自動駕駛系統(tǒng)的多個(gè)級別介紹

自動駕駛是指通過人工智能、傳感器和其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛在沒有人為干預(yù)的情況下自主行駛的能力。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛。2023年，武漢示范區(qū)擁有常態(tài)化運(yùn)行自動駕駛車輛(含自動駕駛出租車和無人巴士)近500輛，全年自動駕駛出行服務(wù)訂單73.2萬單，服務(wù)90萬人次 [1]。自動駕駛是指通過先進(jìn)技術(shù)，使車輛能夠在沒有人類干預(yù)的情況下自主完成駕駛?cè)蝿?wù)。該技術(shù)依賴于多種傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭和雷達(dá)，以實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境，并通過復(fù)雜的算法進(jìn)行決策。

自動駕駛系統(tǒng)通常分為多個(gè)級別，從完全手動駕駛到完全自動駕駛，最高級別的自動駕駛車輛能夠在任何情況下自主行駛 [3]。國際自動機(jī)工程學(xué)會關(guān)于自動化層級的定義已經(jīng)成為自動化/自動駕駛車輛的全球行業(yè)參照標(biāo)準(zhǔn)，用以評定自動駕駛技術(shù)級別。2021年8月，中國國家市場監(jiān)督管理總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)發(fā)布《汽車駕駛自動化分級》，級別定義如下：L0：系統(tǒng)會提供警告，或者是短暫的控制。

駕駛員是車輛持續(xù)性行為的唯一決策者，需要控制方向盤，油門，剎車等一切控制裝置。典型功能：車道偏離預(yù)警，自動緊急剎車，,BSD盲點(diǎn)預(yù)警等。L1：系統(tǒng)會提供橫向(轉(zhuǎn)向)或者縱向(制動和加速)的車輛控制?？梢暂o助駕駛員進(jìn)行橫向或者縱向的駕駛輔助控制。如車道保持輔助自適應(yīng)巡航控制等。L2：系統(tǒng)可以主動保持和前車距離的同時(shí)，糾正車輛在車道內(nèi)的橫向位置，保持在車道中間行駛。如：車道居中輔助(LCC)，自動輔助駕駛(AP)。L2系統(tǒng)只提供輔助功能，駕駛員需始終對車輛的行駛安全負(fù)責(zé)。L3：在一定條件下，系統(tǒng)駕駛權(quán)與責(zé)任全部交給自動駕駛系統(tǒng)。不符合條件時(shí)，系統(tǒng)報(bào)出接管請求，由駕駛員接管車輛。該等級下事故責(zé)任可能歸于廠商，然而，當(dāng)系統(tǒng)提示駕駛員接管，但駕駛員未能及時(shí)反應(yīng)導(dǎo)致事故時(shí)，責(zé)任仍可能由駕駛員承擔(dān)。

L4：系統(tǒng)幾乎不需要駕駛員監(jiān)控路面和系統(tǒng)狀況。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)不能滿足自動駕駛條件的工況時(shí)，若駕駛員無反應(yīng)，可以自動執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管，系統(tǒng)具備自動達(dá)到最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的能力。在該等級下，無人駕駛汽車的事故責(zé)任一般由廠商負(fù)責(zé)。L5：系統(tǒng)在任何可行駛條件下都能完成所有駕駛?cè)蝿?wù) [4]。

自動駕駛汽車(Autonomous vehicles;Self-driving automobile )又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機(jī)器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。在20世紀(jì)已有數(shù)十年的歷史，21世紀(jì)初呈現(xiàn)出接近實(shí)用化的趨勢。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛。 [1]截至2024年8月27日，中國已累計(jì)發(fā)放自動駕駛汽車測試號牌1.6萬張，開放了公共測試道路3.2萬公里，有力支撐了自動駕駛技術(shù)驗(yàn)證和更新迭代。

