一文厘清L3和L2的本质区别

汽车   2024-10-20 08:40   江苏  

自从2023年底,四部委发布了《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》之后,我就开始被“卷”了起来,隔三差五要么去给项目糙汉子领导汇报准入的进展,要么去给市场萌妹子科普准入的要求。

汇报和交流多了,我发现,无论是糙汉子领导还是萌妹子同事,最高频问的一个问题就是:我们当前开发的高阶辅助驾驶功能达到L3的水平了吗,还有哪些方面没有达到,L3和L2在技术要求层面到底有哪些本质区别?

虽然从一次次汇报和交流中,我已经将这个问题的答案打磨的越来越细,但我发现这既无法引起糙汉子领导的重视,又吸引不起萌妹子同事的兴趣。痛定思痛之后,我决定不再深挖细节,而是站在更高维度去总结。

而总结的过程,正好看到汽标委和华为牵头整理的一份研究报告,既有糙汉子喜欢的高维度视角,又有萌妹子喜欢的简单易懂。本文就将这份报告中的相关干货摘取出来分享给各位和我有相同苦恼的读者。


功能差异

一、动态驾驶任务执行主体

对于L2:系统在激活状态下,动态驾驶任务由驾驶员和系统共同承担,但动态驾驶任务执行主体依然是驾驶员,系统辅助驾驶员执行车辆横向和纵向运动控制以及行车环境的探测与响应。因此,作为动态驾驶任务执行主体,驾驶员可在任意时刻通过转动方向盘、踩下加速踏板等操纵方式介入车辆的横向运动、纵向运动控制。在驾驶员相应的控制输入被执行过程中,系统可以不退出,待驾驶员控制输入结束后,系统自动恢复到激活状态。

例如,单车道行驶控制系统在激活状态下,当驾驶员转动方向盘后,车辆的横向控制输入来源由系统转换到驾驶员,由驾驶员来临时控制车辆的行驶方向,但系统依然持续控制车辆纵向运动。当驾驶员结束对方向盘的操纵后,车辆的横向控制输入来源自动恢复到系统。

对于L3:系统在激活状态下,系统是唯一的动态驾驶任务执行主体,由系统来承担全部动态驾驶任务。若驾驶员已介入车辆的横向运动或纵向运动控制后,应最终导致系统退出,而不应在驾驶员控制输入结束后系统自动恢复到激活状态。

例如, 自动车道保持系统在激活状态下,当驾驶员转动方向盘(超过为防止驾驶员误用而设定的阈值后),车辆的横向控制输入来源由系统转换到驾驶员,并且系统自动退出,而不应该继续控制车辆纵向运动。

二、驾驶员在环机制

对于L2:系统在激活状态下,驾驶员应始终不脱离驾驶任务。系统应对驾驶员是否在环进行持续检测,并在必要时向驾驶员发出提示信号。

例如,脱手检测技术措施的一种表现为,单车道行驶控制系统在激活状态下,当行车速度超过10km/h后,系统应对驾驶员是否手握方向盘进行持续检测,当检测到驾驶员脱手达到一定时长后发出脱手提示信号,提醒驾驶员应立即重新手握方向盘。

对于L3:系统在激活状态下,驾驶员可以有条件地脱离驾驶任务,将注意力从驾驶任务中移开,从事被允许的非驾驶任务(满足相关法律法规的前提下),但仍应保持足够的警觉性以及时响应系统所发出的介入请求。因此系统应具有驾驶员接管能力监测功能,可以通过驾驶员状态监测等技术措施对驾驶员是否具备接管能力进行持续监测,并在必要时向驾驶员发出提示信号。 

例如,自动车道保持系统在激活状态下,驾驶员可以通过车机设备进行娱乐或处理工作等活动,但系统会对驾驶员的视觉注意力、困倦状态等进行持续监测,当系统判定驾驶员不具备接管能力时发出接管能力不足提示信号,提醒驾驶员保持必要的接管能力。

三、目标和事件探测与响应

对于L2:系统在激活状态下,动态驾驶任务执行主体是驾驶员,因此对于车外天气及环境情况、道路结构拓扑情况、其他道路使用者与自车行为交互情况、交通事故及临时施工等可能会对自车行驶造成安全影响的,受限于系统感知和决策规划能力,系统会辅助驾驶员执行部分目标和事件探测与响应,但驾驶员仍需作为目标和事件探测与响应的执行主体,在行车环境或系统运行状态发生异常时,立即介入车辆的控制。

