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寶馬集團致力于為客戶提供激動人心的駕駛體驗，同時確保為所有道路使用者提供一個安全的移動生態(tài)系統(tǒng)。自動駕駛是車輛的下一個進化階段，它為駕駛者提供了將駕駛中一些不太驚險的部分，如漫長的通勤時間，交給自動駕駛系統(tǒng)的選擇。2018年，BMW Vision iNEXT概念車在洛杉磯國際車展上首次亮相。寶馬的第一款以有條件的自動駕駛為功能的系列汽車--換句話說，寶馬的第一款系列汽車可以在沒有人類駕駛員在設計范圍內不斷監(jiān)控駕駛任務的情況下自動駕駛--將以這款iNEXT概念車為基礎。寶馬集團認為，駕駛者應該有選擇自己駕駛或被駕駛的權利。

出于這個原因，BMW iNEXT將有兩種模式：Boost模式和輕松模式。在Boost模式下，駕駛員可以保留傳統(tǒng)的控制方式，以傳統(tǒng)的方式駕駛iNEXT。在輕松模式下，駕駛者可以激活自動駕駛系統(tǒng)，將目光從道路上移開，專注于其他活動。這種類型的自動駕駛，被稱為有條件的自動駕駛，代表了自動化的第一個層次，在這種情況下，自動駕駛系統(tǒng)能夠在一組特定的條件下執(zhí)行完整的動態(tài)駕駛任務(DDT)；然而，當系統(tǒng)達到設計極限時，駕駛員必須準備好接管控制。這些設計極限被統(tǒng)稱為設計運行域（ODD），代表了自動駕駛系統(tǒng)被設計為運行的物理和性能的邊界。

在iNEXT中實施的自動駕駛系統(tǒng)（以下簡稱SAE L3級BMW ADS）的設計限制包括：僅在最高速度為85英里/小時（或最高允許速度限制）的有限通道高速公路上提供該功能，僅在天氣和環(huán)境條件允許車輛的傳感器不受損害的情況下運行，以及其他類似情況。本文將在以下各個方面詳細介紹美國交通部2016年聯(lián)邦自動駕駛汽車政策及其后續(xù)修訂中強調的自動駕駛的每個安全方面。主要從以下幾個方面進行介紹：

人機交互：解釋了SAE L3級BMW ADS的駕駛界面是如何設計的，以提供直觀和安全的操作。

目標和事件檢測及響應：詳細說明系統(tǒng)如何能夠監(jiān)測和應對其環(huán)境。

設計運行領域(ODD)：如上所述，將討論系統(tǒng)的設計限制。

聯(lián)邦、州和地方法律：將討論系統(tǒng)如何納入 "道路規(guī)則"。

接管：將解釋在哪些情況下，當系統(tǒng)達到其設計極限時，系統(tǒng)如何將動態(tài)駕駛任務的控制權交還給駕駛員，或如何將車輛帶到安全的靜止狀態(tài)。

耐撞性及碰撞后的行為：將詳細說明汽車的安全性，將詳細介紹車輛在碰撞過程中和碰撞后的安全問題。

數(shù)據(jù)記錄和共享：將討論系統(tǒng)收集哪些信息以及如何使用這些信息。

系統(tǒng)安全：將詳細說明車輛是如何進行整體設計的，以確保即使在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下也能保證安全。

網(wǎng)絡安全：將顯示系統(tǒng)是如何設計的，以避免可能影響安全的操縱。

驗證和確認：將討論設計過程以及如何驗證和確認系統(tǒng)達到其設計目標。

消費者教育和培訓：將解釋寶馬將如何對其銷售人員、客戶和公眾進行有關其系統(tǒng)的教育。

總的來說，本文每一章將詳細介紹寶馬如何確保所有道路使用者的安全。BMW對自動駕駛的未來充滿期待，作為智能駕駛行業(yè)中的從業(yè)者，他山之石，可以攻玉，希望本文可以為同行交流學習。

概述：寶馬的SAE L3級自動駕駛系統(tǒng)介紹

自動駕駛汽車是技術上的一個重大進步，有可能塑造未來的汽車，甚至改變未來的出行和交通方式。更高層次的汽車技術自動化的主要驅動力是:

- 安全：減少由人類錯誤造成的車禍。

- 效率和環(huán)境：通過新的城市交通解決方案，提高交通系統(tǒng)效率，減少在擁擠的交通中的時間。

- 舒適：減少司機的認知負擔。

- 社會包容：增加老年人和殘疾人用戶的使用機會。

駕駛輔助和自動駕駛的主題在寶馬集團的未來戰(zhàn)略中起著舉足輕重的作用。在過去幾年中，寶馬集團在開發(fā)高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）與SAE L1級和L2級系統(tǒng)的經(jīng)驗基礎上，正在采取一種進化的方法，向更高級別的自動駕駛系統(tǒng)（ADS）發(fā)展。BMW iNEXT將是BMW集團第一個提供SAE L3級（有條件自動駕駛）ADS的車型。自動駕駛汽車技術的開發(fā)主要是在德國慕尼黑附近的Unterschleißheim的寶馬集團自動駕駛園區(qū)進行的，該園區(qū)于2018年4月啟用。

