“花小钱、办大事” L2+ 级 自动驾驶技术成为主流,可提高系统成本效益
发布时间:2021-06-08   作者:Lindsay Brooke
  • 模块化、可扩展的L2+级系统将为ADAS解锁新的功能,包括自适应并线和各种类型的增强AEB自动紧急制动等,旨在提高汽车自身及其对行人或自行车的安全性。(采埃孚)
  • SAE L2级和L3级自动驾驶系统均在“默默”缩小涵盖范围,从而在两者之间为性能增强版 L2级系统(即所谓的L2+级系统)腾出空间。
  • 目前,越来越多汽车厂商和供应商发现了L2+级系统与L3级系统相比“花小钱、办大事”的优势。
  • 采埃孚集团电子和 ADAS 部门高级副总裁 Christophe Marnat 认为,SAE L3级系统的市场“可能没有人们想象的那么大”。(图片来源:采埃孚)
  • 日本国土交通省建议汽车厂商在车尾使用图标示意这是一辆L3级自动驾驶汽车。(图片来源:日本国土交通省)

2014年1月SAE 发布了J3016“自动驾驶等级”标准后不久,自动车辆开发工程师和产品规划师就开始在 L2级 和 L3级 自动驾驶之间的领域摸索。新的传感和处理器的出现,为原本专注于驾驶员辅助功能的 L2级 系统配备了 L3级 系统所需的富有争议的驾驶员预警和交接功能,进一步模糊这两者之间的差异。

 

ADAS高级驾驶员辅助系统还有发展空间。这些进行探索的人士认为,随着新的创新技术的出现,SAE L2级 的实现将更加高效,并支持更多功能且带来更多的安全潜能。市场上对这种增强自动驾驶系统曾有过多种表达,包括 “增强L2级” 和 “L2.X级” 等,但目前的主流叫法是 “L2+级”。工程师和分析师对 SAE 表示,2021年开始,L2+级 是主流的ADAS解决方案。

 

采埃孚集团也是“L2+级 系统”这个概念的支持者。“这显然是从 L2级 ADAS 到L4级 全自动驾驶 的一个重大飞跃,跳过了L2级 到 L3级 和 L3级 到 L4级之间的过渡。”集团电子和 ADAS 部门高级副总裁 Christophe Marnat 表示,“我们几年前就开始探讨 L2+级 的新系统,也就是一些比 L2级 驾驶员辅助系统 更安全、更方便,但仍始终保持驾驶者参与的系统。任何情况下,你要想让汽车承当更多原本由驾驶员承担的任务,系统的复杂度和成本很快就会指数型上升。”

 

Marnat认为,现阶段从终端消费者的角度来看,从 L2级 到 L3级 的转变“成本过高”。L3 级 解决方案所需的计算能力显著增加,同时必须为传感器和相关促动器配置双倍甚至三倍的冗余,而且还必须同时融合来自多个传感器的大量数据。他认为,L3级自动驾驶的HMI人机界面也存在一些限制,驾驶员必须可以随时在很短的时间内重新接管对车辆的控制。目前,全自主汽车的监管框架仍然悬而未决。

 

“我们需要一个完全不同的系统,准确监测驾驶员是否有能力重新接管对车辆的控制。车辆必须很快做出正确的决定。”采埃孚电子和ADAS部门工程主管Marc Bolitho说,“要实现这一点,你很快就需要用到 L4级 系统所需要的一切硬件,这就是系统无法在乘用车市场中普及的障碍之一。”

 

行业有意拓宽 L2级自动驾驶的定义范围,尽管这可能让 L2级 和 L3级系统之间的界限更加模糊,但并不会让曾经定义了 6 种不同自动驾驶等级的行业专家感到意外。事实上,J3016(见下图)创建之初就是一份“活跃”文件,会不断更新和修改,随时跟上技术和法规的更新步伐。

 

增加功能

 

接受本文采访的专家表示,汽车行业调整实现 SAE L4级全自动驾驶系统的实现路线,进一步鼓励 “L2+ “半自动驾驶”技术,并制定切实可行的预期,其主要原因有三:其中一个因素是 COVID 新冠疫情大流行的爆发以及由此产生的“无接触经济”,至少暂时抑制了人们对无人驾驶出租车和拼车日益增长的热情。自动驾驶送餐服务是当前的焦点。

 

其次,是整个行业面临的巨大经济压力;最后,是全球各地区对发展电气化的强劲政策支持,尤其是在欧洲和中国。Marnat 指出,这些情况“改变了厂商的重点战略。电气化不仅是‘谋发展’,更是‘求生存’的必经之路。”

