[汽车] 智能网联汽车-智能驾驶-综述

概述：智能驾驶 / 自动驾驶 / 高级辅助驾驶(ADAS)

• 汽车行业处在一个变革的时代，自动驾驶相关技术发展应用如火如荼。关注或者想了解这个领域的人也越来越多。

本文的目标在于帮助自己、大家，对自动驾驶技术有一个全局的基础认识。
文章将分别介绍自动驾驶基本原理，意义，分级以及相关行业背景。

图：概念图-高级辅助驾驶(ADAS)

自动驾驶的原理

• 自动驾驶就是车辆在无驾驶员操作的情况下自行实现驾驶，它是车辆的能力。

比如：扫地机器人在扫地的时候就是在自动驾驶。

• 自动驾驶有多种发展路径，单车智能、车路协同、联网云控等。

车路协同是依靠车-车，车-路动态信息的实时交互实现自动驾驶。
联网云控更注重通过云端的控制实现自动驾驶。
本文章主要阐述的是单车智能。

自动驾驶(单车智能)的原理: 环境感知 + 规划决策 + 控制执行

• 单车智能实现的基本原理:

通过传感器【实时感知】到【车辆】及【周边环境】的情况，再通过【智能系统】进行【规划决策】，最后通过【控制系统】执行驾驶操作。

这里面有三个环节：

• 感知：车辆自身以及环境信息的采集与处理，包括视频信息、gps信息、车辆姿态、加速度信息等等。

好比是人类的眼睛、耳朵、皮肤一样去收集。
具体的比如前方是否有车，前方障碍物是否是人，红绿灯是什么颜色，自车的车速如何，路面情况如何等等信息，都是需要去感知的。

• 决策：依据感知到的情况，进行决策判断，确定适当的工作模型，制定适当的控制策略，代替人类做出驾驶决策。

决策主要依赖的是【芯片】和【算法】，就好比是人类的大脑。看到红灯，决策需要停止；观察到前车很慢，决定从右侧超车；有小孩突然闯入道路，进行紧急制动。

• 控制：系统做出决策后，自动对车辆进行相应的操作执行。

类比人类进行的方向盘以及油门、刹车的操作。
系统通过线控系统将控制命令传递到底层模块执行对应操作任务。例如：方向盘左转5度。

硬件系统

• 硬件系统在各层都有。

感知层

• 感知层主要是为【自动驾驶系统】获取外部行驶道路环境数据、并帮助系统进行【车辆定位】。

当前【无人驾驶系统】中代表性的传感器有：摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、GNSS/IMU等。
它们的工作原理、技术特性各不相同，决定了适用场景也不同。
当前大部分车辆都是采用多种传感器相融合的方式以应对各种可能发生的情况，保证较好的实际使用效果。

• 主流传感器的优缺点(参考如下)。

其他还有一些传感器在一些方案中也会被使用，如麦克风阵列，红外相机等:

• 感知层会收集大量的自车和环境数据，决策层需要自动驾驶芯片流畅地处理这些数据才能保证系统及时作出正确的决策，从而控制车辆自动行驶并确保安全。

决策层

• 智能系统的三大要素是数据、算法和算力，而算力的根本就是芯片。

• 芯片是决策层最为重要的硬件。目前能够量产自动驾驶芯片的主要是: Mobileye（英特尔 收购）、英伟达、特斯拉。

Mobileye市场规模最大，应用于L2的产品有统治级别的市场占有率。
英伟达是传统巨头，有算力最强的芯片。
Tesla的芯片自产自销，能够量产高算力芯片。
国内也有一家后起之秀地平线，芯片也已经量产，奋起直追中。

控制层

• 控制层则相对简单，主要是线控。

• 线控就是用线（电信号）的形式来取代机械、液压或气动等形式的连接，实现电子控制，从而不再需要驾驶员的力量或者扭矩的输入。
• 对于自动驾驶来说，核心的三个线控子系统是【线控油门】、【线控转向】、【线控制动】。

我们常常听到自动驾驶各领域都有很多独角兽。奇怪的是线控方面在资本市场却少有提及，但它也是自动驾驶生态中重要的一个环节。
大概是因为线控技术直接涉及风险，大家有意无意地忽视。

-- 上述论断截至 2021年

• 目前主流的 L4 & L4+自动驾驶硬件架构都是依赖激光雷达的，包括华为ADAS、百度Apollo、Waymo、Mobileye等等。

特斯拉的方案则没有激光雷达，笔者认为关键原因是激光雷达的【成本高】、【落地难】，而【视觉方案】可以快速落地形成数据算法迭代优化的闭环。
但激光雷达数据质量实在好，对视觉方案有极大的补充价值，甚至是主导价值，而且成本已经大幅下降。
所以，特斯拉可能成也视觉（更快落地）、败也视觉（效果上限较低）。

