2017中国安全产业峰会暨首届汽车安全产业论坛在北京召开,而L5级则代表了完全自动化驾驶

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自动驾驶“跳级”没那么简单

6月21-22日,2017中国安全产业峰会暨首届汽车安全产业论坛在北京召开。道路交通安全历来是各类生产安全事故的重灾区。在不断完善被动安全系统的同时,尽快加速发展智能主动安全技术,对于解决交通事故高发的问题,减少人员的伤亡具有重要意义。

本月,全新一代奥迪A8将在西班牙巴塞罗那迎来全球首发,并将于今年正式上市。据悉,全新一代奥迪A8是世界上第一款搭载3级自动驾驶技术的量产车型,即可实现有条件的自动化驾驶。车辆将成为驾驶的主体,驾驶员只需要在适当的时候接管车辆即可。

依当下自动驾驶技术来看,从L2级跃升至L3级已是一种质变,但是,沃尔沃、福特、丰田等车企近日却纷纷表示,自动驾驶可以跨越L3级直接升级到L4级自动驾驶阶段。

本届峰会由中国安全产业协会、车载信息服务产业应用联盟以及车云网联合主办,特邀数百名国内外主管机构领导、专家、行业大咖探讨全球汽车安全技术、产业发展趋势和商业模式,围绕“政策与监管”、“ADAS及自动驾驶方案”、“商用车安全”、“UBI保险”、“电动车安全”、“网络信息安全”、“数据安全”、“电动车共享”、“人工智能”等话题展开讨论。

当人们认为自动驾驶从L2级到L3级的跳跃已经是一种质变的转型时,福特、丰田、沃尔沃等车企却纷纷表示,要跨越过L3级,直接升级到L4级自动驾驶阶段。当搭载L3级自动驾驶技术的量产车辆还未上市时,为何车企会想跨过L3级,“弯道超车”的真实缘由和最终目的又是什么?目前虽然还未出现“一边倒”的趋势,但这一系列问题仍然值得人们思考。

美国高速路安全管理局将汽车的自动驾驶分为五个级别:驾驶支援、部分自动化、有条件自动化、高度自动化、完全自动化。到了L4级,根据系统要求,驾驶者不必对所有的系统请求作出应答,包括限定道路和环境条件等,而L5级则代表了完全自动化驾驶,是人们理想中的无人驾驶状态。

沃尔沃汽车中国区研发总监顾剑民介绍了沃尔沃在智能安全方面的一些情况。

■从L2到L4,到底跨过了什么

“L3是人机共驾的过程,要求驾驶员可以撒手,但又要随时准备接管,也就是说既希望驾驶员可以睁一只眼闭一只眼,同时又要求驾驶员全程全神贯注,这是很矛盾的。”车企为何纷纷倾向于跳过L3,中瑞交通安全中心研究总监陈超卓对此做出解释。

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早在20世纪末,人们就已开始了对自动驾驶技术的探索研发。到了21世纪初,自动驾驶汽车技术的研发开始呈现出接近实用化的趋势。随着各个国家、各个企业对自动驾驶技术的深入探索,国际上开始出现了针对自动驾驶的分级标准。以目前自动驾驶技术最为发达的欧美地区为例,美国高速公路安全管理局、美国汽车工程师学会(以下简称“SAE”)、欧洲道路交通研究咨询委员会分别对自动驾驶进行了分级定义。

但是,自动驾驶要想弯道超车直奔L4也没那么简单。“在城市道路做一个L4,是一个以10年计甚至更长时间的事情,如果是在北京这样的路段,做L4更是非常漫长。”7月15日在京召开的2017网易未来科技峰会上,图森未来联合创始人郝佳男如是说。

零伤亡和零碰撞是不同的理念

美国交通部选择的是SAE给出的评定标注,即L0级代表无自动驾驶,由人类驾驶员全权操控汽车,可以得到警告或干预系统的辅助,如碰撞警报;L1级则代表驾驶支援,通过驾驶环境对方向盘和加减速中的一项操作提供驾驶支持,其他的驾驶动作都由驾驶员进行操作,如自动防碰撞、定速巡航等功能;L2级则指的是部分自动化,即通过驾驶环境对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶支持,其他的驾驶动作都由驾驶员进行操作,比如高级驾驶辅助系统(以下简称“ADAS”)就能完成这种操作,目前ADAS已经在不少品牌的车型中得到了广泛应用。

