自动驾驶汽车的现状：自动性能的进化

几十年来，科幻小说一直宣扬自动驾驶汽车，家庭在享受彼此陪伴的同时被卷走的画面。这是一幅浪漫、田园诗般的画面。如今，汽车制造商正在竞相开发技术，以使全自动驾驶汽车成为现实。

处理器、相机技术和人工智能的进步让我们比以往任何时候都更加接近。自动驾驶车辆并不新鲜，但您会惊讶地发现我们还有多远的路要走。尽管像特斯拉的 Autopilot 这样的一些开发项目似乎提供了完全自动驾驶的车辆，但它们远非如此。现在特斯拉加速了行业的进展，如通用汽车、福特、大众等，它们的技术已经赶上并有可能改善特斯拉提供的产品。

所有营销和炒作的背后是一个名为汽车工程师协会的标准机构。SAE 定义并维护汽车制造商在提出索赔时必须遵守的各种标准。从牵引能力到马力的测量方式，SAE 还让公司对其自动驾驶系统的声明保持诚实。

那么，是什么让车辆完全自动驾驶呢？这是 SAE 在创建行业现在用作标准的自动驾驶系统级别时回答的问题。

六个级别的自动驾驶系统

以下是 SAE 将自动驾驶或自动驾驶分为六个级别的方式：

0级

这是大多数人都熟悉的自动化类型。被动传感器为驾驶员提供额外的眼睛和耳朵。0 级系统不会帮助驾驶员进行任何加速或巡航功能。有简单的警报可以识别车辆何时位于您的盲点，或者您可能已经偏离车道。这些基本功能通常作为安全设备出售，盲点监控非常普遍，大多数人几乎没有注意到它。

1级

Level 1 系统技术在过去五年制造的大多数车辆中都很常见。大多数公司将 1 级自动驾驶技术称为 Driver Assists 或 Aids。自适应巡航控制和车道居中等功能是大多数当前车辆的标准配置。自适应巡航控制是一种 1 级自动驾驶技术。自适应巡航，又名雷达巡航控制，混合使用雷达和前向超声波传感器（想想声纳）。一旦传感器系统检测到车辆，它就会降低您的车辆速度以与前方车辆保持一致，同时保持您设定的距离。车道居中就像名字所暗示的那样，让汽车保持在画线之间的中心位置，而不是在它们之间来回切换。1 级自动驾驶技术仍然需要驾驶员的大量注意力和输入。

2级

Level 2 级自动驾驶系统不如 1 级常见。尽管名称如此，但根据 SAE 制定的标准，特斯拉的 Autopilot 仅属于 2 级。一些制造商正在推出自己的 Level 2 系统，但仅限于部分车型和高端车型。2 级系统可能会开始让您误以为它是完全自动驾驶的。尽管如此，它只结合了复杂的车道对中和自适应巡航控制。2 级系统仍然需要驾驶员全神贯注，这迫使公司发挥创意，确保驾驶员仍然参与其中。有些系统只需要偶尔的方向盘反馈，而其他系统则使用红外眼动仪来确保驾驶员不会分心。

3级

这就是自动驾驶汽车更接近许多人期望的体验的地方。在 Level 3 级，车辆可以在一系列严格要求下完全自行导航。这些要求可能包括一天中的特定时间、特定速度、特定道路等。限制的形式在很大程度上取决于每个司法管辖区。梅赛德斯是唯一一家拥有（自我认证）3 级系统的公司。但是，不要抱太大希望。截至 2023 年 3 月，只有内华达州允许他们的 Drive Pilot 系统。如果系统达到其限制的极限，仍然需要驾驶员干预。

4级

自动驾驶系统规模的倒数第二个阶段是 4 级，它完全不需要驾驶员，但仍然在限制下运行。4 级自动驾驶不会在天气恶劣、以特定速度或高峰时段驾驶。但是，4 级汽车也可以不带踏板或方向盘。那是因为，在 4 级，汽车会在条件合适时进行所有驾驶。无需驾驶员干预。