软件系统

我们以业界某款开源平台架构来理解一下自动驾驶在软件方面需要具备的能力。

• 地图引擎（Map）：提供道路、周边建筑等地图信息，高精地图还包含全局车道、曲率、坡度、红绿灯、护栏情况等等信息。如地图可以透出前方右拐急弯曲率及下坡坡度。

• 高精定位（Localization）：定位是一个重要模块，L3及以上自动驾驶场景需要高精定位，是车辆信息感知的一个重要元素。如定位到车辆在行进方向右边第二车道，该车道只能直行不能右拐。

• 感知（Perception）：感知模块接受并处理传感器信息，从而识别自车以及周边的情况。如感知到车辆的速度，感知到前方50米有一个行人。

• 预测（Prediction）：预测模块主要用于预测感知到的障碍物的运动轨迹。如在行驶中，感知到左侧道路有一辆车，根据车辆的状态和历史运动轨迹，预测车辆后续运动轨迹，识别是否有碰撞风险。

• 规划（Planning）：根据感知到的信息，规划出一条到达目的地的行进路线，而且还需要规划出未来一段时间内，每一时刻所在位置的精细轨迹和自车状态。如规划轨迹向左偏移并加速，超车后回到道路中心线附近。

• 控制（Control）：如字面意思，通过指令控制车辆硬件进行操作，如发送减速指令到制动器执行制动操作。

• 交互界面（HMI）：人类在中控屏幕上看到的人机交互模块。如自动驾驶系统通过HMI向乘客实时展示系统识别到的自车位置及周边障碍物信息，有助于提升乘客的安全感。HMI在人车共驾的过度阶段更有价值。

• 实时操作系统（RTOS）：Real Time Operation System 根据感知的数据信息，及时进行计算和分析并执行相应的控制操作。

自动驾驶在感知、预测、高精定位等模块，对机器学习都有很深的应用和依赖。自动驾驶在一定程度上也促进了机器学习的发展。

如下为整个架构的数据流向图，从中可以看出各模块的上下游依赖关系。

感知是预测的上游；感知、预测、定位、地图又是规划的上游；
而控制则是规划的下游；HMI则处于整个系统的下游。
从中我们也可以看出，各模块对于高精地图都有依赖，可见高精地图的重要性。
高精地图采集分为集中制图和众包制图两种，未来最可能普遍采用的方式是集中制图** + 众包更新，也可能是直接全众包SLAM制图，够用就好。

自动驾驶的意义

• 自动驾驶如此火热，自然是因为它能够解决一些问题。

降低出行成本

• 自动驾驶可以替代或者部分替代司机的工作，降低司机成本的投入。

中国卡车司机就有3000万，假设驾驶员1个月工资1万，那么一年就是3.6万亿。
假设卡车都实现了无人驾驶，那这里可以节约多少成本？送快递、送外卖的从业人员也是千万级别，无人物流车替代，可以节约多少成本？目前用户打车的钱很大一部分是给司机的，如果司机的钱免了，对应用户的乘车成本也会有降低。如果是自己开车也等于是低价请了个司机，享受了更高的服务。如果进入到无人驾驶时代，那么连考驾照的钱都可以省了。
自动驾驶发展也会促进车辆共享化从而提升车辆利用率以及降低对停车位等资源的占用成本。

提升通行效率

• 拥堵是出行的第一大痛点问题。拥堵的原因有三个方面：

1. 人为因素，如低速占位行驶、路口抢行、路口顶牛等行为造成或加剧了拥堵。
2. 交通设施不完备，如限速，车道不足，红绿灯等因素。
3. 车辆故障，如突然无法启动等问题导致车道阻塞。

三个原因中，人为因素的比重最高，交通设施汽车，车辆故障再次。而自动驾驶可以实现远超人类驾驶的规范化驾驶。在相同流量的情况下，自动驾驶可以有效减少拥堵，进而提升通行效率。

提升出行安全

• 80%以上的交通事故是人为因素造成的，如酒驾、疲劳驾驶、超速行驶、跟车距离过小、不按规定让行等。而自动驾驶可以实现完全规范化的驾驶，没有情绪、100%遵守交规，从而有效提升出行安全。

提升出行体验

• 这个价值主要是针对辅助驾驶部分的功能。不是最终目标，但却是当下大家最能够确实收获的好处。自动驾驶的各种功能可以降低驾驶的难度，有效提升驾驶体验。

自动驾驶的分级

此章节，定义严格，每一条观点都将著名引用来源。

• L0、L1和L2，都要求驾驶员保持注意力集中、并完全投入。

• L3 有条件驾驶自动化：限定条件下，车辆负责驾驶任务，但驾驶员需要在系统无法执行任务时及时接管控制，驾驶员必须保持注意力在线；

• L4 高度自动化驾驶：限定条件下，车辆负责驾驶任务，如果出现问题或系统故障，车辆可以进行处理（3级和4级的关键区别）；

• L5 全自动驾驶：自动驾驶汽车完全控制所有驾驶和导航任务，做任何有经验的人类司机能做的事情；

  