本月,全新一代奥迪A8将在西班牙巴塞罗那迎来全球首发,并将于今年正式上市。据悉,这是世界上第一款搭载L3级自动驾驶技术的量产车型。

顾剑民认为,很多企业都提出要通过自动驾驶实现零伤亡和零排放,但零碰撞是不可能实现的。

可以看出,在前三个分级中,人始终是车辆的驾驶主体,但在L3级之后,人与车的驾驶主体性质将发生彻底改变。L3级指的是有条件的自动驾驶,即由自动驾驶系统完成所有的驾驶操作。根据系统要求,驾驶者需要在适当的时候提供应答。到了L4级,则可以实现高度自动化,由自动驾驶系统完成所有的驾驶操作。根据系统要求,驾驶者不必对所有的系统请求做出应答,包括限定道路和环境条件等。L5级则代表了完全自动化驾驶,即无人驾驶。

所谓L3级指的是有条件的自动驾驶,驾驶者需要在适当的时候提供应答。“谁搞L3级,谁就是自己找法律麻烦。”在陈超卓看来,“L3级自动驾驶简直就是法律上和安全上的噩梦。”

大家知道沃尔沃强调安全,被动安全开始,到主动安全、人机安全,最后过度到自动驾驶。整个沃尔沃安全技术开发五步曲,核心是准备安全集成,也就是说,其实沃尔沃在设计车的时候,假设是零伤亡,不是零碰撞。也就是说正常驾驶的时候,碰到冲突,驾驶员能够解决就由人来解决,驾驶员不能解决,系统来避免。如果系统不能避免,下一步怎么减少碰撞损失?如果在100公里时速不可避免碰撞的时候,机器系统可能采取措施,或者紧急刹车、或者避撞,使它能够达到40公里碰撞。那么再加上安全带预警、气囊准备,以及结构各方面和被动安全领域进入,正好达到即使碰撞也死不了人,这是沃尔沃核心技术理念,也就是说现在到处宣传的零伤亡,不是零碰撞。

L3级与L4级的本质区别在于当系统提出要求时,在L3级自动驾驶模式下的驾驶员必须作出应答并接管车辆。这对驾驶者的反应速度要求很高,驾驶者为此必须时刻保持在驾驶状态下,对系统的要求只能采取被动应答的方式,而L4级则完全不需要。

“因为是人机共驾,司机的手可以撒开方向盘,而一旦出事,车到了已经没法处理的时候再让司机来接管,通常这个时段是很危险的,会造成安全隐患。”陈超卓说。

为什么很多车企都跳过了L3阶段?

■多重原因加速车企跨越L3

在他看来,开发自动驾驶并不一定要循序渐进,从L2、L3到L4、L5。沃尔沃现在跳过L3,L4无人车已经于去年9月研发下线,沃尔沃还打算用四年时间在全球包括英国、中国、美国、瑞典等国家进行实路验证,并计划在2021年量产。

顾剑民介绍,沃尔沃下一代的自动驾驶开发,直接跳过了L3阶段。长安、福特等车企都跳过了L3,为什么呢?

今年2月,福特宣布要跳过L3级自动驾驶,直接专注于研发能够量产的五级自动驾驶技术。对此,福特亚太区智能移动战略总监雷先同解释道,L3级别需要驾驶员随时做好接管车辆的准备,这就使驾驶过程增加了很多不确定因素。福特之所以做这样的选择,是为了彻底消除人类对汽车自动驾驶行为的干扰。

不仅是沃尔沃,福特此前也宣布要跳过L3级自动驾驶,直接专注于研发能够量产的L5级自动驾驶技术。对此,福特亚太区智能移动战略总监雷先同解释道,L3级别需要驾驶员随时做好接管车辆的准备,这就使驾驶过程增加了很多不确定因素。福特之所以作这样的选择,是为了彻底消除人类对汽车自动驾驶行为的干扰。

顾剑民说,L3不好定义,因为L3是人机共驾的过程,要求驾驶员是可以撒手的,但随时又要准备接管,也就是说既希望驾驶员可以半睁半闭眼,同时又要求驾驶员全程随时全神贯注,这个是说不通的,是矛盾的。所以这个L3目前是大家倾向于跳过。

不久前,沃尔沃也明确表示要跳过L3级,沃尔沃汽车中国区研发总监顾剑民认为L3级其实是一个“人机共驾”的过程。“虽然驾驶员可以撒手,但又要准备随时接管,也就是既希望驾驶员可以‘睁一只眼,闭一只眼’,同时又要求驾驶员全程随时全神贯注,这本身就自相矛盾。”顾剑民表示,虽然L4级在技术上存在更多的挑战,比如时效模式、环境感知等都需要逐一攻克,但至少不需要驾驶者一定作出应答。