5级

最后，那种自驾科幻小说许诺给我们的。Level 5 系统将执行所有驾驶功能，无论条件、道路、交通等如何。永远不需要驾驶员进行控制。您可以预期大多数具有 5 级功能的车辆都以机动性为中心，缺乏您期望在汽车中使用的许多控制。人们猜测当 5 级系统真的发生时会是什么样子。大多数人认为它可能包括激光雷达、摄像头和高级连接等传感器。这些汽车可能会相互交谈，报告它们的行驶路线、速度和它们想要的车道。

今天的自动驾驶汽车

现在我们知道了 SAE 如何定义不同级别的自动驾驶汽车，让我们来看看 2023 年市场上的一些顶级自动驾驶系统。

特斯拉自动驾驶仪

Tesla AutoPilot是首批广泛使用的自动驾驶系统之一。不幸的是，它是一个不如名字所暗示的先进系统。这种混乱导致了多起致命事故、诉讼，甚至联邦调查特斯拉如何宣传其自动驾驶技术。

撇开争议不谈，AutoPilot 开创了一种趋势，许多主流制造商都在争先恐后地追赶。多亏了 AutoPilot，现在几乎所有车辆系列的数十种车型都采用了自动驾驶技术。

尽管有特斯拉的品牌，但 AutoPilot完全符合 SAE对自动驾驶技术的 2 级定义。AutoPilot 同时使用车道追踪（使车辆保持在车道中央）和自适应巡航控制。AutoPilot 还包括在驾驶员提示时自动改变车道的技术。但是，由于 AutoPilot 不是 3 级或更高级别，它必须确保驾驶员仍然意识到并准备好接管控制权。AutoPilot 偶尔会提示驾驶员将手放在方向盘上。遗憾的是，特斯拉车主很快就找到了欺骗系统并在 AutoPilot 启用时发布自动驾驶特技视频的方法。

在日常使用中，特斯拉 AutoPilot 是一种先进的 2 级系统，可以减轻高速公路驾驶的一些压力。它可以毫不费力地处理高速公路情况，例如拥堵、变道和速度变化。在长途旅行中偶尔不得不触摸方向盘可能会有点烦人。尽管如此，这仍然是一个小动作，一般来说，您可以免提享受骑行的乐趣。

即使不令人不安，使用自动变道功能也很容易。信任车辆独立进行更改感觉超现实。然而，许多业主已经习惯了这种体验。总的来说，使用 Tesla AutoPilot 仍然是 Level 2 系统可以做什么的一个很好的例子，让我们对未来的自动驾驶汽车可能是什么样子有了一个小小的了解。

通用超级巡航

通用汽车推出了其 2 级系统版本，该系统采用独特的方法来监控驾驶员。与 AutoPilot 类似，SuperCruise同时使用车道追踪和自适应巡航控制。驾驶员可以触发自动变道系统。侧视镜中的摄像头可让您看到盲点，而 SuperCruise 则准备为您变更车道。

SuperCruise 使用眼动追踪技术来确保驾驶员的注意力集中。一个基于红外线的传感器安装在方向盘顶部，监测驾驶员眼睛指向的方向。长时间远离道路或闭上眼睛，系统就会脱离并需要驾驶员干预。

眼动追踪是有利的，因为它可以让司机在旅途中享受免提驾驶的乐趣。只要他们留意前方的道路，SuperCruise 的自适应巡航控制和车道追踪就会发挥作用。但是，SuperCruise 仅限于由其工程师绘制的道路和高速公路。

美国和加拿大有超过 200,000 英里的 SuperCruise 映射路线，但可能仍需要添加一些二级公路，以防止 SuperCruise 激活。通用汽车计划在 2023 年将其映射道路系统扩展到超过 400,000 英里。到 2023 年，通用汽车家族的卡车和 SUV 将配备 SuperCruise，多达23 款车型。