 

对于采埃孚来说,这意味着L2级和L2+级系统领域都会更加繁忙。Marnat 说,“我们预计,未来很长很长一段时间的主流需求均将来自这些领域。”Marnat 上个月在SAE的“ADAS到自动驾驶数字峰会”活动上做了主旨发言。“我们公司也可以借助远程雷达、激光雷达和计算平台,提供 L3级 和 L4级 自动驾驶解决方案。但我们相信,市场将在未来很长一段时间内专注于 L2+ 级技术。”他说,“ L3级 及以上的解决方案也会出现一些,但不会成为市场主流。”

 

目前,采埃孚工程师正在开发更多 L2+级 功能,改善现有 L2级 系统的驾驶体验和安全性。其中,包括车辆进出高速公路时的自适应并线功能;另外还有各种增强AEB自动紧急制动系统,可以提高车辆与行人之间、车辆与自行车(和摩托车)之间的安全性。此外,在量产产品的开发计划中,采埃孚还采用了车内监控技术,以确保驾驶员的注意力集中。

 

性价比

 
降低成本是汽车制造商和自动驾驶车辆工程师的重中之重。“增强型ADAS功能必须能够高质量完成任务,但同时成本不能太高。”采埃孚的 Bolitho 表示,“这正是一级供应商的优势所在,我们可以以合理的成本提供一站式解决方案,不仅提供传感硬件和计算解决方案,还同时进行车辆集成。”他和Marnat预测,未来行业主流将继续长时间停留在“L2级自动驾驶”领域。

 

在 2020 年笔者的一次采访中,现代汽车北美首席安全官(Hyundai Motor North America) Brian Latouf 强调,随着新功能的增加,自动驾驶系统必须能够提供更高的价值。“现代公司将持续改进我们的 L2级 ADAS系统,提供功能更强大、性能更优化的雷达摄像头传感器融合技术,”Latouf 表示,“我们也在评估 L2级 系统中对驾驶员监控,探索在允许范围内为驾驶员提供更大自由的可能性。”他说,现代公司将继续研究增加更多传感器(如激光雷达)在提高系统性能、安全性能和驾驶体验方面可能带来的潜在好处。

 

通用汽车全球产品开发总监 Doug Parks 也强调了降低成本的重要性。该公司正在进一步开发针对乘用车的Super Cruise 超级巡航(L2+ 级系统)和下一代 Ultra Cruise 极致巡航系统。Parks在最近接受“底特律新闻”采访时宣称,公司的目标是继续在“不用增加数万美元成本的前提下增强驾驶员协助系统的功能性。”

 

其他移动出行技术公司也见证了 SAE L2级 系统不断丰富的过程。“我和我们的汽车厂商客户看到了这一点,”安波福(Aptiv) CTO Glen DeVos 在《自动驾驶车辆工程》杂志最近参加的一次媒体背景发布会上说,“他们正在充分发掘 L2级 系统的所有潜力,并不断增强系统的功能。基本来说,他们就是要在不突破 L2级 驾驶员辅助系统范围(即仍要求驾驶员参与)的前提下,为驾驶员提供一切可以提供的功能。”

 

模块化是关键

 
采埃孚公司积极开发模块化、可扩展硬件和软件套件的关键驱动因素是成本。目前,该套件已经与一家主要的亚洲汽车厂商合作投入生产。Marnat 表示,采埃孚的 coAssist 系统使用摄像头、雷达和中央 ECU 单元(不需要激光雷达),并借助公司合作伙伴 Mobileye 的 EyeQ 技术,可提供包括自适应巡航、车道变换和车道保持辅助、交通堵塞支持和交通标志识别等一系列功能。

 

Marnat 将 coAssist 系统描述为“一个即插即用型解决方案,可在远低于 1,000 美元的成本范围内提供传统 L2级 和 L2+级 功能套件”,并符合预期中的 2024年 欧洲NCAP测试协议。他声称 coAssist 的执行质量很高。“如果你要增加 L3级 功能,那成本要比现在高出很多。”他指出,“厂商很明白客户到底会不会买单,L3级 自动驾驶的市场在 2025 年前可能没有人们想象的那么大。”

 

采埃孚开发了一系列模块化的 L2+ 级系统,包括 coAssist、coDrive和 coPilot,帮助汽车厂商进行功能升级。公司的新型Gen21中程雷达、360°全方位车身摄像头感知及高级处理功能可以接管车辆方向盘/刹车油门,还可以进行自动换道、超车、自动停车等功能,以满足汽车厂商对L2+ 级车型的性能要求和成本预算。

