[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號(hào)]最近，很多小伙伴在后臺(tái)私信，想了解L3級(jí)自動(dòng)駕駛有哪些技術(shù)要求。其實(shí)對(duì)于自動(dòng)駕駛行業(yè)來(lái)說(shuō)，L3級(jí)是一個(gè)非常重要的分水嶺。一旦達(dá)到L3級(jí)，車輛的主要駕駛行為將交由系統(tǒng)負(fù)責(zé)，駕駛員則轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助角色。那么，實(shí)現(xiàn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛，在技術(shù)上究竟需要滿足哪些條件呢？

什么是L3級(jí)自動(dòng)駕駛

L3級(jí)自動(dòng)駕駛（Level 3 Automated Driving），也稱為有條件自動(dòng)駕駛。它相較于更低級(jí)別的自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，最大的區(qū)別就是在某些特定的道路條件和運(yùn)行范圍內(nèi)，車輛可以自己完成包括感知周邊環(huán)境、控制方向、加減速等絕大多數(shù)的駕駛?cè)蝿?wù)，駕駛員不需要持續(xù)手動(dòng)操作，只需在系統(tǒng)發(fā)出接管請(qǐng)求時(shí)及時(shí)恢復(fù)控制。

這一定義來(lái)自國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）制定的自動(dòng)駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)《駕駛自動(dòng)化分級(jí)》（SAE J3016），這也是全球最被廣泛引用的自動(dòng)駕駛等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)它的定義，L3級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠在限定的設(shè)計(jì)運(yùn)行域（ODD）內(nèi)自動(dòng)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)（DDT），并在人機(jī)交互中明確規(guī)定何時(shí)由系統(tǒng)負(fù)責(zé)、何時(shí)需要人來(lái)接管。

自動(dòng)駕駛等級(jí)分類，圖片源自：網(wǎng)絡(luò)

在中國(guó)，關(guān)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的權(quán)威技術(shù)規(guī)范是《智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通用技術(shù)要求》（GB/T 44721-2024），該標(biāo)準(zhǔn)已于2024年9月發(fā)布實(shí)施。它適用于裝有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的乘用車和商用車，對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的總體要求、運(yùn)行條件、功能安全、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)記錄等方面做了具體規(guī)范。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不只針對(duì)L3一個(gè)級(jí)別，但它明確規(guī)定了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)如何在限定條件內(nèi)安全可靠地執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)、如何處理異常情況、系統(tǒng)如何與駕駛員交互等一整套工程技術(shù)要求，這些對(duì)L3級(jí)自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

想達(dá)到L3級(jí)自動(dòng)駕駛，并不是簡(jiǎn)單裝一堆傳感器就可以了，這一等級(jí)對(duì)應(yīng)的是一系列具體的技術(shù)能力要求，需要在標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理等多個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)到規(guī)定的門檻。

感知與環(huán)境理解必須能全面、可靠工作

L3級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要求車輛能夠借助多傳感器融合，實(shí)時(shí)且準(zhǔn)確地感知和理解周圍環(huán)境。為達(dá)到這一要求，需要融合高精度攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等多種傳感器，通過(guò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)整合不同來(lái)源的信息，從而讓車輛在360度范圍內(nèi)構(gòu)建出涵蓋道路結(jié)構(gòu)、車輛、行人、交通標(biāo)志與信號(hào)燈等關(guān)鍵目標(biāo)的環(huán)境感知圖譜。感知的精度與完整度，直接決定了系統(tǒng)能否在真實(shí)復(fù)雜的交通場(chǎng)景中安全運(yùn)行。

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為此，各類傳感器在其探測(cè)范圍內(nèi)要達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的精度標(biāo)準(zhǔn)，如激光雷達(dá)對(duì)靜態(tài)物體的測(cè)距需達(dá)到厘米級(jí)，攝像頭在多變光照條件下仍需保持對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的高識(shí)別率。在系統(tǒng)層面，融合后的感知結(jié)果必須穩(wěn)定、可靠，足以支持后續(xù)的決策與控制。

此外，環(huán)境感知不僅限于“看到”物體，更要實(shí)現(xiàn)“理解”場(chǎng)景。系統(tǒng)需在復(fù)雜的交通流中，有效區(qū)分潛在危險(xiǎn)目標(biāo)與可忽略的干擾，從而為下游的決策規(guī)劃模塊提供具備情境理解能力的輸入，以生成合理、安全的車輛控制指令。

決策與控制系統(tǒng)要在限定條件下能自己“開車”

要實(shí)現(xiàn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛，精準(zhǔn)的環(huán)境感知只是基礎(chǔ)。在獲取感知數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)必須能夠據(jù)此做出安全的駕駛決策并執(zhí)行控制。這一部分包括規(guī)劃車輛的行駛路徑、控制加減速、調(diào)整方向等動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。決策與控制算法常由深度學(xué)習(xí)、路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制模塊等組成，它們需要滿足實(shí)時(shí)性和安全性兩個(gè)基本要求。

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一是實(shí)時(shí)性，在復(fù)雜交通環(huán)境下，系統(tǒng)需要在數(shù)十毫秒級(jí)內(nèi)響應(yīng)外界變化，保證控制指令的及時(shí)性；

二是安全性，系統(tǒng)在做出控制決策前，需要評(píng)估一定范圍內(nèi)的各種潛在風(fēng)險(xiǎn)，并且盡量避免錯(cuò)誤判斷。如在高速公路行駛中遇到突然切入的車輛，系統(tǒng)需要快速判斷并執(zhí)行制動(dòng)或規(guī)避動(dòng)作，且不能發(fā)生遲滯決策。