  自动驾驶分级如下表。

  实现L2级别自动驾驶的车厂比较多，L3则基本都是期货。

  目前行业在努力攻克的主要是L3和L4级别的自动驾驶。

  值得注意的是有些厂商并不是L1-L2-L3-L4逐级演进的。

  比如华为进入这个领域，更注重从城市道路场景出发，直接以L4为目标进行设计和技术落地，升维思考、降维打击。

  

L0级 = 无驾驶自动化/应急辅助

定义描述

• 《SAE J3016-2021》 : 无驾驶自动化
  • 驾驶员执行整个动态驾驶任务（DDT），即时有主动安全系统进行强化。
    • 动态驾驶任务（DDT）
      • 持续横纵向车辆运动控制：驾驶员
      • 目标和事件检测与响应（OEDE）：驾驶员
    • DDT后备： 驾驶员
    • 操作设计域： 无
• 《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》 ：应急辅助，emergency assistance
  • 系统不能持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制，但具备持续执行动态驾驶任务中的部分目标和事件探测与响应的能力。
    • 注 1 : 0 级驾驶自动化不是无驾驶自动化，0 级驾驶自动化系统可感知环境，并提供提示信息或短暂介入车辆控制 以辅助驾驶员避险（如车道偏离预警、前向碰撞预警、自动紧急制动、车道偏离抑制等紧急情况下提供的辅助 功能）。
    • 注 2：不具备目标和事件探测与响应能力的功能（如定速巡航、电子稳定性控制等）不在驾驶自动化功能的范围内。

责任归属

• 责任归属：驾驶员（需全程操控车辆，系统仅为辅助工具）
  • 主要依据： 《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

典型功能

• 情况1（0 级驾驶自动化不是无驾驶自动化，0 级驾驶自动化系统可感知环境，并提供提示信息或短暂介入车辆控制 以辅助驾驶员避险）

  • 紧急情况下提供的辅助功能：
    • 车道偏离预警、前向碰撞预警(FCW)、自动紧急制动(AEB)、车道偏离抑制
      • 主要依据：《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》
    • 倒车雷达、盲点监测
      • 主要依据： 《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

• 情况2（不具备目标和事件探测与响应能力的功能、不在驾驶自动化功能的范围内）

  • 定速巡航、电子稳定性控制
    • 主要依据：《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》

L1级 = 驾驶员辅助/部分驾驶辅助

定义描述

• 《SAE J3016-2021》 : 驾驶员辅助
  • 驾驶自动化系统持续执行特定操作设计域（ODD）动态驾驶任务（DDT）的横向或纵向车辆运动控制子任务（但不能同时执行这两个子任务），期望驾驶员执行DDT的其余部分。
    • 动态驾驶任务（DDT）
      • 持续横纵向车辆运动控制：驾驶员和系统
      • 目标和事件检测与响应（OEDE）：驾驶员
    • DDT后备： 驾驶员
    • 操作设计域： 有限制

注1：执行动态驾驶任务（DDT）横向或纵向车辆运动控制子任务的1级驾驶员支持功能只能在其范围内（横向或纵向）进行有限的目标和事件探测及反应（OEDR），这意味着存在一些驾驶自动化系统无法识别或响应的事件。因此，驾驶员必须通过完成DDT的OEDR子任务以及执行车辆运动控制的其他方面来监督驾驶自动化系统的性能。见图2（探讨DDT三个主要子任务）。

注2：术语"驾驶员辅助"也通常用于描述不被视为驾驶自动化系统功能的汽车功能，因为这些功能不能连续执行部分或全部动态驾驶任务（DDT）。

注3：术语"高级驾驶员辅助系统"（ADAS）通常用于描述一系列功能，包括提供警告和/或瞬时干预的功能，如前向碰撞警告（FCW）系统、车道保持辅助（LKA）系统和自动紧急制动（AEB）系统，以及一些涉及1级驾驶员支持功能的便利功能，如ACC和某些泊车辅助功能。因此，术语ADAS对于技术定义文件而言过于宽泛和不精确。

• 《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》 ：部分驾驶辅助，partial driver assistance
  • 系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向或纵向运动控制相适应的部分 目标和事件探测与响应的能力
    • 注：对于 1 级驾驶自动化，驾驶员和驾驶自动化系统共同执行全部动态驾驶任务，并监管驾驶自动化系统的行为和 执行适当的响应或操作（如车道居中控制、自适应巡航控制等功能）。

责任归属

• 责任归属：驾驶员(必须持续监控路况并随时接管)
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

典型功能

• 车道居中控制（LCC）、自适应巡航控制（ACC）
  • 主要依据：《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》

"对于 1 级驾驶自动化，驾驶员和驾驶自动化系统共同执行全部动态驾驶任务，并监管驾驶自动化系统的行为和 执行适当的响应或操作。"

• 前向碰撞警告（FCW）、车道保持辅助（LKA）、自动紧急制动（AEB）；自适应巡航控制（ACC）、泊车辅助功能
  • 主要依据：《SAE J3016-2021》 、《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