 

专注于 L2+ 级解决方案使采埃孚能够分摊固定成本,同时使其工程师有机会学习新的数字测试和验证方法。Marnat 说,“考虑到未来六年中市场的成本敏感性和(ADAS 和 自动驾驶汽车)技术的粒度,我们认为主流市场将在很长一段时间内选择 L2级 和 L2+级解决方案。”  

 

另一个角度:本田在日本本土直接跳到L3级自动驾驶

 

虽然业界正在大规模投资 L2+级 ADAS系统,但汽车厂商也没有停止继续开发、测试 L3级 自动驾驶汽车的脚步。2020年11月,本田汽车公司(Honda MotorCo.)获得了日本国土交通省颁发的 SAE L3级 自动驾驶车型认证。这项批准允许配备公司 L3级 “交通堵塞领航”系统的车辆在某些条件下开展自动驾驶,例如在拥堵的高速公路环境中。配备L3级自动驾驶系统的本田Legend预计将在 3 月下旬开始零售。

 
为了促进L3级自动化车辆的商业化,日本国土交通省去年 4月对日本的《道路车辆法》进行了部分修订。根据该修正案,L3级驾驶设备被添加到符合日本安全标准的机动车辆设备清单中。
 

“日本政府的自动驾驶级别(1-5级)是基于SAE的定义制定的,”本田美洲研发部企业与技术通信首席工程师 John Dirrig 解释道。他说,修订后的《道路车辆法》“为自动驾驶设备的性能制定了标准”,其中包括要求车辆记录和保存数据,并赋予执法人员检查记录器和要求提交记录数据的权利。

 

日本国土交通省还“鼓励”(但非强制)在车辆后部贴上标签,表明这是一辆自动化车辆。对于车载数据记录仪,研发发言人Dirrig 解释说,L3级 自动驾驶汽车“必须能够记录数据,以确认自动驾驶设备的运行状况,例如设备开启/关闭的时间,设备发出移交警告的时间,以及司机无法接管车辆的情况。”

 

Dirrig 补充说,记录器必须能够记录数据 6个月 或 2,500 条。

 

作者:Lindsay Brooke

来源:SAE《自动驾驶车辆工程》 杂志

2014年1月SAE 发布了J3016“自动驾驶等级”标准后不久,自动车辆开发工程师和产品规划师就开始在 L2级 和 L3级 自动驾驶之间的领域摸索。新的传感和处理器的出现,为原本专注于驾驶员辅助功能的 L2级 系统配备了 L3级 系统所需的富有争议的驾驶员预警和交接功能,进一步模糊这两者之间的差异。
 
ADAS高级驾驶员辅助系统还有发展空间。这些进行探索的人士认为,随着新的创新技术的出现,SAE L2级 的实现将更加高效,并支持更多功能且带来更多的安全潜能。市场上对这种增强自动驾驶系统曾有过多种表达,包括 “增强L2级” 和 “L2.X级” 等,但目前的主流叫法是 “L2+级”。工程师和分析师对 SAE 表示,2021年开始,L2+级 是主流的ADAS解决方案。
 
采埃孚集团也是“L2+级 系统”这个概念的支持者。“这显然是从 L2级 ADAS 到L4级 全自动驾驶 的一个重大飞跃,跳过了L2级 到 L3级 和 L3级 到 L4级之间的过渡。”集团电子和 ADAS 部门高级副总裁 Christophe Marnat 表示,“我们几年前就开始探讨 L2+级 的新系统,也就是一些比 L2级 驾驶员辅助系统 更安全、更方便,但仍始终保持驾驶者参与的系统。任何情况下,你要想让汽车承当更多原本由驾驶员承担的任务,系统的复杂度和成本很快就会指数型上升。”
 
Marnat认为,现阶段从终端消费者的角度来看,从 L2级 到 L3级 的转变“成本过高”。L3 级 解决方案所需的计算能力显著增加,同时必须为传感器和相关促动器配置双倍甚至三倍的冗余,而且还必须同时融合来自多个传感器的大量数据。他认为,L3级自动驾驶的HMI人机界面也存在一些限制,驾驶员必须可以随时在很短的时间内重新接管对车辆的控制。目前,全自主汽车的监管框架仍然悬而未决。
 