性能3D霍爾傳感器解決方案，在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)四種測量模式

出于安全、舒適和能效考慮，通常使用磁傳感器對汽車進(jìn)行位置檢測(包括轉(zhuǎn)向角檢測)，磁傳感器通過測量磁場的強(qiáng)度或變化來確定目標(biāo)的位置或旋轉(zhuǎn)。TDK提供HAL 39xy 3D霍爾傳感器，該傳感器符合ISO 26262自動駕駛車輛安全標(biāo)準(zhǔn)，具有出色的功能和靈活性。

3D霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)來測量x軸、y軸和z軸的磁場，從而檢測線性運(yùn)動以及磁場旋轉(zhuǎn)。HAL 39xy是唯一一款能在單個(gè)芯片上提供以下四種測量模式的磁傳感器：1.線性位置，2.旋轉(zhuǎn)角度可達(dá)360°，3.旋轉(zhuǎn)角度可達(dá)180°和4.3D測量。它不僅具有低功耗的特點(diǎn)，而且支持各種最新的數(shù)字接口*3，包括SENT/PSI5和Short PWM Code (SPC)，并且已被采用在自動駕駛汽車的轉(zhuǎn)向角檢測系統(tǒng)中。

單個(gè)芯片上的四種測量模式

傳感器的另一個(gè)主要特點(diǎn)是其補(bǔ)償雜散磁場*4的內(nèi)置功能。隨著汽車的計(jì)算機(jī)化和電氣化程度越來越高，來自各種磁場的干擾已經(jīng)成為一個(gè)日益突出的問題，但HAL 39xy用一項(xiàng)革命性的技術(shù)解決了這一難題：為傳感器配備補(bǔ)償功能。

此外，小巧輕便的HAL 39xy有望應(yīng)用于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角檢測等解決方案中。目前，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用開發(fā)，有望應(yīng)用于高級自動駕駛。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依靠電信號來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，省去了駕駛員控制方向盤和輪胎轉(zhuǎn)動之間的機(jī)械連接。此外，HAL 39xy還可以用于多種線控系統(tǒng)，從線控制動到線控?fù)Q擋。

在當(dāng)前全球技術(shù)革新的浪潮中，自動駕駛技術(shù)正迅速成為汽車行業(yè)的焦點(diǎn)。尤其是進(jìn)入2024年，伴隨各項(xiàng)利好政策的推動、端到端等新技術(shù)的應(yīng)用、特斯拉FSD(完全自動駕駛)入華消息的催化，自動駕駛熱度不斷升溫，2024年也因此被視為自動駕駛元年。

市場研究公司富士Chimera研究所發(fā)布的研究報(bào)告預(yù)測，2024年，L2級自動駕駛汽車產(chǎn)量將達(dá)到4513萬輛，L3級自動駕駛汽車產(chǎn)量將達(dá)到30萬輛。

自動駕駛領(lǐng)域是人工智能創(chuàng)新的主要方向之一，推動人工智能系統(tǒng)處理復(fù)雜且不可預(yù)測的現(xiàn)實(shí)場景。自動駕駛行業(yè)的發(fā)展，不僅推動了技術(shù)的創(chuàng)新，也為消費(fèi)者帶來了更加安全、便捷的駕駛體驗(yàn)。

然而，自動駕駛從起步到如今的變革性突破，已歷經(jīng)百年歷史，未來自動駕駛將如何發(fā)展?AI大模型和北方工業(yè)大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心主任、教授紀(jì)雪洪分別給出了自己的答案。

AI看未來：自動駕駛將為交通帶來革命性變化

自動駕駛行業(yè)的未來發(fā)展趨勢究竟如何?

百度旗下AI大模型文心一言給出了它的預(yù)測：

自動駕駛行業(yè)正步入一個(gè)快速發(fā)展的黃金時(shí)期，其未來發(fā)展趨勢展現(xiàn)出無限潛力與廣闊前景。技術(shù)創(chuàng)新是推動自動駕駛行業(yè)發(fā)展的核心動力，包括傳感器技術(shù)、人工智能算法、大數(shù)據(jù)處理以及5G通信等領(lǐng)域的突破，將顯著提升自動駕駛系統(tǒng)的感知、決策與控制能力。

