每位特斯拉车主，都要时刻提防迎面而来的大货车
从老司机开车说起
提到自动驾驶，很多人的第一反应就是特斯拉。2019年，美国性从业者杰克森（Taylor Jackson）和其男友驾驶特斯拉时，开启了自动驾驶模式，解放了双手双脚的二人，便在车内上演了激情大戏，拍摄了一部A片并上传到Pornhub。
这个视频的效果，用杰克森自己的话说就是“让特斯拉登上了PornHub热搜第一名”。实际上效果不止于此，整个互联网圈基本传遍了。真是“十年研发无人晓，AV路测天下知”。甚至惊动了特斯拉创始人马斯克，可能马斯克对这个视频引发的广告效应非常满意，所以他也幽默地在推特上调侃：“原来自动驾驶还有这么多我们无法想像的用途”。
2014年10月，特斯拉就推出了第一款可实现辅助驾驶的车型——Model S P85D，这也可以算作其在自动驾驶领域的开端。虽然特斯拉并不能算作自动驾驶领域的先驱，但却是迄今为止在这个领域商业化最成功的公司。
也正是得益于特斯拉近几年在商业上的成功，越来越多的整车制造企业及创业团队也先后进入新能源汽车领域。与此同时，诸多互联网巨头、AI公司看到智慧车载系统和自动驾驶的前景，也纷纷入局。一时间，从事自动驾驶技术开发的公司就如雨后春笋般涌现：
在这些公司中，名气最大的当属新能源王者特斯拉。此外还有以尼桑和奔驰为代表的传统整车厂商；以蔚来、小鹏和理想为代表的新能源新势力；另外还有一些专注于研发自动驾驶技术的互联网公司，比如谷歌旗下的Waymo，百度的Apollo、以及国内新秀Pony.AI（小马智行）。
在诸多开发自动驾驶技术的国内公司中，谁又是做的最好的那个呢？回答这个问题前，我们先回顾一下自动驾驶的概念和技术原理（答案就藏在介绍中）：
自动驾驶等级划分
可能很多人对L4级别的自动驾驶还没什么概念，这里先科普一下：目前汽车界一致认同SAE（美国机动车工程师学会）的自动驾驶等级划分：
L0：无任何自动化
车辆完全由驾驶员掌控，驾驶员拥有绝对控制权，且车上不存在任何的自动驾驶技术。
准确来说，现在我们已经很难看到 Level 0 的汽车了。这些汽车要么早已报废，要么法规都禁止其上路了。因为无自动化意味着诸如ABS（自动防抱死）这种现在看来最基本的配置都没有。L0要求人车高度合一，在操控上不能有任何闪失。
L1：驾驶员辅助
驾驶员依然需要去驾驶车辆，只不过出现了像ACC自适应巡航、自动刹车等安全系统，对驾驶员的驾驶起到一个辅助的作用，但驾驶员的手还是不得离开方向盘，眼不得离开周围路况。
比如最基本的ABS（防抱死制动系统），以及在ABS基础上升级而来的ESP（车身电子稳定系统），还有高速路段常用的定速巡航、ACC自适应巡航功能及LKA车道保持辅助。
生活中常见的车基本都属于L1。L1 称为驾驶员辅助系统，所有在驾驶员行驶过程中，对行车状态有干预的功能都叫驾驶员辅助，都属于L1。
L2：部分自动化
来到L2这个级别，自动驾驶技术就可短暂接管一些驾驶任务，眼和手可短暂获得休息。但是驾驶员仍需做好随时接管驾驶任务的准备，因为还不足以应对变化的交通路况。
L2和L1最明显的区别是系统能否同时在车辆横向和纵向上进行控制。比如拥有高速自动辅助驾驶、拥堵自动辅助驾驶、自动泊车和自动紧急制动等功能。L2等级是目前市面大多新车型搭载的自动驾驶系统。
如果一个车辆能同时做到ACC+LKA（自适应巡航+车道保持辅助），那么这辆车就跨进了L2的门槛。比如2018款的凯迪拉克CT6拥有的半自动驾驶系统“Super Cruise”就是典型的L2级别。虽然它能实现单一车道内的加减速，不过还无法做到主动超车。
目前采用“低成本感知+高性能计算”自动驾驶方案的特斯拉可以算为Level2.5。