例如,根据中汽中心汽车测评管理中心发布的C-ICAP专项测评研究报告,第一批针对基础行车辅助规程测试的6款车型中仅有2款车型通过了道路施工场景的测试,其余车型无法对施工区域所摆放的锥桶进行识别和响应。

对于L3:系统在激活状态下,由系统来承担全部动态驾驶任务,目标和事件探测与响应也因此由系统全部承担,包括识别全部已明确的设计运行条件元素、计划接管事件和非计划接管事件等,并执行合理的控制策略。    

例如,自动车道保持系统在激活状态下,如果在车辆行驶前方出现临时施工区域(道路上临时摆放锥桶),系统应进行安全响应不与施工区域设施等发生碰撞,安全响应策略取决于系统能力及车流情况,可包括自动换道至相邻可通行车道、提前发出介入请求、执行避撞控制等措施。

四、驾驶决策

驾驶决策作为动态驾驶任务的组成部分,根据当前处于报批阶段的国家标准《GB/T 智能网联汽车 术语和定义》中的相关定义,即“决策”是指驾驶自动化系统确定车辆驾驶行为的技术。驾驶决策作为运动规划的上游,从顶层上指导车辆下一步应该如何行驶方可作为全局最优解。例如,驾驶决策会明确自车是抢行还是让行,是超车还是跟随,是继续车道保持还是发起换道,是向左避障还是向右避障等。

对于L2:系统在激活状态下,动态驾驶任务由驾驶员和系统共同承担,因此也是由驾驶员和系统共同承担驾驶决策。

例如,单车道行驶控制系统提供给驾驶员跟车时距、巡航车速等调节方式,系统在激活状态下会对驾驶员的相关调节输入(例如缩小跟车时距或增加巡航车速等)进行响应。对于具备驾驶员“拨杆换道”功能的系统,会响应来自于驾驶员的换道意图并视情况发起换道过程等。对于具备自主换道功能的系统,可提供给驾驶员不同的设置选项,即每次发起换道过程前需进行确认,或者每次发起换道过程前不需要进行确认。对于前者,每次换道的驾驶决策都由驾驶员通过特定的操作方式进行。对于后者,驾驶员可通过特定的干预方式取消换道过程。

对于L3:系统在激活状态下,由系统来承担全部动态驾驶任务,驾驶决策也因此由系统全部承担。

例如,自动车道保持系统在激活状态下,当驾驶员通过特定的操作方式(如转向信号灯操纵件)尝试发起换道时,系统不应触发本次换道过程,因为换道决策不是来自于自动车道保持系统本身。

上述有关L2与L3实际功能差异性梳理汇总见表1。

表1 L2与L3实际功能划分界限的梳理总结


驾驶员与系统分工的差异

一、SAE J3016

联合国欧洲经济委员会/世界车辆法规协调论坛(UNECE/WP.29)在2018年4月23日发布了《WP.29自动驾驶定义及联合国法规制定通用原则参考文档》。该文档针对SAE J3016 中L1至L5驾驶自动化系统的驾驶员与系统的分工、相关联合国法规制定需考虑的内容等方面提出指导性原则。其中,SAE J3016 L2和L3的驾驶员任务及系统任务说明见表2。

表2 WP.29自动驾驶定义参考文档中驾驶员与系统的分工说明

二、GB/T 40429-2021

2021年8月20日发布的GB/T 40429-2021驾驶自动化分级国标中也对L1至L5用户与系统的角色进行了说明。其中,关于L2和L3的相关说明见表3。

表3 GB/T 40429-2021驾驶自动化分级国标中驾驶员与系统的角色说明

三、小结

综上,在《WP.29 自动驾驶定义及联合国法规制定通用原则参考文档》和《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》中,对于L2,驾驶员仍应持续驾驶任务在环且负责部分动态驾驶任务,尤其是目标和事件探测与响应部分,并在必要时立即干预车辆控制。系统辅助驾驶员执行持续的横向和纵向运动控制以及相应的目标和事件探测与响应,对驾驶员驾驶任务在环状态进行监测,并立即响应驾驶员的退出请求。

对于L3,驾驶员在保持警觉性的前提下可以执行一定的非驾驶任务(满足相关法律法规的前提下),在系统的设计运行条件内无需执行动态驾驶任务但应立即响应系统的介入请求。系统在其设计运行条件内执行全部动态驾驶任务并对驾驶员接管能力状态进行持续监测,在即将超出涉及运行范围或发生失效等情况下向驾驶员发出介入请求。

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