隨著這些技術(shù)的不斷成熟，自動駕駛汽車將實(shí)現(xiàn)從輔助駕駛到完全無人駕駛的跨越，為交通出行帶來革命性變化。

在未來，自動駕駛汽車將廣泛應(yīng)用于智能交通、物流、共享出行等多個(gè)領(lǐng)域，不僅將大幅提升交通效率，減少交通擁堵，還將顯著降低交通事故率，提升出行安全性。同時(shí)，自動駕駛技術(shù)與電動汽車的結(jié)合，將推動交通出行向更加環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。

然而，自動駕駛行業(yè)的發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)，包括技術(shù)瓶頸、法規(guī)完善、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及社會接受度等問題。

解決這些問題需要政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)及社會各界共同努力，通過加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、完善法規(guī)體系、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及提升公眾對自動駕駛技術(shù)的信任度等措施，推動自動駕駛技術(shù)健康發(fā)展。

此外，隨著全球各國對自動駕駛技術(shù)的重視程度不斷提升，國際合作與交流也將成為推動自動駕駛行業(yè)發(fā)展的重要力量。通過加強(qiáng)國際合作，共同制定國際標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，將有助于推動自動駕駛技術(shù)的全球化應(yīng)用與普及。

專家展望：實(shí)現(xiàn)完全無人駕駛，還需5~10年時(shí)間

NBD：未來幾年內(nèi)，您認(rèn)為自動駕駛行業(yè)將迎來哪些重要的技術(shù)突破?如何推動自動駕駛行業(yè)進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段?

紀(jì)雪洪：人工智能的發(fā)展，將對自動駕駛起到重大的推進(jìn)作用。

隨著大模型的發(fā)展，車輛數(shù)據(jù)收集會不斷豐富，加上算力技術(shù)的進(jìn)步，能夠推動自動駕駛走向一個(gè)新的階段。

NBD：特斯拉FSD系統(tǒng)的最新進(jìn)展對整個(gè)行業(yè)有哪些影響?

紀(jì)雪洪：在自動駕駛領(lǐng)域，特斯拉是最早開始做的，特斯拉FSD系統(tǒng)的最新進(jìn)展對行業(yè)具有引領(lǐng)作用，可以讓大家對自動駕駛的信心逐步增強(qiáng)，更好地理解自動駕駛的發(fā)展方向。

NBD：未來，自動駕駛將如何重塑交通出行?是否會催生新的商業(yè)模式和就業(yè)機(jī)會?

紀(jì)雪洪：自動駕駛對交通出行的影響，最主要的在于它能夠降低事故發(fā)生率，讓人們的出行更加安全。同時(shí)，自動駕駛可以解放人類的雙手，讓人們能夠更好地掌控自己的時(shí)間。

此外，自動駕駛還能催生新的商業(yè)模式和就業(yè)機(jī)會。例如，共享經(jīng)濟(jì)模式可能會更加成熟，上游產(chǎn)業(yè)鏈中的傳感器、車路云協(xié)同等也會被帶動發(fā)展。

NBD：自動駕駛的哪些場景最具商業(yè)化潛力?

紀(jì)雪洪：目前來看，自動駕駛技術(shù)會在一些相對簡單的封閉場景中率先得到應(yīng)用，例如礦山、碼頭、封閉的園區(qū)等。實(shí)際上，在這些領(lǐng)域，自動駕駛技術(shù)已經(jīng)取得了一定的商業(yè)化效果。未來，自動駕駛會逐步過渡到比較簡單的道路場景，包括物流場景等。不過，最終要實(shí)現(xiàn)完全的無人駕駛，可能需要5~10年的時(shí)間。

NBD：未來中國自動駕駛行業(yè)要實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，需要在哪些方面加強(qiáng)投入和創(chuàng)新?

紀(jì)雪洪：現(xiàn)在中國處于一個(gè)相對領(lǐng)先的位置。未來，需要在算力技術(shù)、軟件的操作系統(tǒng)等領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新突破，加大投入。未來3~5年，在自動駕駛領(lǐng)域，我們與美國的差距會進(jìn)一步縮小。中國自動駕駛行業(yè)實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先還是非常有可能的。