汽车驾驶自动化分级

常常听到自动驾驶等级L0~L5这样的说法，但惭愧的是自己并没有把这个概念搞得很清楚，这次就来仔细研究一下。

SAE自动驾驶等级分级

国标实际上是从国际汽车工程学会SAE J3016翻译并做微小改动而来。

SAE J3061自2014年公布以来，分别于2016年9月、2018年6月进行了两次更新。在2018年的更新中进一步细化了每个分级的描述，并强调了防撞功能。引入“动态驾驶任务”（Dynamic Driving Task，DDT）这个概念，并依据动态驾驶任务的执行者和具体内容来定义自动驾驶所处的级别，并认为驾驶中有3个主要的参与者：用户、驾驶自动化系统以及其他车辆系统和组件。

SAE官方表示：SAE对支持部分或全部动态驾驶任务（DDT）的机动车驾驶自动化系统进行了多次描述，为汽车行业提供了一个分类标准，其中包含6个级别的驾驶自动化的详细定义，从无驱动自动化（L0级）到全驱动自动化（L5级）及其在道路上的操作。

定义依据

该标准中的驾驶自动化水平通过参考以上三个主要角色，并通过执行DDT或撤回DDT来定义。这种情况是基于驾驶自动化系统的设计，而不一定是特定主要参与者的实际表现。

关于暂时性

值得注意的是，在本版本中，诸如电子稳定控制和自动紧急制动等主动安全系统，以及车道保持辅助系统等一些其他驾驶员辅助系统，不在此次驾驶自动化分类标准的范围之内。原因是它们并不是部分或全部DDT的持久基础，它们仅在特殊情况下针对潜在的危险情况提供暂时性的干预。由于这种暂时性，其干预措施不会改变消除驾驶员或自动驾驶系统正在执行的DDT，因此不被视为自动驾驶。

关于防撞

包括干预型主动安全系统在内的防撞功能可以包含在配备有任何级别的行驶自动化系统的车辆中。对于执行完整DDT的自动驾驶系统（ADS）功能（即L3~L5级别），防撞功能是自动驾驶系统（ADS）功能的一部分。

关于ADS部分的分级（L3~L5）

对于常所说的自动驾驶系统（ADS），通常是在L3~L5层级。由于目前L3、L4处在还没有大规模在实际生活中应用的阶段，人们对待这个需求就存在一些认知上的争议。SAE在这一标准中给出一些定义和分析，用于L3~L5的描述。

分类方法：以动态驾驶任务（DDT）、DDT的任务接管和设计运行范围来区分。

• DDT（Dynamic Driving Task）：动态驾驶任务，指汽车在道路上行驶所需要的所有实时操作和策略上的功能（决策类的行为），不包括行程安排、目的地和途径地的选择等战略上的功能。
• 车辆执行：包括通过方向盘来对车辆进行横向运动操作、通过加速和减速来控制车辆的纵向运动。
• 感知和判断（OEDR，Object and Event Detection and Response，也称为周边监控）：对车辆纵向运动方向操作、通过对物体和事件检测、认知归类和后续响应，达到对车辆周围环境的检测和执行对应操作、车辆运动的规划以及对外界信息的传递。
• 动态驾驶任务接管（DDT Fallback）：自动驾驶系统在设计的时候，需要考虑系统性的失效发生或出现超过系统原有的运行设计范围之外的情况，当这两者发生的时候，需要给出最小化风险的解决途径。
• 设计运行域（Operational Design Domain，ODD，设计适用域，设计运行范围）：一组参数，指自动驾驶系统被设计起作用的条件及适用范围，对已知的天气环境、道路情况（直路、弯路的半径）、车速、车流量等信息做出测定，以确保系统能力在安全范围之内。

综合以上的定义和分析，自动驾驶系统（ADS）的L3~L5层级的定义可以参考下面内容。

• L3：有条件的自动化，要求在限定的ODD内能够完成所有的DDT，但是要求驾驶员时刻准备应对，无人驾驶系统在系统失效或者超出ODD范围时发出的需求驾驶员介入的请求。但是标准中也要求系统能够在发出驾驶员介入请求后到驾驶员介入前能够继续控制汽车几秒钟的时间。

• L4：高度自动化，要求系统在ODD内不仅能完成DDT，还要能够应对系统失效，无需驾驶员介入。

• L5：完全自动化，全工况无人驾驶，无需定义ODD，能够完成所有的DDT以及处理DDT Fallback。

国标《汽车驾驶自动化分级》

GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级 已于2021年8月20日发布，并即将于2022年3月1日实施。

基于驾驶自动化系统能够执行动态驾驶任务的程度，根据在执行动态驾驶任务中的角色分配以及有无设计运行条件限制，将驾驶自动化分成0-5共6个等级。

自动化等级	名称	车辆横向和纵向运动控制	目标和事件探测与响应	动态驾驶任务接管	设计运行条件
等级0	应急辅助	驾驶员	驾驶员及系统	驾驶员	有限制
等级1	部分驾驶辅助	驾驶员和系统	驾驶员及系统	驾驶员	有限制
等级2	组合驾驶辅助	系统	驾驶员及系统	驾驶员	有限制
等级3	有条件自动驾驶	系统	系统	动态驾驶任务接管用户（接管后成为驾驶员）	有限制
等级4	高度自动驾驶	系统	系统	系统	有限制
等级5	完全自动驾驶	系统	系统	系统	无限制