“对于消费者而言,L3级无法实现让消费者完全脱离驾驶,那么消费者为何要花费高昂的价格为此买单呢?”同济大学汽车学院教授朱西产质疑道。

L4实际上也有一些挑战,比如说自动驾驶挑战,人机交互、时效模式,自动驾驶和其它车辆系统的交互,环境感知等等。顾剑民强调,目前的技术,L3到L4,或者L2到L4,实际上是量变到质变。L2环境感知率到80%、90%,没问题,驾驶员是主体,一旦进入L3以上,可以撒手,环境感知必须接近100%,99.9%的识别率都不行。

清华大学苏州汽车研究院智能网联研究中心主任戴一凡告诉记者,目前并不是所有的企业都要跳过L3级,各个企业的意见并不统一。“L3级存在一个人机切换的模式,有的阶段是车在驾驶,有的阶段是人在驾驶,这种切换在技术上就很困难。”他认为,除了技术上存在难点以外,车企对于L3级最大的顾虑就是切换的时间不好确定,因为人本身充满不确定性,不同的人反应速度也不尽相同,究竟设置多长时间给驾驶员进行切换反应,一直存在巨大的争议,因此企业想要跳过这个阶段也合乎情理。

如果说L3是法律上和安全上的噩梦,那L4、L5是否意味着技术上的噩梦?因为全无人驾驶被认为是所有人工智能项目之母。

沃尔沃第一台L4的车2021年量产

此外,法律法规在对L3级自动驾驶的管理上还处于灰色地带。不久前,德国联邦参议院通过了首个自动驾驶相关法律,允许自动驾驶在特定条件下代替人类驾驶。法律要求,如果是在人类驾驶的情况下发生事故,由驾驶员承担交通事故责任;如果是自动驾驶系统原因引发的事故,则由汽车制造商承担责任。戴一凡告诉记者,从表面上看法律的界定已经很明确了,但是没有解决切换中的问题,如果恰好在切换的那几秒钟发生事故,那么权责界定则无法做到清晰明确。

陈超卓表示,L4级无人驾驶面临很多挑战,比如人机交互、时效模式,自动驾驶和其他车辆系统的交互、环境感知等等。

顾剑民表示,沃尔沃自动驾驶战略是希望在自动驾驶领域能够引领,尤其是在量产车型方面。谁都可以搞研发,但是要量产就不那么容易了。沃尔沃现在L2的是量产,但是drive me的项目第一台L4的车,研发的是2016年9月份下线,计划花四年时间在全球实路验证,包括瑞典、中国、英国、美国,计划在2021年量产。他坦言,这是个巨大的挑战。

除上述两点原因外,同济大学汽车学院教授、汽车安全技术研究所所长朱西产认为,L3级自动驾驶商业价值并不强。“对于消费者而言,L3级无法实现让消费者完全脱离驾驶,那么消费者为何要花费高昂的价格为此买单呢?”他告诉记者,既然人无法完全脱离驾驶,反而要精神紧张地时刻“捆绑”在驾驶状态下,那L3级车辆就不具备太多卖点,它的商业价值也不会太高。

“L2环境感知率到80%、90%是没问题的,因为驾驶员是主体;一旦进入L3以上,环境感知就必须接近100%,99.9%的识别率都不行。”陈超卓强调说。

怎么使自动驾驶成为现实?顾剑民认为,应该合纵连横,寻找合作伙伴,没有捷径。

■跳过L3,没那么简单

另外,陈超卓认为,无论是激光雷达、毫米雷达还是摄像头,在L4、L5级别之后都很难完全达到障碍物辨认,人工智能还很难做到判断前方人的意图。

自动驾驶出事后的责任归属,一直是社会争论的话题。顾剑民表示,只要在沃尔沃车自动驾驶环境下驾车出了问题,沃尔沃会负全责,因为它是从安全理念上做无人驾驶。

毋庸置疑,L4级在技术上比L3级存在更多的难点。朱西产告诉记者,L4级自动驾驶汽车需要激光雷达、高精度地图、环境感知等一系列技术的介入,复杂程度要比L3级高很多。戴一凡认为,目前还有不少企业坚持走从L2级升级至L3级的路线,这些选择本身并无对错,但对于想要直接跳到L4级的车企而言,就意味着注定要放弃一些市场,面对搭载L3级自动驾驶技术的车型,它们可能无法提供相对应的竞争车型。