因为特斯拉具备换道功能（换道超车）。驾驶员在确保安全的情况下，拨动转向灯杆，车辆即可依据该信号实现换道。也就是说，特斯拉的换道操作并不是全自动的，而是把这一块对环境感知的需求交给了人。特斯拉收到变道信号后会由车辆判断是否可安全变道后才会执行。比如前后车距离太近、实线都不会变道的。
L3：有条件自动驾驶
来到这个级别，在某种意义上就可以算作自动驾驶，也可以把这个级别称为真正自动驾驶的开端。驾驶员可以将手离开方向盘，脚离开踏板，车辆几乎可以独立完成全部的驾驶操作。理论上可以刷刷微博玩玩手机啥的，但驾驶员还是要有意识的去随时接管驾驶任务。目前唯一达到L3级别车型是奥迪A8：
但是，L3的自动驾驶是有条件限制的。比如全新奥迪A8在他们的宣传视频中就限定了十分常见的场景——堵车。对于堵车，奥迪给出的定义是≤60公里/小时的速度。在堵车情况下，并且在当地法律允许的情况下，车辆会完全接管驾驶任务，直到系统通知用户再次接管。这也是目前在全球范围内，在实现量产的车型中拥有的最高级别的自动驾驶能力。
稍后我们再继续介绍奥迪A8是如何实现L3级别自动驾驶的。
L4：高度自动驾驶
L4可以说是真正意义上的自动驾驶，不需要驾驶员随时接管，也不需要驾驶员的干预，你只需要坐在驾驶席上做自己想做的事，剩下的一切交给技术就好了。但是这种不需要驾驶员随时接管的自动驾驶，也需要在特定环境下，比如满足自动驾驶标准的公路上（比L3的应用场景扩展了很多）。
目前，市面上并没有L4级别的车辆投入商用。无论是国外的Waymo，还是国内的小马智行、百度自动驾驶事业部，做的都是L4自动驾驶技术的研究。它们的自动驾驶汽车有一个很明显的共同点，就是头上顶着一个大大的激光雷达：
激光雷达提供了极高精度和极其丰富的感知信息，这使自动驾驶车自如处理极端工况成为可能。激光为主，视觉为辅，再加上车上各种功能冗余的传感器及高精度电子地图，在开放道路上实现A点到B点的自动驾驶不再遥远。
这里要记住，激光雷达是实现L3/L4级别自动驾驶的必要设备。
L5：完全自动驾驶
这是自动驾驶的终极目标——可以全天候适应各种路况的无人驾驶。到那时，或许就没有驾驶员这个称谓了，你可以在车上干你想干的一切，只需要说出你的目的地，你便能安全到达。
如果再简单描述的话，可以参考下面这张图表：
这样是不是就清晰多了？
与之相对应的，是各汽车公司的自动驾驶技术一览表：
目前来看，奥迪是第一梯队；特斯拉是第二梯队；其他老牌车企是第三梯队。
L0~L5的进化鸿沟
汽车诞生200多年来，大部分时间都处在L0驾驶阶段，完全靠驾驶员控制。
上世纪70年代末，随着数字式电子技术和大规模集成电路迅速发展，才有了ABS（防抱死制动系统）的诞生，汽车行业开始进入L1驾驶阶段。80年代中期，ESP（车身电子稳定系统）问世，标志着L1驾驶的成熟。这一阶段，系统监测的主要是车轮的转速和承受的压力。
L2的面世年份，实际上很难界定。因为L2技术（自适应巡航+车道保持辅助）的诞生有早有晚，不过我更倾向于认为2015年特斯拉“Autopilot”的出现，可以认为标志着L2的面世。
“Autopilot”为实现加减速控制，搭配了毫米波雷达传感器+动力控制系统+制动系统；对于转向控制，需要检测车道线并转向，搭配了摄像头传感器+电动助力转向控制系统。
（特斯拉各传感器覆盖的区域和距离）
摄像头主要负责图像数据采集，主要作用就是识别目标为何物。
毫米波雷达作为辅助传感器。可以同时对多个目标进行测距、测速以及方位测量。
与红外、激光、摄像头等光学传感器相比，毫米波雷达更能应对复杂多变的天气条件，比如其穿透雾、烟、灰尘的能力很强，具有全天候全天时的特点。