最初，SuperCruise 仅适用于卡车大小的豪华 SUV 大型凯迪拉克凯雷德。当 SuperCruise 启动并运行时，车辆会在车道内“弹跳”，因为车道追踪系统难以保持居中。它有时会在你的车道边缘附近徘徊，让人不舒服，在像凯雷德这样的大型车辆中感觉更紧。由于 SuperCruise 依赖于预先绘制好的道路，高速公路扩建或施工等变化可能会导致系统突然停用。此时，SuperCruise 要求驾驶员将手放在方向盘上并控制车辆。

SuperCruise 使用三阶段系统提醒驾驶员他们需要控制。首先，中央仪表板上会显示一条消息，同时座椅会发出脉冲以引起您的注意。然后，如果司机没有接管控制——或者没有检测到你的手——系统会发出响亮的声音命令你控制方向盘。我发现自己在和这个声音争论，对着它大喊我拿了方向盘，而它则尖叫着让我拿方向盘。我什至来回移动了方向盘，希望它能检测到我实际上已经接过了方向盘。

与自动语音争论半分钟后，我们（我和我的家人）经历了第三阶段。第三阶段以四种方式打开危险并开始使车辆停下来。在高速公路上，这是一次令人恐惧的经历。关闭巡航系统终于打破了循环。

福特蓝巡

福特最近加入了 2 级自动驾驶俱乐部，推出了他们的BlueCruise系统。BlueCruise 的工作原理与通用汽车的 SuperCruise 类似，使用车载传感器进行自适应巡航控制和车道追踪。它还使用称为“蓝色区域”的预先绘制的道路。

虽然福特通过无线更新不断添加和更新道路，但由于缺少二级公路、道路和街道，存在一些差距。福特声称，截至 2023 年，加拿大和美国有超过 130,000 英里的地图道路。BlueCruise 还会在驾驶员提示时执行自动变道。最新版本的 BlueCruise 会自动调整车辆的速度以适应急转弯，从而提高舒适度。

同样，与通用汽车一样，福特使用眼动追踪技术来确保驾驶员始终向前看。在 Mustang Mach-E 中，眼球追踪杆位于方向盘柱的顶部。根据驾驶员的身高或座椅位置，眼动仪会稍微阻挡阅读 Mach-E 的仪表板。

眼动仪在 F-150 Lightning 和 Ford Expedition 车型上分开。一半坐在前排驾驶员侧的 A 柱上。第二个隐藏在驾驶员右侧的巨大触摸屏后面。在这个设置中，眼动仪很好地融入了室内，很容易被忽视。

在实践中，福特 BlueCruise 是最适合驾驶员的，这表明了这一点。BlueCruise最近被《消费者报告》评为2023年最佳主动驾驶辅助系统。

BlueCruise 车道跟踪功能非常出色，即使在转弯和有侧风时，也能使大型车辆保持在车道中央。眼动仪位于最佳位置，让您可以欣赏美景，而 BlueCruise 则让车辆保持在正确的轨道上。在试图欺骗系统的同时查看手机上的消息会适得其反，因为你的手机会阻止跟踪器检测你的眼睛，并且系统会提示驾驶员进行干预。只要您的眼睛注视着前方的道路，您就可以在上班途中享用早餐三明治和咖啡。这种体验非常放松，类似于乘坐通勤火车的商务舱。

起亚/现代高速公路辅助

由于起亚与合作伙伴现代汽车和其他子公司 Genesis 共享其大部分技术，因此现代汽车开发的 Level 2 系统出现在所有这三家公司的车型上。设置“高速公路驾驶助手”（现代汽车为其 2 级系统取的名称）与其他系统的区别在于它对驾驶员的信任程度，或在这种情况下的信任程度。

虽然 HDA 将同时运行自适应巡航控制和车道跟踪，但它不会让驾驶员完全解放双手。如果 HDA 在大约 30 秒后没有感应到方向盘上的阻力，它会提示驾驶员输入。HDA 无法自动为您变更车道，但它会智能地加速进入新车道。

