自动驾驶系统正在改变我们对个人交通未来的思考方式。我们将在多长时间内获得不需要人为控制的车辆?无人驾驶汽车即将到来吗?如果我们在方向盘上花费的时间少很多,我们的旅行会是什么样?什么技术实际上使自动驾驶成为可能?无论如何,什么是自动驾驶?不同级别的需求是什么?
自动驾驶汽车无需人工输入就能感知周围区域并进行驾驶。关于自动驾驶系统的试验始于1920年代,直到1950年代才进行试验,并在2013年达到了临界点,当时国家公路交通安全管理局(NHTSA)首次正式定义了自动驾驶。政府当局表示,在没有驾驶员直接输入的情况下,至少发生一些对安全至关重要的控制功能(例如转向,油门或制动)时,才会进行自动驾驶。
自主驾驶级别0–5的解释
由于没有两种自动驾驶技术完全相同,因此在2014年,国际汽车工程师协会(SAE)国际标准J3016为汽车制造商,供应商和政策制定者概述了6个自动化级别,可用于对系统的复杂程度进行分类。当驾驶员解除监视系统行驶环境的责任时,在3级和4级之间发生了至关重要的转变。
级别0 —无自动化:这是完全的人类水平。就像您的母亲教您下班后在当地购物广场的停车场开车一样。您无需任何技术设备的帮助即可加速,制动,转向和协商流量。一辆汽车驶向您,或者一片黑冰使汽车滑行,您一个人必须决定如何安全地做出反应。
第1级-驾驶员协助:您仍然是驾驶员,并且您将继续负责几乎所有的驾驶功能。但是,您可能需要像自适应巡航控制这样的技术来获得支持。自适应巡航控制系统使用激光或雷达来评估您的汽车与前方汽车的距离。然后,它会调节油门以维持适当的距离或预设的距离。在级别1上,计算机可以控制转向或加速/制动,但是没有将其编程为同时进行。在1级,如果辅助系统由于任何原因无法监控道路状况并承担所有驾驶功能,您仍然负全责。
级别2-部分自动化:一个辅助系统在2级是自动的。现在,许多豪华汽车制造商正在生产和销售可同时控制转向和速度而无需驾驶员在短时间内(不到1分钟,有时甚至是几秒钟)交互的2级汽车。这些汽车可以留在车道上,为您刹车。汽车能够对警告系统做出反应,可以转向并可以改变行进的速度,但是驾驶员仍然必须继续驾驶并注意道路。
级别3 —条件自动化:在3级汽车中,仍然需要您作为驾驶员,但是您可以根据交通状况和其他条件将对安全至关重要的功能转移到车辆上。该系统管理大部分驾驶情况,并评估您周围的交通情况。系统会提示您在遇到无法导航的情况(即您接管)时进行干预。从2级自动驾驶转向3级自动驾驶的关键点在于,3级希望用户仅在汽车无法应对情况时才进行干预,并要求用户接管。(很多人认为,特斯拉的自动驾驶仪处于这一水平。不过,更关键的是它仍然处于2级。)
图片由SAE International提供
级别4 —高度自动化:从第3级到第4级是一个重大飞跃。4级车辆可完成所有工作:它们在旅途中执行所有安全关键的驾驶功能并监视所有道路状况,同时在运营设计领域(ODD)工作。但是,您仍然需要在乘车旅行时注意,因为Level 4并不能满足所有驾驶情况。如果某些道路类型或地理区域需要,您可能需要接管驾驶控制。如果您拥有4级车辆,则可以在主动参与和系统管理(例如管理地面街道上的所有驾驶职责)之间交替参与,然后在汽车进入多车道高速公路时成为乘客。
级别5 —全自动:在第5级时,在所有车辆功能,交通,环境决策和紧急情况下,全自动驾驶系统都相当于您的驾驶员。该汽车可以在您作为驾驶员进行谈判的任何道路上和任何条件下运行。
为什么自动驾驶会突然发怒?
