文章内容系作者个人观点,不代表亿欧对观点赞同或支持。

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