Highway Drive Assist II 是该技术的更新版本，对原始技术进行了改进。HDA II 确实执行自动变道，但更进一步。HDA II 车辆将通过在其车道上移动来做出反应，以与其他徘徊的车辆保持空间。如果有人使用 HDA II 切断汽车，它会迅速响应以恢复安全间隙并调整速度。即使增加了一些功能，这个最新版本的公路驾驶辅助系统也不能让司机完全解放双手。

然而，在实践中，这两个版本都接近于免提体验。提供轻柔的输入，或将您的手放在方向盘上，足以让 HDA 保持活跃。到目前为止，在我们在列表中测试的系统中，HDA 在将车辆置于车道中心方面做得非常出色。它顺畅地跟随曲线并改变到车道，线条之间几乎没有任何东西。由于该系统不依赖于预先绘制的道路，它在每条高速公路或测试的高速公路上都会启动。变道是平稳的，并有侧视镜摄像头的帮助，可以让驾驶员清楚地看到盲点。尽管缺少免提系统，但该系统的能力使 HDA 在汽车媒体中广受好评。

梅赛德斯Drive Pilot

很明显，大多数公司必须提供的最好产品，包括曾经的行业领导者特斯拉，只是 SAE 标准定义的 2 级。梅赛德斯奔驰意味着今年要改变这一点。虽然梅赛德斯 Drive Pilot 已经在德国上市，但它将于 2023 年某个时候登陆美国。不过，好消息是附带一长串限制，所以不要太兴奋。

Mercedes Drive Pilot 是第一个（自我认证的）Level 3 系统。只要条件合适，它就会驱动车辆，而无需驾驶员在活动时保持意识。在该系统的演示中，梅赛德斯鼓励司机在内置的信息娱乐系统上玩俄罗斯方块。

但是，正如 SAE 标准中所定义的那样，3 级系统仅在满足某些条件时才运行。Drive Pilot 不会超过 45 英里/小时的速度，必须在白天晴朗的天气，并且只能在系统绘制的道路上行驶。根据梅赛德斯工程师的说法，这些并不是 Drive Pilot 功能的限制。相反，德国政府实施了限制。普遍可用的 3 级自动驾驶汽车仍然是一个合法的黑洞。梅赛德斯 EQS EV 是目前唯一配备 Drive Pilot 的车辆。

Drive Pilot 背后的技术令人印象深刻，它使用一系列传感器为神经网络（他们的技术术语，而不是我们的术语）提供故障保护数据。首先，远程雷达提供前方物体的数据并穿透雾雪。其次，远程 LiDAR 系统绘制 EQS 周围环境的点图。在提供令人印象深刻的精细细节的同时，该系统很容易被灰尘、污垢、喷雾和雨水欺骗。

梅赛德斯 Drive Pilot 的传感器

最后，立体摄像机和声学传感器捕捉视觉对象，监测道路的湿度，甚至感知正在接近的紧急车辆。复杂的传感器套件允许 Drive Pilot 算法处理来自多个来源的相同数据点，而不必信任单个系统来获取信息。

Drive Pilot 在美国尚未广泛使用。截至发布时，只有内华达州允许 Drive Pilot 在公共道路上行驶，尽管梅赛德斯希望扩大这一范围。虽然该系统确实让你可以自由地脱离驾驶，但条件非常有限，很难在日常生活中看到它的用处。尽管如此，许多人可能会发现在车辆以 45 英里/小时的速度自行驾驶时检查电子邮件、看电影或回复短信很有吸引力。

其他系统

2023 年，一系列品牌和型号将提供不同程度的 2 级自动驾驶系统。每个系统都具有 SAE 标准中定义的共同特征，同时使用自适应巡航控制和车道跟踪辅助。但是驾驶员解放双手的时间会有所不同，因为大多数系统都依赖于一些持续的方向盘输入。

