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美国高速公路安全管理局(NHTSA)在2013年率先提出将汽车驾驶自动化分为无自动化、特定功能自动化、组合功能自动化、有条件自动化和完全自动化共5个等级; 德国联邦交通研究所(BASt)根据研究,将汽车驾驶自动化分为仅驾驶员、辅助驾驶、部分自动驾驶、高度自动驾驶以及完全自动驾驶共5个等级; 国际自动机工程师学会(SAE-International)发布的SAE J3016标准提出了0-5级分类法,将汽车驾驶自动化分为从无驾驶自动化(0级)直至完全驾驶自动化(5级)在内的6个等级; 国际标准化组织(ISO)与SAE组成国际标准联合起草组,正在制定ISO 22736《道路机动车辆驾驶自动化系统相关术语的分级和定义》并已完成FDIS投票,有望于2021年内发布; 联合国世界车辆法规协调论坛(UN/WP.29)于2019年专门就驾驶自动化分级的法规制定原则展开讨论,确定了区分驾驶辅助和自动驾驶制定相关国际技术法规的方案。其中,SAE J3016是国际上影响最大、应用最广泛的分级标准,截至目前已发布4个版本: 2014版,首次提出0-5级分类框架和原则 2016版,主要增加设计运行范围(ODD)定义并具体说明动态驾驶任务(DDT)等内容 2018版和2021版,主要完善术语描述并对标准使用中的常见问题进行解释说明。
然而,由于SAE J3016基于国外技术及产业实践制定,造成了我国汽车行业对于分级的理解不准确、定义不统一、应用不规范,在一些文件中使用的分级概念甚至与其参考标准的制定初衷存在较大差异,给政府行业管理、企业产品开发及宣传、消费者认知及使用等带来不便。 在政策和市场的双擎牵引下,我国汽车驾驶自动化技术发展迅速,产业模式正在示范应用中不断走向成熟,企业的产品量产计划全面提上日程,亟需制定我国自主的汽车驾驶自动化分级标准。 2017年,由工业和信息化部提出,汽标委【智能网联汽车分标委】组织行业骨干单位启动了该标准的研制工作。
一,发挥企业主体作用,广泛听取社会意见。 本标准由重庆长安汽车股份有限公司和中国汽车技术研究中心有限公司联合牵头,组织整车制造、系统部件开发及检测认证机构等智能网联汽车产业各相关方成立核心起草组,共同开展标准研究制定。 标准制定过程中多次组织专题研讨,草案形成后以公开和定向等多种形式面向工作组、行业企业及社会公众征求意见,累计超过200家单位参与了标准的讨论与意见反馈,处理相关意见近300条。该标准的制定客观反映了行业实际需求,切实发挥了企业主体作用,充分听取了社会公众意见。
本标准由重庆长安汽车股份有限公司和中国汽车技术研究中心有限公司联合牵头,组织整车制造、系统部件开发及检测认证机构等智能网联汽车产业各相关方成立核心起草组,共同开展标准研究制定。 标准制定过程中多次组织专题研讨,草案形成后以公开和定向等多种形式面向工作组、行业企业及社会公众征求意见,累计超过200家单位参与了标准的讨论与意见反馈,处理相关意见近300条。该标准的制定客观反映了行业实际需求,切实发挥了企业主体作用,充分听取了社会公众意见。
二,积极采用国际共识,切实结合我国国情。 在充分研究国际各类分级标准、广泛听取行业意见的基础上,起草组决定参照国际普遍认可的SAE J3016的0-5级分类框架,确保分级的基本原则与国际普遍采用标准的内容保持协调; 同时根据我国国家标准制定规则、汽车产业情况和标准实施环境,精简描述用语、优化分级名称、强化安全要求,提升标准的科学性和可实施性。 标准的制定过程中形成的中国方案和经验也为相关国际标准法规的制定做出了贡献。
在充分研究国际各类分级标准、广泛听取行业意见的基础上,起草组决定参照国际普遍认可的SAE J3016的0-5级分类框架,确保分级的基本原则与国际普遍采用标准的内容保持协调; 同时根据我国国家标准制定规则、汽车产业情况和标准实施环境,精简描述用语、优化分级名称、强化安全要求,提升标准的科学性和可实施性。 标准的制定过程中形成的中国方案和经验也为相关国际标准法规的制定做出了贡献。
是否持续执行动态驾驶任务中的目标和事件探测与响应; 是否持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制; 是否同时持续执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制; 是否持续执行全部动态驾驶任务; 是否自动执行最小风险策略; 是否存在设计运行范围限制。
0级驾驶自动化(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。
1级驾驶自动化(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。
2级驾驶自动化(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。
3级驾驶自动化(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。
4级驾驶自动化(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。
5级驾驶自动化(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。