“比如开车到北京五环、六环的城乡接合部,L4级别的自动驾驶很难判别哪个老太太要‘碰瓷’,前面的外卖小哥是要左转还是右转。判断个人的意图,我认为目前L4还做不到。”陈超卓说。

对于消费者而言,从L2直接升级到L4是否会存在一些不适现象呢?对此,朱西产认为,消费者对于产品的适应能力永远是无穷大的,人的天性决定了人们对于新生事物的适应速度会很快。不过,他认为未来消费者可能要面临另外一个问题,即随着自动驾驶技术的不断升级,自身的驾驶技术反而会随之衰退。这意味着一旦自动驾驶面对无法行驶的路况,需要回归驾驶员驾驶模式时,人们可能已经无法自如地操控车辆。“就如同前几年没有倒车雷达和影像时,我们可以凭借自己的驾驶技术自如停车,但是近几年再让我驾驶不具备这些功能配置的车辆,我们已经不能再轻松自如地完成倒车了。”朱西产认为这将是自动驾驶技术不断发展后,消费者首先要面临的问题。

更为严峻的是,完全自动化驾驶还面临着信息安全的挑战。“无人车将来就是智能体,如果被黑客控制可能就不是财产损失的问题,而是生命损失的问题。”北京航空航天大学交通科技与工程学院院长助理田大新说。

不仅如此,他认为量产车直接从L2级跨越到L4级,意味着车辆的成本和售价都会随之大幅攀升,但消费者对于L4级的需求真的会如此迫切吗?至少在中国的道路现状下,人们长途出行一般都会采取飞机或高铁等交通工具,只有短途出行可能会应用到自动驾驶技术,在自动驾驶量产车的开发方面,是否存在过度开发的问题,是企业必须思考与重视的问题。

去年8月,仅在得克萨斯州就有100辆汽车被黑客入侵,而这些汽车只需要通过电脑就可以发动并且行驶。在业内专家看来,网络信息安全是一个永无休止的战斗,并且汽车厂商要有足够的技术能力、耐心和希望来建立一个安全屏障。

“高级别的无人驾驶技术在今天还没有一个大家公认的成熟方案,所以,如果我们解决这个问题,就会在整个供应链条站住脚跟。”郝佳男说。

在田大新看来,2030年或许才是L4自动驾驶比较合理的节点。而在小马智行Pony.ai创始人彭军看来,L4自动驾驶要想跑在北京所有的大街上,2030年都可能太早。

为促成自动驾驶技术尽快落地,百度此前公布了一个“阿波罗”计划。该计划将向汽车行业及自动驾驶领域的合作伙伴提供一个开放、完整、安全的软件平台,帮助他们结合车辆和硬件系统,快速搭建一套属于自己的完整的自动驾驶系统。

在CES Asia 2017上,百度不仅静态展示了阿波罗计划中的软硬件,还带来了与长城合作的自动驾驶测试车。在这些测试车辆上,百度仅仅依靠一个摄像头作为传感器,就实现了L3级自动驾驶功能。这意味着,车企可以在仅仅少量增加成本的情况下,大幅提升车辆的安全性,增加卖点。

但是,百度阿波罗计划要想成功,并不是一件容易的事情。业内分析,成功的前提是,一方面需要在算法、深度学习、人工智能等技术层面获得领先,另一方面还需要获得零部件厂商和整车厂商的认可和支持。

阿波罗计划能否成功还有待观察,但促使自动驾驶尽快落地却是行业共识。

“无人驾驶不是辅助人、不是帮助人,而是要替换掉人,人在整个驾驶过程中完全不参与。L4可能是在特定场景下实现完全无人状态,L5是所有场景都能无人驾驶。”在郝佳男看来,对于更高级别自动驾驶的落地,首先要选择合适的场景。相比于复杂的城市内部交通,高速公路或许是较为可靠的落脚点。

郝佳男表示,相对高速的场景可能就要考虑较长的距离。在这个场景之中,目前的激光传感器是比较困难的,所以就需要摄像头能够看得很远,另外激光雷达本身还面临产能和成本的问题,这可能也会限制自动驾驶商业化的步伐。

“不同传感器各有特点,对于商业场景来说会去选择在成本范围内能够接受的,然后再根据这个限定,不断地挖掘传感器本身的潜力,然后去达到目标。”郝佳男补充道。

工程师出身的陈超卓最后又强调,由人驾驶完全过渡到机器驾驶,功能安全至关重要,即每个部件的功能安全都不能失效。另外,自动驾驶系统还要有冗余设计,当一个传感器失效了,另外一个要立即接上,确保人身安全。