Уровни автономности автомобилей (SAE J3016)

Кратко

SAE J3016 — стандарт, который делит автоматизацию вождения на шесть уровней: от 0 (всё делает водитель) до 5 (автомобиль справляется сам в любых условиях). Когда производитель говорит «автопилот третьего уровня», он ссылается именно на эту шкалу.

Для чего используется

Шкала нужна, чтобы производители, регуляторы и покупатели говорили на одном языке. «Беспилотный автомобиль» без уточнения уровня — почти бессмысленное выражение: между ассистентом, который держит полосу на трассе, и такси без руля лежит пропасть — юридическая и технологическая. Уровень определяет главный практический вопрос: кто отвечает за дорогу в каждый момент — человек или система.

Стандарт выпущен SAE International в январе 2014 года и с тех пор пересматривался в 2016, 2018 и 2021 годах (актуальная ревизия — J3016_202104, «Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles»).

Как работает

Стандарт опирается на два понятия:

DDT (dynamic driving task, задача динамического вождения) — всё, что нужно делать за рулём: рулить, разгоняться и тормозить, следить за обстановкой;
ODD (operational design domain, расчётные условия эксплуатации) — границы, в которых система спроектирована работать: тип дорог, погода, время суток, географическая зона.

Уровни различаются тем, кто выполняет DDT и что происходит на границе ODD:

Уровень 0 — без автоматизации. Всё делает водитель; предупреждающие системы (датчики слепых зон) уровень не повышают.
Уровень 1 — помощь водителю. Система берёт ЛИБО руление (удержание полосы), ЛИБО скорость (адаптивный круиз-контроль).
Уровень 2 — частичная автоматизация. Система ведёт и руление, и скорость, но водитель обязан непрерывно следить за дорогой.
Уровень 3 — условная автоматизация. Систему уже не нужно контролировать, но по её запросу водитель обязан вернуть себе управление.
Уровень 4 — высокая автоматизация. Система справляется сама, включая безопасную остановку, — но только внутри своего ODD (например, в пределах города с подготовленными картами).
Уровень 5 — полная автоматизация: во всех условиях, где справился бы человек.

Граница между «помощником» и «автопилотом» проходит между уровнями 2 и 3: до неё за дорогу отвечает человек, после — система.

Стандарт критикуют: шкала внушает, что автоматизация растёт линейно и «больше — лучше», и не учитывает требования к инфраструктуре и поведение других участников движения. Для беспилотных систем в целом существует более общая модель NIST ALFUS, где автономность — не одна шкала, а три оси: сложность миссии, сложность среды и независимость от человека (подробнее — в статье Автономность БПЛА — от стабилизации к полной автономии).

Основные компоненты

Уровень — характеристика не «железа», а распределения ответственности: стандарт не предписывает состав сенсоров и вычислителей. Тем не менее чем больше задач берёт на себя система, тем сложнее её сенсорика (лидары, камеры, радары) и вычисления — этот стек разобран в статьях про компьютерное зрение и бортовой ИИ.

Примеры

Уровень 1–2 — массовые ассистенты: адаптивный круиз-контроль, удержание полосы, автопарковка.
Уровень 4 — роботакси, работающие в границах города. Российский пример индустрии: Яндекс развивает роботакси, автономные грузовики и роботов-доставщиков (последние, по данным компании, выполнили 1 млн заказов); уровень SAE компания на главной странице не декларирует.

Простыми словами

Шкала SAE описывает, как человек постепенно передаёт машине управление — и вместе с ним ответственность. Это похоже на передачу дел заместителю. Сначала он только помогает, и каждый его шаг вы проверяете сами — это уровни 1 и 2: электроника подруливает и тормозит, но следить за дорогой обязан водитель. Затем заместитель ведёт дела самостоятельно, но с условием: по первому звонку вы обязаны вернуться к работе — это уровень 3. Дальше он полностью отвечает за свой филиал, ваше участие не нужно, но только внутри филиала — это уровень 4: машина сама возит по своему городу, а за его границы не поедет. И наконец, заместителю можно доверить всё дело целиком — уровень 5: автомобиль справляется везде, где справился бы человек.

Главная граница шкалы проходит посередине. До уровня 2 включительно за дорогу отвечает человек, какой бы умной ни была электроника. С уровня 3 ответственность переходит к системе.

Практический пример: «пробочный ассистент» третьего уровня. В медленной пробке на трассе машину ведёт он, а водителю разрешено заняться другими делами — если законы страны это позволяют. Когда пробка закончилась и скорость выросла, наступают условия, за которые ассистент не отвечает, — и он заранее просит водителя забрать управление. Внешне похожая машина уровня 2 с теми же камерами и радарами такого права не даёт: в ней за дорогу всегда отвечает водитель, отвлекаться нельзя ни на секунду.

Связанные темы

Источники

SAE J3016_202104 — стандарт: DDT, ODD, шесть уровней (полный текст платный).
Wikipedia — SAE J3016 — формулировки уровней и критика стандарта.
Яндекс Автономный транспорт — российские проекты роботакси и роботов-доставщиков (данные компании).
NIST ALFUS — альтернативная трёхосевая модель автономности.