“我们需要一个完全不同的系统,准确监测驾驶员是否有能力重新接管对车辆的控制。车辆必须很快做出正确的决定。”采埃孚电子和ADAS部门工程主管Marc Bolitho说,“要实现这一点,你很快就需要用到 L4级 系统所需要的一切硬件,这就是系统无法在乘用车市场中普及的障碍之一。”
 
行业有意拓宽 L2级自动驾驶的定义范围,尽管这可能让 L2级 和 L3级系统之间的界限更加模糊,但并不会让曾经定义了 6 种不同自动驾驶等级的行业专家感到意外。事实上,J3016(见下图)创建之初就是一份“活跃”文件,会不断更新和修改,随时跟上技术和法规的更新步伐。
 

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SAE L2级和L3级自动驾驶系统均在“默默”缩小涵盖范围,从而在两者之间为性能增强版 L2级系统(即所谓的L2+级系统)腾出空间。

 
增加功能
 
接受本文采访的专家表示,汽车行业调整实现 SAE L4级全自动驾驶系统的实现路线,进一步鼓励 “L2+ “半自动驾驶”技术,并制定切实可行的预期,其主要原因有三:其中一个因素是 COVID 新冠疫情大流行的爆发以及由此产生的“无接触经济”,至少暂时抑制了人们对无人驾驶出租车和拼车日益增长的热情。自动驾驶送餐服务是当前的焦点。
 
其次,是整个行业面临的巨大经济压力;最后,是全球各地区对发展电气化的强劲政策支持,尤其是在欧洲和中国。Marnat 指出,这些情况“改变了厂商的重点战略。电气化不仅是‘谋发展’,更是‘求生存’的必经之路。”
 
对于采埃孚来说,这意味着L2级和L2+级系统领域都会更加繁忙。Marnat 说,“我们预计,未来很长很长一段时间的主流需求均将来自这些领域。”Marnat 上个月在SAE的“ADAS到自动驾驶数字峰会”活动上做了主旨发言。“我们公司也可以借助远程雷达、激光雷达和计算平台,提供 L3级 和 L4级 自动驾驶解决方案。但我们相信,市场将在未来很长一段时间内专注于 L2+ 级技术。”他说,“ L3级 及以上的解决方案也会出现一些,但不会成为市场主流。”
 
目前,采埃孚工程师正在开发更多 L2+级 功能,改善现有 L2级 系统的驾驶体验和安全性。其中,包括车辆进出高速公路时的自适应并线功能;另外还有各种增强AEB自动紧急制动系统,可以提高车辆与行人之间、车辆与自行车(和摩托车)之间的安全性。此外,在量产产品的开发计划中,采埃孚还采用了车内监控技术,以确保驾驶员的注意力集中。
 

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目前,越来越多汽车厂商和供应商发现了L2+级系统与L3级系统相比“花小钱、办大事”的优势。

 
性价比
 
降低成本是汽车制造商和自动驾驶车辆工程师的重中之重。“增强型ADAS功能必须能够高质量完成任务,但同时成本不能太高。”采埃孚的 Bolitho 表示,“这正是一级供应商的优势所在,我们可以以合理的成本提供一站式解决方案,不仅提供传感硬件和计算解决方案,还同时进行车辆集成。”他和Marnat预测,未来行业主流将继续长时间停留在“L2级自动驾驶”领域。
 
在 2020 年笔者的一次采访中,现代汽车北美首席安全官(Hyundai Motor North America) Brian Latouf 强调,随着新功能的增加,自动驾驶系统必须能够提供更高的价值。“现代公司将持续改进我们的 L2级 ADAS系统,提供功能更强大、性能更优化的雷达摄像头传感器融合技术,”Latouf 表示,“我们也在评估 L2级 系统中对驾驶员监控,探索在允许范围内为驾驶员提供更大自由的可能性。”他说,现代公司将继续研究增加更多传感器(如激光雷达)在提高系统性能、安全性能和驾驶体验方面可能带来的潜在好处。
 
通用汽车全球产品开发总监 Doug Parks 也强调了降低成本的重要性。该公司正在进一步开发针对乘用车的Super Cruise 超级巡航(L2+ 级系统)和下一代 Ultra Cruise 极致巡航系统。Parks在最近接受“底特律新闻”采访时宣称,公司的目标是继续在“不用增加数万美元成本的前提下增强驾驶员协助系统的功能性。”
 