大众 IQ.Assist以及保时捷和奥迪车辆中的类似方法需要在短暂的免提间隔后提供转向反馈。本田的 HondaSensing 技术在请求驾驶员转向输入之前允许大约 10 秒的免提驾驶。

其他一些系统限制最低或最高速度以使用其 2 级系统。我们上面列出的系统都可以处理走走停停的交通拥堵。

日产的ProPILOT Assist可使车辆完全停止、保持制动并在交通再次移动时加速。然而，只有日产的 ProPILOT 2.0 可以让驾驶员解放双手。ProPILOT Assist 2.0 仅在 2023 年的一款车型上可用，即日产 Ariya EV。

有 12 种不同的系统被认为是 2023 年可以购买的 2 级系统，但是，只有以下系统：福特 BlueCruise、GM SuperCruise、BMW Driving Assistance Pro、Mercedes Driver Assistance、Tesla AutoPilot 和 Toyota Safety Sense 3.0 获得最高分2023 年消费者报告评估中的能力。

自动驾驶汽车仍然面临的挑战

自动驾驶汽车仍面临许多争论和挑战。立法和公众对自动驾驶汽车问题的反应，仍然需要制定允许自动驾驶汽车运行的法律以及这些法律存在的地方。

当你考虑自动驾驶的进步时，一些制造商在他们的技术上取得了重大飞跃，其中大部分是在过去十年中实现的。梅赛德斯全新的 Level 3 Drive Pilot 为进入 Level 4 甚至 Level 5 自动驾驶汽车奠定了坚实的基础。最近，大众以 26 亿美元的价格收购了一家名为 Argo AI 的初创公司。大众计划使用该技术制造具有 4 级自动驾驶能力的车辆。但是，现实情况是，汽车企业在技术开发方面仍处于起步阶段。

连接和信息娱乐系统在过去十年才成为主流。开发软件和硬件解决方案、算法、人工智能、相机，甚至神经网络是这些公司几乎不具备的技术。

Alphabet 的子公司 Waymo 继续研究和开发原型 5 级自动驾驶系统。优步等公司曾有过开发项目，但事实证明开发成本过高。但即使是 Waymo 的技术，从许多标准来看都是成功的，也尚未开始应对集成到日常车辆中的挑战。

Waymo在凤凰城和旧金山提供的乘车服务Waymo One取得了长足进步。但这些汽车是他们以前的自我的科学怪人版本。大型传感器悬挂在侧面，笨重的摄像头桅杆位于屋顶上。这些修改昂贵、笨重且视觉上分散注意力，这使得它们对广大客户群的吸引力降低。

然而，自动驾驶汽车最重要的障碍并不是技术本身。让自动驾驶汽车上路面临政府的强烈抵制和社会耻辱。

截至 2023 年，美国、加拿大、英国和大部分欧盟国家的法律都不允许自动驾驶车辆在公共道路上行驶。虽然一些州和省的法律允许进行测试，但让 4 级或 5 级车辆获准用于一般用途是一场艰巨的战斗。行政障碍是梅赛德斯在努力让他们的 Drive Pilot Level 3 系统获得批准时看到的东西，对 Drive Pilot 施加性能限制以安抚立法者。

虽然自动驾驶汽车确实有自己的拥护者，但媒体、社会倡导团体和公众都强烈反对。做出生死攸关的道德选择的问题，比如拯救司机或拯救行人，只是围绕自动驾驶汽车的众多哲学辩论之一。最后，还有信任问题。人们会信任 4 级或 5 级车辆吗？对于一些有机会和我一起测试的人来说，即使今天在 2 级车辆中免提也太多了。

但还是有希望的。技术正以前所未有的速度发展。随着新的初创公司和技术的出现，它们通常会被汽车制造商收购，并将其创新快速引入汽车阵容。其他人则在硅谷等科技热点地区使用创新实验室，从通常与汽车无关的行业招聘人才。5 级自动驾驶汽车的竞赛已经如火如荼地进行。