0级——应急辅助

驾驶自动化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级驾驶自动化可感知环境，并提供报警、辅助或短暂介入以辅助驾驶员(如车道偏离预警、前碰撞预警、自动紧急制动等应急辅助功能)。
注2：不具备目标和事件探测与响应的能力的功能(如:定速巡航、电子稳定性控制等)不在驾驶自动化考虑的范围内。

1级——部分驾驶辅助

驾驶自动化系统在其设计运行条件内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。

2级——组合驾驶辅助

系统具备与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，能够持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制。

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。

3级——有条件自动驾驶

驾驶自动化系统在其设计运行条件内持续地执行全部动态驾驶任务。
注：对于3级驾驶自动化，动态驾驶任务接管用户以适当的方式执行动态驾驶任务接管。

4级——高度自动驾驶

驾驶自动化系统在其设计运行条件内持续地执行全部动态驾驶任务和执行动态驾驶任务接管。

注：对于 4 级驾驶自动化，系统发出接管请求时，若乘客无响应，系统具备自动达到最小风险状态的能力。

5级——完全自动驾驶

驾驶自动化系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务和执行动态驾驶任务接管。

注1：对于5级驾驶自动化,系统发出接管请求时，乘客无需进行响应，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条件的限制(商业和法规因素等限制除外)。

术语和定义

驾驶自动化 driving automation

车辆以自动的方式持续地执行部分或全部动态驾驶任务的行为。

驾驶自动化系统 driving automation system

由实现驾驶自动化的硬件和软件所共同组成的系统

驾驶自动化功能 driving automation feature

驾驶自动化系统在特定的设计运行条件内执行部分或全部动态驾驶任务的能力。

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功能（5 级除外），需要同时明确其驾驶自动化等级和设计运行条件。

动态驾驶任务 dynamic driving task (DDT)

除策略性功能外，完成车辆驾驶所需的感知、决策和执行等行为，包括但不限于：

• 车辆横向运动控制
• 车辆纵向运动控制
• 目标和事件探测与响应
• 驾驶决策
• 车辆照明及信号装置控制

注1：策略性功能包括导航功能，如行程规划、目的地和路径的选择等任务。

注2：动态驾驶任务包括所有实时操作和决策和功能，由驾驶员或驾驶自动化系统完成，或由两者共同完成。

目标和事件探测与响应 object and event detection and response (OEDR)

最小风险状态 minimal risk conditon (MRC)

当车辆无法完成预定的行程时，由用户或驾驶自动化系统执行并最终使车辆事故风险达到可接受的状态。

动态驾驶任务接管 dynamic driving task fallback

当发生驾驶自动化系统失效、车辆其他系统失效或即将不满足设计运行条件时，由用户执行动态驾驶任务或由用户/驾驶自动化系统使车辆达到最小风险状态的行为。

设计运行范围 operational design domain (ODD)

设计时确定的驾驶自动化功能的本车状态和外部环境。

注：设计运行范围包括速度、道路、交通、天气、光照等。

设计运行条件 operational design condition (ODC)

设计运行时确定的驾驶自动化功能可以正常工作的条件，包括设计运行范围、驾驶员状态以及其他必要条件。

接管请求 request to intervene

驾驶自动化系统请求用户执行动态驾驶任务接管的通知。

驾驶自动化系统失效 driving automation

驾驶自动化系统发生故障导致其无法可靠地执行部分或全部动态驾驶任务（如：传感器故障等）。

车辆其他系统失效 other vehicle system failure

驾驶自动化系统之外的车辆其他系统发生故障导致驾驶自动化系统无法可靠地执行部分或全部动态驾驶任务（如：车辆悬架部件断裂等）。

风险减缓策略 risk mitigation strategy

在驾驶自动化系统或用户无法执行动态驾驶任务或动态驾驶任务接管时，驾驶自动化系统所采取的降低风险的措施（如：车道内停车等）。

动态驾驶任务接管用户 DDT fallback-ready user

当 3 级驾驶自动化系统工作时，可以识别驾驶自动化系统发出的接管请求和明显的动态驾驶任务相关的车辆故障，并执行动态驾驶任务接管的用户。

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。动态驾驶任务接管用户可以在车内或车外。

注2：动态驾驶任务接管用户在执行部分或全部动态驾驶任务时成为驾驶员。

调度员 dispatcher

在车辆无驾驶员操作的条件下，通过激活驾驶自动化系统以实现车辆调度服务但不执行动态驾驶任务的用户。

注：装备有4级和5级驾驶自动化功能，且其设计运行条件覆盖整个行程的车辆才可被调度。如果驾驶自动化系统微规划线路，调度员还需要指定目的地。