其他移动出行技术公司也见证了 SAE L2级 系统不断丰富的过程。“我和我们的汽车厂商客户看到了这一点,”安波福(Aptiv) CTO Glen DeVos 在《自动驾驶车辆工程》杂志最近参加的一次媒体背景发布会上说,“他们正在充分发掘 L2级 系统的所有潜力,并不断增强系统的功能。基本来说,他们就是要在不突破 L2级 驾驶员辅助系统范围(即仍要求驾驶员参与)的前提下,为驾驶员提供一切可以提供的功能。”
 
“他们可以将成本控制的很好,因此可以从终端客户处获得很好的利润,这可以帮助他们脱颖而出。” De Vos断言,“未来一定是往这个方向发展。”
 

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采埃孚集团电子和 ADAS 部门高级副总裁 Christophe Marnat 认为,SAE L3级系统的市场“可能没有人们想象的那么大”。(图片来源:采埃孚)

 
模块化是关键
 
采埃孚公司积极开发模块化、可扩展硬件和软件套件的关键驱动因素是成本。目前,该套件已经与一家主要的亚洲汽车厂商合作投入生产。Marnat 表示,采埃孚的 coAssist 系统使用摄像头、雷达和中央 ECU 单元(不需要激光雷达),并借助公司合作伙伴 Mobileye 的 EyeQ 技术,可提供包括自适应巡航、车道变换和车道保持辅助、交通堵塞支持和交通标志识别等一系列功能。
 
Marnat 将 coAssist 系统描述为“一个即插即用型解决方案,可在远低于 1,000 美元的成本范围内提供传统 L2级 和 L2+级 功能套件”,并符合预期中的 2024年 欧洲NCAP测试协议。他声称 coAssist 的执行质量很高。“如果你要增加 L3级 功能,那成本要比现在高出很多。”他指出,“厂商很明白客户到底会不会买单,L3级 自动驾驶的市场在 2025 年前可能没有人们想象的那么大。”
 
采埃孚开发了一系列模块化的 L2+ 级系统,包括 coAssist、coDrive和 coPilot,帮助汽车厂商进行功能升级。公司的新型Gen21中程雷达、360°全方位车身摄像头感知及高级处理功能可以接管车辆方向盘/刹车油门,还可以进行自动换道、超车、自动停车等功能,以满足汽车厂商对L2+ 级车型的性能要求和成本预算。
 
专注于 L2+ 级解决方案使采埃孚能够分摊固定成本,同时使其工程师有机会学习新的数字测试和验证方法。Marnat 说,“考虑到未来六年中市场的成本敏感性和(ADAS 和 自动驾驶汽车)技术的粒度,我们认为主流市场将在很长一段时间内选择 L2级 和 L2+级解决方案。”  
 

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日本国土交通省建议汽车厂商在车尾使用图标示意这是一辆L3级自动驾驶汽车。(图片来源:日本国土交通省)

 
另一个角度:本田在日本本土直接跳到L3级自动驾驶
 
虽然业界正在大规模投资 L2+级 ADAS系统,但汽车厂商也没有停止继续开发、测试 L3级 自动驾驶汽车的脚步。2020年11月,本田汽车公司(Honda MotorCo.)获得了日本国土交通省颁发的 SAE L3级 自动驾驶车型认证。这项批准允许配备公司 L3级 “交通堵塞领航”系统的车辆在某些条件下开展自动驾驶,例如在拥堵的高速公路环境中。配备L3级自动驾驶系统的本田Legend预计将在 3 月下旬开始零售。
 
为了促进L3级自动化车辆的商业化,日本国土交通省去年 4月对日本的《道路车辆法》进行了部分修订。根据该修正案,L3级驾驶设备被添加到符合日本安全标准的机动车辆设备清单中。
 
“日本政府的自动驾驶级别(1-5级)是基于SAE的定义制定的,”本田美洲研发部企业与技术通信首席工程师 John Dirrig 解释道。他说,修订后的《道路车辆法》“为自动驾驶设备的性能制定了标准”,其中包括要求车辆记录和保存数据,并赋予执法人员检查记录器和要求提交记录数据的权利。
 
日本国土交通省还“鼓励”(但非强制)在车辆后部贴上标签,表明这是一辆自动化车辆。对于车载数据记录仪,研发发言人Dirrig 解释说,L3级 自动驾驶汽车“必须能够记录数据,以确认自动驾驶设备的运行状况,例如设备开启/关闭的时间,设备发出移交警告的时间,以及司机无法接管车辆的情况。”
 
Dirrig 补充说,记录器必须能够记录数据 6个月 或 2,500 条。

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