“术语"高级驾驶员辅助系统"（ADAS）通常用于描述一系列功能，包括提供警告和/或瞬时干预的功能，如前向碰撞警告（FCW）系统、车道保持辅助（LKA）系统和自动紧急制动（AEB）系统

以及一些涉及1级驾驶员支持功能的便利功能，如ACC和某些泊车辅助功能。

因此，术语ADAS对于技术定义文件而言过于宽泛和不精确。”

L2 级 = 部分驾驶自动化/组合驾驶辅助

定义描述

• 《SAE J3016-2021》 : 部分驾驶自动化
  • 系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向和纵向运动控制相适应的部 分目标和事件探测与响应的能力。
    • 动态驾驶任务（DDT）
      • 持续横纵向车辆运动控制：系统
      • 目标和事件检测与响应（OEDE）：驾驶员
    • DDT后备： 驾驶员
    • 操作设计域： 有限制

注意：2级驾驶员支持功能只能执行有限的目标和事件探测及反应（OEDR），这意味着无法识别或响应某些事件。因此，驾驶员通过完成动态驾驶任务（DDT）的OEDR子任务来监控该功能的表现情况。见图2（探讨DDT的三个主要子任务）。

• 《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》 ：组合驾驶辅助，combined driver assistance
  • 系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向和纵向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。
    • 注：对于 2 级驾驶自动化，驾驶员和驾驶自动化系统共同执行全部动态驾驶任务，并监管驾驶自动化系统的行为和 执行适当的响应或操作。

责任归属

• 责任归属：驾驶员(需全程保持注意力，手扶方向盘)
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

典型功能

• 自动跟车；高速NOA（自动领航）、城市NOA（领航辅助驾驶）、自动泊车、交通拥堵辅助。
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

市场现状

• 2025年70%在售车型宣称“L2”，但夜间AEB失效、复杂路口博弈能力差异大。
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

L3级 = 有条件驾驶自动化/有条件驾驶自动化

定义描述

• 《SAE J3016-2021》 :有条件自动驾驶
  • 在常规/正常操作下，自动驾驶系统（ADS）持续执行特定操作设计域（ODD）整个动态驾驶任务（DDT），期望DDT支援就绪的用户接受ADS发出的干预请求，以及其他车辆系统中与DDT执行相关的系统故障，并将作出适当的响应。
    • 动态驾驶任务（DDT）
      • 持续横纵向车辆运动控制：系统
      • 目标和事件检测与响应（OEDE）：系统
    • DDT后备： 后背就绪用户（应急支援成为驾驶员）
    • 操作设计域： 有限制

注1：与1级和2级驾驶员支持功能不同，所有3级和4级ADS功能设计用于在启用中监控和执行操作设计域（ODD）限制条件，并防止超出规定ODD范围外的干预或操作。

注2：DDT后备就绪用户无需在3级ADS启用时对其进行监督，但应准备在ADS发出干预请求时恢复执行动态驾驶任务（DDT），或在故障条件妨碍车辆继续运行时执行应急准备(fallback)并达到最低风险条件。

注3：3级自动驾驶系统（ADS）的DDT后备就绪用户还应接受车辆系统中DDT执行相关的明显系统故障，这些故障不一定触发ADS发出干预请求，例如车身或悬架部件损坏。

注4：如果3级ADS中出现DDT执行相关的系统故障，或ADS退出其操作设计域（ODD），ADS将发出请求，在足够的时间内进行干预，以便支援就绪用户（无论是车内还是远程）做出适当响应。

注5：DDT支援就绪用户对干预请求的"适当"响应可能需要使车辆处于最低风险状态，或在ADS断开后继续操作车辆。

注6：尽管3级ADS功能预计不会有DDT后备性能，但3级功能可能能够在某些有限的条件下执行DTT回退并实现最低风险。

• 《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》 ：有条件自动驾驶，conditionally automated driving
  • 系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务。
    • 注：对于 3 级驾驶自动化，动态驾驶任务后援用户以适当的方式执行接管。

责任归属

• 责任归属：系统运行期间出事由车企担责，但接管不及时仍归驾驶员。
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

典型功能

• ADS功能能够在低速、高速公路交通拥堵时执行整个动态驾驶任务（DDT） （即：高速自动驾驶 ）

  • 主要依据：《SAE J3016-2021》

• 高速自动驾驶、自动变道超车

  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

法规进展

• 法规进展：北京、武汉等试点区域允许L3上路，2025年4月1日起北京部分路段开放。

L4级 = 高度驾驶自动化/高度驾驶自动化

定义描述

• 《SAE J3016-2021》 : 高度驾驶自动化
  • 自动驾驶系统（ADS）持续执行特定ODD内整个动态驾驶任务（DDT）及DDT后备。
    • 动态驾驶任务（DDT）
      • 持续横纵向车辆运动控制：系统
      • 目标和事件检测与响应（OEDE）：系统
    • DDT后备： 系统
    • 操作设计域： 有限制