這些能力在商用化前會(huì)采用模擬仿真、封閉場(chǎng)地測(cè)試和大規(guī)模實(shí)際道路測(cè)試等3種方式綜合驗(yàn)證，確保在其設(shè)計(jì)運(yùn)行域（ODD）內(nèi)，車輛不會(huì)因控制錯(cuò)誤導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)。

功能安全和最小風(fēng)險(xiǎn)策略是硬性要求

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)必須具備功能安全機(jī)制，也就是在軟件或硬件出現(xiàn)故障時(shí)能夠保證最基本的安全狀態(tài)。依據(jù)《道路車輛功能安全》（ISO 26262）要求，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到內(nèi)部故障時(shí)，必須啟動(dòng)相應(yīng)的安全機(jī)制（例如故障處理、進(jìn)入安全狀態(tài)、發(fā)出駕駛員警告等），以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化，確保車輛處于安全狀態(tài)，這也是我們常理解的最小風(fēng)險(xiǎn)策略。

所謂最小風(fēng)險(xiǎn)策略，就是指當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)安全運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)將車輛減速并駛向安全位置停車，同時(shí)合理打開危險(xiǎn)警示燈等措施，從而盡可能減少事故風(fēng)險(xiǎn)。如高速行駛時(shí)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重感知故障，車輛要自動(dòng)判斷安全路線、減速至安全速度、駛向緊急停車帶停車，這些動(dòng)作都要在預(yù)設(shè)的邏輯和安全邊界內(nèi)完成。明確最小風(fēng)險(xiǎn)策略，并對(duì)其觸發(fā)條件、執(zhí)行行為進(jìn)行系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，是L3系設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。

人機(jī)交互設(shè)計(jì)必須明確駕駛員何時(shí)介入

L3級(jí)自動(dòng)駕駛最不一樣的地方在于它不是完全替代駕駛員，而是在特定條件下“托管”駕駛?cè)蝿?wù)，同時(shí)駕駛員仍舊需要接管。在這一模式下，人機(jī)交互設(shè)計(jì)變得極其重要。這種交互主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

一是系統(tǒng)狀態(tài)的反饋要直接。當(dāng)L3自動(dòng)駕駛模式激活時(shí)，駕駛艙顯示和聲音提示必須向駕駛員清晰告知當(dāng)前的自動(dòng)駕駛狀態(tài)、可運(yùn)行的條件范圍（比如高速公路、晝間等限制），讓駕駛員了解當(dāng)前系統(tǒng)的能力和限制。

二是接管請(qǐng)求與響應(yīng)流程要明確。當(dāng)系統(tǒng)遇到如天氣惡劣、道路標(biāo)線模糊或者復(fù)雜交通狀況等超出其能力范圍的情況時(shí)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要通過(guò)視覺、聽覺等多種方式向駕駛員發(fā)出接管請(qǐng)求。這類提示應(yīng)有明確的時(shí)間窗口，系統(tǒng)必須給駕駛員足夠的時(shí)間完成從自動(dòng)模式向手動(dòng)駕駛的切換，并且系統(tǒng)也要持續(xù)監(jiān)測(cè)駕駛員的注意力狀態(tài)，確保其能夠及時(shí)回應(yīng)。

這一點(diǎn)和L2級(jí)輔助駕駛有本質(zhì)區(qū)別，L2要求駕駛員持續(xù)關(guān)注道路，隨時(shí)可以操作，而L3允許駕駛員適度放松駕駛動(dòng)作，但必須保證對(duì)接管請(qǐng)求有有效反應(yīng)，對(duì)此需要在車輛上加裝駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS），以實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。

數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)和安全是技術(shù)合規(guī)要點(diǎn)

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)持續(xù)產(chǎn)生包括傳感器原始數(shù)據(jù)、車輛動(dòng)態(tài)信息以及系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)與決策日志等海量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的完整、可靠記錄與存儲(chǔ)，是進(jìn)行事故追溯、系統(tǒng)優(yōu)化與責(zé)任判定的核心依據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)規(guī)范需符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

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為此，車輛需配備符合規(guī)范的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)（DSS）。其記錄的具體內(nèi)容涵蓋車輛行駛數(shù)據(jù)（如速度、加速度、轉(zhuǎn)向信號(hào)）、環(huán)境感知數(shù)據(jù)（如攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)的原始或預(yù)處理數(shù)據(jù)），以及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、駕駛決策、故障代碼和人機(jī)交互記錄等。

該系統(tǒng)還需具備事件觸發(fā)機(jī)制（如在碰撞預(yù)警或系統(tǒng)故障時(shí)，自動(dòng)保存事件前后一段關(guān)鍵時(shí)間窗內(nèi)的數(shù)據(jù)），并滿足防篡改、抗物理?yè)p壞的存儲(chǔ)安全要求，這就要求通過(guò)寫保護(hù)功能的獨(dú)立硬件單元實(shí)現(xiàn)。對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)也要實(shí)施嚴(yán)格的加密與權(quán)限控制，以保護(hù)個(gè)人隱私與數(shù)據(jù)安全。

最后的話

L3級(jí)自動(dòng)駕駛之所以被這么多人討論，主要是因?yàn)槠渖婕暗狡囻{駛責(zé)任主體的根本性轉(zhuǎn)變。對(duì)此，它要求車輛在限定的設(shè)計(jì)運(yùn)行域內(nèi)，構(gòu)建一個(gè)以高精度感知為基石、以實(shí)時(shí)安全決策為核心、以功能安全和數(shù)據(jù)可追溯為硬性保障的完整技術(shù)體系。這不僅是單一技術(shù)的突破，更是系統(tǒng)架構(gòu)、安全理念和標(biāo)準(zhǔn)體系的全面革新。


審核編輯 黃宇