不过，以“Autopilot”为代表的L2级自动驾驶方案有很严重的缺陷。Autopilot 的算法策略是重摄像头轻毫米波雷达，过度依赖视觉检测。当车辆前方出现数据库中没有录入的物体数据时，就容易出岔子，这也导致特斯拉曾连续出过多起和大货车相撞的事故：
有兴趣的同学可自行百度。有特斯拉的同学，以后看到大货车，记得留个心眼。
L3是按照奥迪A8诞生的年份算的，也就是2017年。从L2进化到L3的关键一步，是激光雷达及高精地图的引入。比如奥迪A8的TJP（Traffic Jam Pilot）系统就增加了激光雷达（增强对外界物体的感知）和车顶定位天线（方便使用高精地图）。
目前Audi A8是唯一一个敢宣称自己达到 L3级别的车型。它的底气就在于，不需要驾驶员实时监控当前路况，而是车辆自己就完成了这一任务。而帮助A8完成这一任务的，是其强大的实时路况监控系统：
奥迪在A8前部、车侧、车辆后部配置了12个超声波传感器；在车辆前部、车辆后部及外部后视镜配备了4个360度全景摄像头；在风挡的上边缘配置了1款前置摄像头；在车辆的各角配置了4个中程雷达；在车辆前部配置了1个远程雷达；在车辆前部配置了1个红外摄像头；在车辆前部配置了激光扫描仪；在驾驶员座椅底部配备中央驾驶辅助系统控制单元（zFAS）。
算下来，A8全身一共布置了24个硬件设备。同类型设备负担着多方向/角度的监控；不同类型设备负责不同环境条件下的道路监控，比如雨雾天气条件下，摄像头无法充分发挥作用，这时候就要靠雷达来感知周围路况。全部设备感知到的数据，都会被强大的zFAS系统加以处理、分析，最后生成车辆控制指令。
对比A8和Model3，我们可以发现，A8的传感器明显多了不少，尤其是最重要的四线激光雷达（线束越多，精准度越高，目前百度和Waymo用于路测的车辆采用的都是64线激光雷达，这种雷达单个就要70万人民币左右）。
激光雷达的探测范围更广，探测精度更高。可基于其多个激光发射器和接收器，通过发射出去的激光束，建立三维点云图，实现对周围环境的高精度感知。
（激光雷达感应示意图）
与摄像头相比，激光雷达可直接返回被侧物体到自身的距离，测量距离更加直接且准确。此外还能够识别周围环境中障碍物的各种属性，如可跨越的（植被）、不可跨越的（岩石、树木等）、潜在的负障碍（悬崖、山涧等）。而且其抗干扰能力强，隐蔽性好，不受无线电波干扰（毫米波雷达的弊端）。
所以，L3对路况的监测，其实是融合了激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、前视摄像头、环视摄像头等多种传感设备的方案。然后再配合中央控制单元以及其他系统，最终形成L3级别自动驾驶能力。
现在看来，L3已经实现，只不过受限于昂贵的成本，只能先搭载在一些高端车型上（这也是马斯克一直坚持不用激光雷达的原因之一）。
然而，L3的落地，却不仅仅受限于技术和成本。很多国家的法规就是绕不过去的存在。也正因为如此，奥迪A8的L3自动驾驶也很少有用武之地，基本成了摆设。
顺带说一句，目前我国也是不允许自动驾驶车辆在开放及高速道路测试的。此前百度Apollo在开放道路进行测试后，就被请喝茶了。
从L3到L4，在激光雷达和高精地图的基础上，还要增加各种功能冗余的传感器，以及大量的道路测试，甚至还需要专用道路来进行配合。按照目前进度来看，L4商业化应用可能需要5~10年，无论是技术还是各国法规，都还在完善中。
L5需要高度发达的人工智能，目前看来还遥不可及。因此不多赘述。
最后，喜欢的老铁点个赞哈！
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