注1：用户无需监督4级ADS功能，也不需要在ADS工作中接受干预请求。如果用户未执行动态驾驶任务（DDT），4级ADS能够自动执行DTT后备，也能达到最低的风险条件。这种自动DDT后备和最低风险条件实现能力是4级和3级ADS功能的主要区别。这意味着使用4级ADS功能的车内用户是无需对DDT执行相关系统故障作出响应的乘客。

注2：4级ADS功能可设计为在整个行程中操作车辆（见3.7.3），或设计为仅在给定行程的一部分中操作车辆（见3.7.2），例如，为了完成给定行程，配备有4级ADS功能的车辆的用户在高速公路高速行驶条件下操作车辆时，需要在高速公路结束时执行DDT，以完成其预期行程；然而，如果用户在高速公路结束时未能接管（例如，因为他/她正在睡觉），ADS将自动执行DDT后备并实现最小的风险条件。与3级不同，4级功能用户在ADS工作时不是DDT备用用户（参见下面的示例2），因此不需要响应干预请求以执行后备。然而，如果4级子行程功能达到其ODD限制，ADS可能会向乘客发出警告，提醒其应继续驾驶以完成行程(请注意，在后一种情况下，所说的警报不是干预请求，因为它并不表示需要执行后备。）

• 《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》 ：高度驾驶自动化/高度自动驾驶，highly automated driving
  • 系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略
    • 注1 ：对于 4 级驾驶自动化，系统发出介入请求时，用户可不作响应，系统具备自动达到最小风险状态的能力。
    • 注2：某些具备 4 级驾驶自动化系统的车辆无人工驾驶功能，如园区接驳车等。

责任归属

• 责任归属：车企或运营方承担全部责任。
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

典型功能

• 示例: 4级ADS功能能够在代客泊车期间执行整个DDT（即路缘到车门或反之亦然），无需任何驾驶员监督。

  • 主要依据：《SAE J3016-2021》

• 示例：4级ADS功能能够在高速公路上持续运行期间（即在其ODD范围内）执行整个动态驾驶任务（DDT）

  • 注：本例中设想了驾驶员座椅上有一个能够执行DDT的用户，因为驾驶员在进入高速公路之前就必须执行DDT，而在离开高速公路之后也必须执行DDT。因此，这样的功能会提醒用户，他/她应该在驶出ODD前不久恢复对车辆的操作，但如果用户未能响应这样的警报，ADS仍将执行DDT后备，并自动实现最小风险条件。
  • 主要依据：《SAE J3016-2021》

• 示例：无人驾驶操作调度员可使用4级ADS-DV，该ADS-DV能够在有限的地理区域（如住宅区、军事基地、大学校园）内沿预设路线行驶。

  • 主要依据：《SAE J3016-2021》

市场现状

• 市场现状：仅限Robotaxi测试，私家车暂未开放购买。
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

L5级 = 完全驾驶自动化/完全驾驶自动化

定义描述

• 《SAE J3016-2021》 : 完全驾驶自动化
  • ADS无条件持续执行整个DDT和DDT后备（即，非特定ODD）操作。
    • 动态驾驶任务（DDT）
      • 持续横纵向车辆运动控制：系统
      • 目标和事件检测与响应（OEDE）：系统
    • DDT后备： 系统
    • 操作设计域： 无限制

注1："无条件/非特定ODD"是指ADS可以在世界任何地方的道路上操作车辆，以及在常规车辆可以由熟练人类驾驶员合理操作的所有道路条件下操作车辆。这意味着，比如，没有经设计的天气，当日时间，及地理限制，何时何地ADS均可以操作车辆。但是，可能存在驾驶员无法控制的情况，在这些情况下，ADS也无法完成给定的行程（例如，暴风雪、道路被淹、眩光冰面等），直到或除非不利条件消除。在出现这种不可管理的情况时，ADS将采取DDT后备应急，以达到最低的风险条件（例如，将车辆停在路边，等待情况发生变化）。

注2：如果发生DDT执行相关系统故障（ADS或车辆），5级ADS自动执行DDT后备，并达到最低风险条件。

注3：用户无需监督5级ADS。

• 《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》 ：完全自动驾驶，fully automated driving
  • 系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。
    • 注1: 对于 5 级驾驶自动化，系统发出介入请求时，用户可不作响应，系统具备自动达到最小风险状态的能力。
    • 注2: 5 级驾驶自动化在车辆可行驶环境下没有设计运行范围的限制（商业和法规因素等限制除外）。

责任归属

//todo

典型案例

//todo

市场现状

• 市场现状：技术尚未成熟，暂无量产车型。
  • 主要依据：《自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝》

智驾功能清单

• 从清单可以看到，智能驾驶功能是循序渐进、递进式演进，从L0到L1、L1到L2、L2到L3。
  • 例如： 定速巡航(CCS，L0) => 自适应巡航(ACC，L1) => 领航辅助驾驶(NOA，L2|L3)