本标准以汽车及其驾驶自动化系统为标准化对象,不适合照搬SAE J3016在对汽车及驾驶自动化系统的功能、任务界定的同时也对人提出相应要求的模式。 因此,本标准在界定驾驶自动化级别时,只将系统需要承担的动态驾驶任务和责任纳入规范性要素予以规定,并与此对应将“人和系统的责任划分”以及“对人的要求”的相关内容均转化为注和资料性附录,保证了标准支撑专业技术开发及应用的规范性,又为消费者等非专业技术人员理解本标准提供了帮助。
其中,0-2级统称为“驾驶辅助(Driving Assistance)”,属于低级别的驾驶自动化功能; 3-5级统称为“自动驾驶(Automated Driving)”,属于高级别的驾驶自动化功能。因此,可以认为“自动驾驶”对驾驶自动化分级结果的描述,是对高级别(3-5级)驾驶自动化功能的统称。
SAE J3016在驾驶自动化分级中纳入“无自动化”并定义为0级,存在逻辑上的争议; 同时,其纳入0级范畴的前方碰撞预警(FCW)、自动紧急制动(AEB)、车道偏离预警(LDW)等均具有一定“自动化”属性且多应用于安全应急场景。 本标准将上述功能纳入0级并命名为“应急辅助”,既符合技术实际,又解决了分级逻辑上的争议问题。
SAE J3016将2级命名为“部分驾驶自动化”,但划归“驾驶辅助”范畴,容易造成理解和认知上的混淆。 本标准从级别名称上就明确强调2级驾驶自动化属于“驾驶辅助”范畴,划清与自动驾驶的界限,避免产生误解与误用,同时,准确对应了2级驾驶自动化功能兼具横纵向组合控制的特征。 三是,提出设计运行条件(ODC)的概念,将设计运行范围(ODD)、驾乘人员状态和车辆状态统一纳入驾驶自动化系统激活和运行的综合条件描述,更符合技术逻辑和产品设计实际。
例如,针对3级驾驶自动化系统提出“适时采取减缓车辆风险的措施”的技术要求。 在这种情况下,即使需要依赖驾驶员进行接管的3级驾驶自动化系统,在设计时也应考虑风险减缓措施,从而最大程度的保障车辆运行的安全性。 我国标准关注驾驶自动化安全性的理念和原则得到国际同行的认可与重视,在2021版SAE J3016中也有所体现。
政府相关主管部门、标准化机构、行业企业和消费者是本标准的实施主体,建议按照如下原则开展实施工作:
《汽车驾驶自动化分级》作为智能网联汽车领域重要的基础性国家标准,旨在通过技术要求框架的差异性比较对不同等级进行区分,具体技术指标要求则以其他标准另行规定,乘、商用车AEB、LKA(0级)系统的标准已发布实施,部分驾驶辅助(1级)、组合驾驶辅助(2级)系统的标准已提交或完成立项,自动驾驶(3级及以上)系统的相关标准正在制定过程中。 分级标准的发布实施将有效支撑行业管理、助力标准体系建设、规范企业开发和宣传、增进消费者理解及产品的市场接受度,对提升公共交通安全和促进产业规范有序发展具有重要意义。
3.1 驾驶自动化分级原则 3.2 驾驶自动化等级划分要素 3.3 驾驶自动化等级划分 3.3.1 0 级驾驶自动化 3.3.2 1 级驾驶自动化 3.3.3 2 级驾驶自动化 3.3.4 3 级驾驶自动化 3.3.5 4 级驾驶自动化 3.3.6 5 级驾驶自动化
3.3.1 0 级驾驶自动化 3.3.2 1 级驾驶自动化 3.3.3 2 级驾驶自动化 3.3.4 3 级驾驶自动化 3.3.5 4 级驾驶自动化 3.3.6 5 级驾驶自动化
注:一个驾驶自动化系统可实现一个或多个驾驶自动化功能,每个功能与具体的驾驶 自动化等级和设计运行条件 关联。 为了准确描述驾驶自动化系统的能力,需要同时明确其驾驶自动化等级和设计运行条件。
注 1 :策略性功能如导航、行程规划、目 的地和路径的选择等。
注 2:动态驾驶任务一般由驾驶员、驾驶自动化系统或由两者共同完成。
图1 车辆运动参考坐标系
注:典型的外部环境条件有道路、交通、天气、光照等。
示例:传感器故障等。
示例:制动钳失效等。
注:用户的角色可以在特定的条件下进行转换。
注:远程驾驶员可以是车内的用户、车辆在其视野范围内的用户或车辆在其视野范围外的用户。
注 1 :该术语适用于 3 级驾驶自动化功能,4 级和 5 级没有这个角色。 动态驾驶任务后援用户可以在车内或车外。
注 2:动态驾驶任务后援用户在执行部分或全部动态驾驶任务时成为驾驶员。
注:具备 4 级和 5 级驾驶自动化功能,且其设计运行范围覆盖整个行程的车辆才可被调度。 如果驾驶 自动化系统 未规划线路,调度员还需要指定 目 的地。
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。
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)。
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。
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。
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)。
注 :当车道偏离抑制系统工作时,驾驶员可以主动控制方向盘使车道偏离抑制系统退出。
表 A. 1 给出了驾驶自动化等级与划分要素的关系
表B.1 给出了不同等级的驾驶自动化系统激活后用户担任的角色。
表B.2 给出了在不同的驾驶自动化等级中,用户和驾驶自动化系统在执行动态驾驶任务和动态驾 驶任务后援中的角色。
2021年5月3日,SAE International与国际标准化组织(ISO)共同宣布了对J3016_201806的更新,更新后的版本为J3016_202104。
国家标准GB/T 40429《汽车驾驶自动化分级》解读 - 懂车帝
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