无人驾驶技术有可能对过去几代未改变的个人交通出行造成巨大破坏。工业界对自动驾驶兴趣浓厚的原因是三个相互联系的趋势的结合,这三个趋势共同创造了技术和市场的理想融合点。
◊计算机视觉:在某种程度上,由于视觉对象识别技术的出现,自动驾驶已成为现实,该技术使用机器视觉(包括神经网络)将来自多个传感器和离线地图的数据融合到当前位置估计和地图更新中。机器学习的进步使计算机视觉最终能够很好地区分道路上的物体,绘制周围区域的3D地图,并受到强大的处理器速度的支持,从而能够在汽车中操作它们。
ides Ridesharing:自动驾驶技术的成本仍然很高,但是引入了基于应用程序的打车服务以及潜在的拼车公司(如Uber和Lyft),为其他汽车行业内部人士提供了一种解决方案,可将自动驾驶的资本成本分散到多个驾驶员身上。这使得初始投资似乎更可行且更迅速地获利。
◊电气化:尽管并非所有的自动驾驶功能都需要一个EV平台,但许多汽车制造商开始接受电动汽车的现实,并且电动汽车是全自动驾驶汽车的最佳选择。无论是因为消费者关心环境,还是因为电动汽车的购置成本开始降低,汽车制造商都已拒绝接受电动汽车。当行业代表描述将自动驾驶汽车添加到城市环境中时,他们谈论的是提高空气质量,并与政府合作以实现减少温室气体排放的目标。这对每个人都是双赢的局面。此外,自动驾驶汽车的目标是在相对短的时间内分散在许多英里的工作中的低运营成本,而电动汽车在该领域也很出色。
全自动驾驶的影响可能是积极的还是消极的?
全自动驾驶系统的支持者预见了其大规模实施的许多积极影响。
2016 2016年,美国高速公路上与汽车相关的撞车事故造成37,461人死亡。美国国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration)的研究表明,94%的严重撞车事故是由于危险的选择或人们在方向盘上犯的错误所致。较少的交通事故通常被认为是自动驾驶系统的首要原因。
◊通勤成为工人从事业务任务的新时代,从而提高了生产率。
◊自动驾驶汽车代替公司车队进行运送或运输员工。
◊老年人和残疾人可以进入以前无法通过公共交通工具到达的目的地。
ride由于乘车服务,停车场变得越来越少,因此城市土地被重新分配给公众使用。
reduction公路运输的各个领域都实现了节能减排。
自动驾驶系统也有很多障碍,对其安全性的担忧继续阻碍着自动驾驶系统的广泛应用。问题包括:
◊驾驶员和/或乘客有失去隐私的风险。
◊许多人都不愿放弃对驾驶系统的个人交通工具的控制。
about对消费者安全的担忧无处不在。
liability有关责任的争议使法学教授忙于:发生碰撞并使用自动驾驶系统时,应该责怪谁?
hardware诸如硬件或软件故障之类的技术挑战有时会迫使企业重新投入研发。
◊汽车制造商需要时间来替换其现有的车辆库存。
about有关自动驾驶系统的可行法律框架仍在颁布中。
states美国各州对汽车行业报告脱离或失败的要求不一致。
about在讨论任何AI实现的过程中,经常会出现诸如黑客或恐怖主义之类的安全问题。
road由此造成的公路运输行业与驾驶相关的工作流失是一个可能的现实,也是一个艰巨的挑战。
as随着旅行成本的降低和时间的减少,郊区化和城市扩张的加剧可能会改变自然环境。
须知
2014年,《 SAE国际信息报告》为汽车自动化提供了分类标准,范围从无自动化到完全自动化。它是进一步开展标准开发活动的基础,并为更广泛的“自动/自动驾驶”社区中的讨论提供了初步的通用语言。以下是其中一些术语。
广告:自动驾驶系统。
驾驶模式是一种具有特殊动态驾驶任务要求的驾驶场景(例如,高速公路合并,高速巡航,低速交通拥堵,封闭式校园运营等)。