倒车辅助制动-RAEB+ (GB=L0, SAE= L0)

• 倒车辅助制动包含: 后向自动紧急制动（RAEB）和后向横穿辅助制动（RCTB）2个子功能

• 功能表现为: 泊出车位或倒车时，探测后方横穿移动目标和静止目标，在存在碰撞风险时，用户无主动制动操作和制动力不足时，系统通过请求制动系统制动，来避免碰撞或缓解碰撞损失。

自动远近光灯-IHC (GB=L0, SAE= L0)

• 可以根据周围路况条件，自动帮助驾驶员进行远近光灯切换，增加远光灯的使用率。

交通标志识别-TSR (GB=L0, SAE= L0)

• 检测道路上的“限速提示标志”并发送给仪表显示，用于超速时提示驾驶员。

前穿行预警-FCTA (GB=L0, SAE= L0)

• 泊出车位或倒车时，探测前方横穿车流在可能出现碰撞危险的情况下，通过外后视镜镜片上的指示灯及仪表蜂鸣音做出预警，提醒您注意行车安全。

后穿行预警-RCTA (GB=L0, SAE= L0)

• 泊出车位或倒车时，探测后方横穿车流在可能出现碰撞危险的情况下，通过外后视镜镜片上的指示灯及仪表蜂鸣音做出预警，提醒您注意行车安全。

前碰撞预警-FCW (GB=L0, SAE= L1)

• 监测车辆前方状况，在可能出现碰撞危险的情况下，通过仪表显示文字提示，指示灯及仪表蜂鸣音做出预警，提醒您注意行车安全。

车道偏离预警-LDW (GB=L0, SAE= L0)

• 车道偏离预警 = Lane Departure Warning

• 在行驶时，根据前视摄像头采集的【车道线】数据，结合车辆行驶状态分析判断车辆是否处于本车道内或者是否有压线趋势，并在车辆“无意识地偏离车道”时为驾驶员提供警告。

• 车道偏离预警系统是一种方便的车载设施:

• 它利用摄像头图像和车辆信号信息识别前方车道，并在偏离车道时向驾驶员发出警报。
• 它由摄像机单元组成，并通过计算摄像机图像输入信号来识别车道。
• 通过在摄像头单元上感测前方车道进行屏幕图像处理的传感器模块感测车道以保持车道，并计算关键参数，即: 车辆中心偏移、道路宽度、车辆行驶角度和道路曲率。

图: LDW系统状态机

• 推荐文献

• LDW车道偏离预警功能介绍 - Zhihu/汽车电子与软件
• 车道偏离预警（LDW） - 小鹏汽车

车道偏离抑制-LDP (GB=L0, SAE=L0)

• 车道偏离抑制系统（Lane Departure Prevention, LDP）

  • 作为现代汽车中一种重要的安全技术，旨在防止车辆无意识地偏离行驶车道。该系统通常与车道偏离报警系统（LDW）结合使用，形成车道偏离辅助系统（LDA）。
  • 通过监测车辆与车道线的相对位置，自动调整方向盘，帮助驾驶员保持在车道内，从而提高行车安全性。

• 工作原理

  • 监测与识别：LDP系统通过安装在前风挡玻璃上的摄像头实时监测道路上的车道标志线。当系统检测到车辆即将偏离车道时，会计算车辆与车道线的相对位置、横向速度等信息。
  • 警报与干预：如果驾驶员未及时采取措施，系统会通过方向盘震动或仪表盘警示灯提醒驾驶员。同时，LDP系统会自动施加轻微的转向力，帮助驾驶员将车辆引导回车道中央。

• 适用条件：该系统在车速60 km/h至150 km/h之间最为有效，适合中高速行驶场景。系统的有效性也受到车道线清晰度、天气条件等因素的影响。

自动紧急制动-AEB (GB=L0, SAE=L1)

• AEB：Autonomous Emergency Braking 自动紧急制动

监测车辆前方状况，在可能出现碰撞危险的情况下，自动执行制动，并同时通过仪表显示文字提示，指示灯及仪表蜂鸣音告知危险。

• AEB是一种汽车主动安全技术。

AEB通过传感器持续监测自车与周边障碍物的距离，如果距离小于警报距离则发出警报，如距离进一步小于安全距离，则即使驾驶员没有操作，AEB也会自动进行制动控制，避免碰撞发生。

倒车雷达(GB=L0, SAE= L1)

盲点检测-BSD(GB=L0, SAE= L0)

定速巡航-CCS(GB=L0, SAE= L1)

• 定速巡航系统（Cruise Control System，缩写为CCS）
  • 定速巡航是一种汽车技术，允许驾驶员在设定的速度下自动行驶，从而减轻长途驾驶的疲劳并提高燃油效率。
  • 一种通过电子控制技术使汽车在设定的速度下自动行驶的装置。驾驶员可以在高速公路上长时间行驶时，不必持续踩油门，从而减轻疲劳并节省燃料。