动态驾驶任务包括驾驶任务的操作(转向,制动,加速,监视车辆和道路)和战术(响应事件,确定何时更改车道,转弯,使用信号等)方面,而非战略方面(确定目的地和航点)驾驶任务的方面。
自动驾驶系统要求干预的内容是通知驾驶员,驾驶员应立即开始或恢复执行动态驾驶任务。
NHTSA在自动驾驶安全中的作用
NHTSA于2017年9月发布的有关ADS的最新文档标题为“自动驾驶系统”:安全愿景。“愿景”是此标题中的关键字,因为该文档仅概述了自愿性指导,即供行业考虑和讨论的建议和建议,绝对没有合规要求或执行机制。
“本指南的唯一目的是在发展自动驾驶技术的设计,开发,测试和部署的最佳实践方面,为业界提供支持。”联邦政府希望确保它不会因不必要或意外的创新障碍而阻碍进步。安全仍然是美国交通运输部(DOT)的第一要务,也是美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的重点。
汽车行业不是鼓励或立法自动驾驶安全标准,而是“鼓励汽车行业采用基于系统工程方法的稳健设计和验证过程,以设计无不合理安全风险的ADS。”而且,NHTSA希望业界能够考虑很多设计安全性,包括:
“设计架构,传感器,执行器,通信故障,潜在的软件错误,可靠性,潜在的控制不当,不良的控制行为,与环境物体和其他道路使用者的潜在碰撞,ADS的行为可能导致的潜在碰撞,离开道路,失去牵引力或稳定性,违反交通法规以及偏离正常(预期)驾驶习惯。”
任何生产自动驾驶车辆的公司都将向NHTSA提供其车辆上可用的,经测试或部署用于公共道路的ADS的ODD,并记录评估,测试和评估的过程和程序。用规定的ODD验证ADS功能。公司应针对ADS旨在安全运行的道路类型(州际公路,地方公路等)定义每个ADS的能力限制/边界;地理区域(城市,山脉,沙漠等);速度范围ADS将在其中运行的环境条件(天气,白天/晚上等);和其他域约束。
对象和事件检测与响应(OEDR)是指驾驶员或ADS检测到与即时驾驶任务有关的任何情况,以及对这种情况执行适当的驾驶员或系统响应。ADS的OEDR还应具有处理各种可预见的遭遇的能力,包括紧急车辆,临时工作区和其他可能影响交通安全的异常情况(例如,警察手动指挥交通或其他急救人员或控制交通的建筑工人) ADS的安全操作。
自动驾驶车辆可接受的最低性能集中在通过各种指示器正确地告知操作员或乘员ADS正常运行,当前处于ADS模式,当前“不可用”,出现故障和/或请求控制从ADS过渡到运营商。
自愿安全自我评估旨在向公众(尤其是州和消费者)证明实体是:
“(1)考虑到ADS的安全方面; (二)与交通运输部进行沟通与合作; (3)鼓励自行制定ADS的行业安全规范; (4)通过透明测试和部署ADS建立公众的信任,接受和信心。它也使公司有机会展示其安全方法,而无需透露专有知识产权……实体无需提交自愿安全自我评估。”
正如美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)文件所指出的那样,您是否同意联邦自愿指南对于实现自动驾驶的新时代是令人满意的?强调这12个优先安全要素和相关的自愿安全自我评估,是否真的使公众确信安全仍是NHTSA的重中之重?我们仍处在一个时代,大多数消费者对使用4级或5级自动驾驶汽车感到不安。公司正在采取明确的措施来提高消费者对ADS的熟悉程度,并且邀请了勒布朗·詹姆斯(LeBron James)等名人来帮助缓解这些消费者的担忧。
当达到自动驾驶3-5级时,确实需要考虑新的优先安全设计元素,例如车辆网络安全,人机界面,耐撞性,消费者教育和培训以及碰撞后自动驾驶系统行为。在这些重要的安全领域中,行业是否有能力进行自我评估和监管?
我不了解您,但是作为一名终身教练,我发现个体需要这样做时,往往会遇到一些困难而又新颖的事情。NHTSA也许应该与成人学习理论领域的学者交流。只是一个想法。