电子稳定性控制-ESC(GB=L0, SAE=L0)

自适应巡航-ACC(GB=L1, SAE= L1)

• 自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)，在纵向上自动控制车辆加速与减速。

它通过安装在车辆前方的雷达或摄像头等传感器，实时监测与前车的距离和相对速度。
当车辆行驶时，ACC 能够自动调整车速，使车辆与前车保持设定的安全距离。

定义：ACC是系统通过传感器监测与前车的距离和相对速度，结合乘坐体验，计算出合适的油门或者刹车量进行车辆纵向的控制，最终实现自动跟车或定速行驶的辅助驾驶功能。

交通拥堵辅助系统-TJA (GB=L2, SAE= L2)

• 交通拥堵辅助系统 = TJA (Traffic Jam Assistant) ，在堵车时候，为驾驶员提供一定的辅助系统，缓解驾驶员的疲劳。

它是ACC功能的一个拓展版，可以跟ACC一样走走停停，但增加了轻微转向调整的功能。

• 通俗理解

• TJA交通拥堵辅助= ACC（速度在60km/h以下）+LKA（横向控制）

划重点：TJA的工作速度区间是0-60km/h。

• TJA功能触发和关闭的条件：

在车速低于65km/hr的时候，系统可以触发该功能。

• TJA功能安全性：
  TJA属于驾驶辅助系统，驾驶员要做好接管车辆超控的准备。

集成巡航辅助-ICA (GB=L2, SAE= L2)

• 集成巡航辅助系统(Trafficjam Assist, ICA)

• ICA可以在巡航时自动调节与前方车辆间的距离，并将车辆保持在车道中间（下文称为“转向辅助”），可应用巡航车速0km/h~130km/h。
• ICA通过安装在车辆前部的毫米波雷达传感器和前风窗玻璃上的智能前向摄像头，探测前方路径上的车辆与本车之间的相对距离和速度，通过智能前向摄像头探测设置在路面上的车道标志线。
• ICA可提升驾驶舒适性并提供更轻松的驾驶体验，如在高速公路的平稳车流中长途驾驶时。

• 通俗理解:

• ICA=ACC（速度在60km/h以上）+LKA（横向控制）
• 既能跟车又能保持车道，ICA 就是高速跟车巡航

• 推荐文献

• 集成式巡航辅助系统 - 广汽传祺汽车
• 交通拥堵辅助与集成式巡航 - 北京蓝谷极狐汽车

车道保持辅助/车道偏离纠正-LKA(Lane Keeping Assist) = LDW(车道偏离预警) + LDP(车道偏离预防) + LCC(车道居中控制) (GB=L1, SAE= L1)

• LKA：Lane Keeping Assist 车道保持辅助

• 在行驶时，且车辆偏离车道线时，给出预警和纠偏，自动给予车辆反方向，向车道内纠正的力矩，从而避免车辆偏出车道。

• LKA是在车道偏离预警系统（LDW：Lane Departure Warning）的基础上增加纠正的控制。

• LKA通过传感器监测自车与车道中心线的相对位置，如果发现车辆偏离车道，则向驾驶员发出警告，在特定设定下可以通过自动转向控制使得车辆重新回到车道中央行驶。
• LCC（Lane Centering Control 车道居中控制 ）也会作为一个独立的辅助功能提供。

图：LDW - LDP - LCC

车道居中控制-LCC(GB=L1, SAE=L1)

• 车道居中辅助（LCC）是一项舒适性的辅助驾驶功能，包含60km/h以下的交通拥堵辅助（TJA）和60km/h以上的智能巡航辅助（ICA）。
• 激活车道居中辅助（LCC）后，系统可以辅助驾驶员控制方向盘，持续将车辆居中在当前车道内。
• 车道居中辅助（LCC）启用时，驾驶员仍需始终保持手握方向盘并在必要时接管方向盘。
• 车道居中辅助（LCC）适用于高速公路且具有清晰车道线的干燥道路工况，在城市街道上切勿使用车道居中辅助（LCC）。

泊车辅助/自动泊车-APA(GB=L2, SAE= L2)

• 推荐文献
  • L2到L4的泊车辅助系统---APA自动泊车、RPA远程遥控泊车、自学习泊车、AVP自动代客泊车 - CSDN

自动泊车-APA

• 自动泊车 = Automated Parking Assist
  • 此为一种辅助驾驶功能，在驾驶员身处车内的情况下，车辆凭借传感器、摄像头以及精密的控制系统，能够自主探测并选定适宜的停车位，随后操控方向盘、加速及制动系统，以完成泊车动作。
  • 在此期间，驾驶员需保持高度警觉，随时准备在必要时接管车辆操控。
  • 例如，在商场的停车场环境中，一旦驾驶员启动自动泊车功能，车辆便能自主执行倒车入位的操作。

代客泊车系统-AVP

• 代客泊车系统（Automated Valet Parking, AVP）：
  • 这是一项更为先进的驾驶辅助技术。
  • 在此模式下，驾驶员无需亲临现场，仅需通过智能手机应用程序发出泊车指令，车辆即可自动搜寻并停入车位。
  • 此外，当接收到取车指令时，车辆亦能自主从停车位驶往指定的乘客接送点。
  • 在多车同时接收指令的情形下，系统能够动态调度，确保车辆有序等待并进入泊车位，且在行驶过程中严格遵守交通规则。
  • 在大型购物中心的停车场等场景中，车主下车后，车辆即可自主寻找并停放至车位。

遥控泊车功能-RPA

• 遥控泊车功能（Remote Parking Assist, RPA）：
  • 此功能允许驾驶员在车辆外部，通过专用的遥控器或智能手机应用程序对车辆进行泊车操作的控制。
  • 在距离车辆一定范围内（通常约为10米），驾驶员可以远程启动车辆，并通过控制车辆的前后行驶及方向盘的左右转动来实现泊车。
  • 例如，在车位空间相对狭窄的情况下，驾驶员可以先下车，再利用遥控器将车辆精准地泊入车位。

自动超车变道 (GB=L2|L3, SAE= L2|L3)

领航辅助驾驶-NOA (GB=L2|L3, SAE= L2|L3)

• NOA在超级巡航（SCC）功能的基础上，结合高精度定位、高精度地图，辅助您驾驶车辆按照导航路线行驶。

导航辅助驾驶功能运行时，驾驶员需要手握方向盘，目视前方，专注道路环境。

高速NOA/自动领航 (GB=L2|L3, SAE= L2|L3)

城市NOA/领航辅助驾驶 (GB=L2|L3, SAE= L2|L3)

超级巡航-SCC = DCLC+ACC+LCC

• SCC本身为多功能的拼接，属于在ACC的基础上实现了横向控制.

• 即: SCC = ACC + DCLC 拨杆变道 + LCC 车道居中
• 在纵向上ACC巡航，横向上自动将车辆保持在车道内居中，同时增加驾驶员拨转向杆，车辆自动换道的功能。
• 当开启SCC功能后，系统会评估此时路况信息，在路况满足一定要求时，驾驶员通过拨动转向灯拨杆，可实现车辆自动变换车道。

高级辅助驾驶的功能清单及缩写

功能/缩写	功能描述(英文)	功能描述(中文)
ACC	Adaptive Cruise Control	自适应巡航控制
ADAS	Advanced Driving Assistance System	高级驾驶辅助系统
AEB	Autonomous Emergency Braking	自动紧急制动
AES	Automatic Emergency Steering	自动紧急转向
ALC	Auto Lane Change	自动变道辅助
APA	Auto Parking Assist	自动泊车系统
AVM	Around View Monitor	全景影像系统
AVP	Automated Valet Parking	自主代客泊车
AWB	Automatic Warning Braking	点刹制动报警
BSD	Blind Spot Detection	盲点检测系统
DMS	Driver Monitor System	驾驶员疲劳监控
DOW	Door Open Warning	开门预警
EBA	Emergency Braking Assist	紧急制动辅助
EDR	Event Data Recorder	事件数据记录
ELK(A)	Emergency Lane Keeping	紧急车道保持
EMA	Evasive Manoeuvre Assistance	紧急避障辅助
FCTA	Front Crossing Traffic Alert	前方横穿预警
FCTB	Front Crossing Traffic Brake	前方横穿制动
FCW	Front Collision Warning	前向碰撞预警
FSD	Full Self-Driving	完全自动驾驶
HBA	Hydraulic Brake Assist	液压制动辅助
HPP	Home-Zone Parking Pilot	记忆泊车辅助
HUD	Head Up Display	抬头显示
ICA	Integrated Cruise Assist	集成式高速巡航
IHC	Intelligent Headlight Control	自适应远近光

Y 推荐文献

• [汽车/国家标准] GB/T 40429-2021《汽车驾驶自动化分级》 - 博客园/千千寰宇

X 参考文献

• 自动驾驶概述 - CSDN/Apollo开发者社区 【待续:自动驾驶分级】 【推荐】

邱辉俊（少隆） 高德技术 2021-09-28 11:37

• 智驾功能知识（ACC、LKA、SCC、DCLC、LCC、NOA、RAEB+、AEB-C/P/B、FCW、LDW、IHC、TSR、BSD、DOW、FCTA、RCTA） - CSDN

• 自动驾驶/辅助驾驶各系统缩写及功能简介 - CSDN

• 自动驾驶分级指南：从L0到L5看懂车企的“智驾话术” - 懂车帝

• LCC辅助驾驶是什么意思？LCC和ACC有什么区别 - 无敌电动网

• [智能汽车-1] 交通拥堵辅助系统 TJA - Zhihu

• 教你看懂ACC、TJA、 ICA、ICC 这些功能都能干些啥 - CSDN 【推荐】