BMW愿景：BMW Vision iNEXT

BMW Vision iNEXT提供了對未來個人交通的洞察力。作為寶馬集團最新的愿景汽車之一，iNEXT象征著駕駛樂趣新時代的到來，并在2018年洛杉磯車展上進行了全球首發(fā)。BMW Vision iNEXT將突破性的設計與公司戰(zhàn)略NUMBER ONE > NEXT中定義的未來活動領域--自動駕駛、互聯(lián)互通、電氣化和服務（統(tǒng)稱為 "ACES"）相結合，并回答了這個問題。

"當汽車不再需要由人駕駛，但仍然可以由人駕駛時，汽車將是什么樣子？"汽車是人們生活和經(jīng)驗的一個內在組成部分。簡而言之，它是人類的一個基本需要。因此，關于未來交通的討論比以往任何時候都更多地圍繞著人、人們的情感以及交通需求和偏好展開。自動駕駛、電氣化和越來越多的智能網(wǎng)聯(lián)所提供的可能性，將在未來為全新的體驗和汽車旅行方式打開大門。同時，它們也有望改變人們的期望和生活習慣。BMW Vision iNEXT的駕駛者可以選擇自己駕駛（在 "Boost"模式下）或被駕駛（在 "Ease "模式下）。

"Boost "模式使用電力驅動系統(tǒng)，提供高度動態(tài)和幾乎無聲的駕駛體驗，并實現(xiàn)零排放。在 "輕松 "模式下，車輛為駕駛者和乘客提供了一個空間，無論是車輛行駛還是停車情景下，使他們能夠從事有興趣活動。在未來，智能技術將以越來越微妙和不顯眼的方式幫助人們。在BMW Vision iNEXT中，這些技術保持在背景和視線之外--因此被稱為 " ShyTech"--只有在需要時或在駕駛員或乘客的要求下才會在車輛上應用。

系列化生產(chǎn)的車輛：BMW iNEXT

基于BMW Vision iNEXT（該品牌的新技術旗艦）的量產(chǎn)車型將在未來幾年內投入生產(chǎn)。BMW iNEXT的生產(chǎn)車型將在德國丁格芬工廠下線。隨著全電動BMW iNEXT的推出，寶馬集團將在自動駕駛（AD）的開發(fā)和商業(yè)化方面邁出下一步。該車將提供一些高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS，見圖2）和SAE L3級BMW ADS作為可選套件。這些ADAS功能可以分為以下幾個子類別。安全輔助功能、駕駛員舒適功能和駕駛員信息。

圖2.iNEXT中的先進駕駛輔助系統(tǒng)SAE

L3級BMW ADS功能是為了在有限的高速公路上執(zhí)行動態(tài)駕駛任務，包括自動變道，最高速度可達85mph。因為它是SAE L3級功能，它允許駕駛員放松，甚至從事其他事情。與所有SAEL 3級功能一樣，駕駛員/用戶必須保持足夠的警惕性，以履行他/她作為準備接管用戶的責任（見圖3中的SAE L3級定義）。另一方面，駕駛員可以選擇自己駕駛（在 "Boost "模式下使用iNEXT）：車輛將像傳統(tǒng)車輛一樣運行，駕駛員將得到ADAS的輔助功能。

圖3. 根據(jù)SAE J3016的SAE級別定義

SAE L3級BMW ADS可以識別其性能極限（見設計運行域（ODD）），并向駕駛員發(fā)出接管請求（TOR），有足夠的準備時間讓駕駛員在達到系統(tǒng)極限之前執(zhí)行接管（TO）。在不太可能的情況下，如果駕駛員沒有在這段時間內接管駕駛任務，SAE L3級BMW ADS會執(zhí)行風險緩解操作，即盡可能安全地使車輛完全停止（見接管（最小風險條件））。

然而，有一些駕駛任務不屬于SAE L3級系統(tǒng)的義務，因此仍將是駕駛員的責任的一部分。駕駛員將接受有關這些責任的教育（見消費者教育和培訓）。這些責任包括，但不限于，以下義務：- 牌照和駕駛證。- 確保沒有對車輛進行改裝（如改裝）。- 確保車輛有適合當時駕駛條件的正確輪胎（冬季、夏季），并且這些輪胎處于良好狀態(tài)。- 確保車輛總體上處于良好的駕駛狀態(tài)（例如，雨刷片/擋風玻璃沒有裂痕）。- 駕駛員適合操作車輛（沒有藥物/酒精損害，沒有瞌睡駕駛的風險）。- 駕駛員有足夠的警惕性，在SAE L3級BMW ADS的提示下，能夠接管駕駛任務。

1. 人機交互

"人機界面 "可以定義為互動系統(tǒng)（軟件或硬件）的所有部分，它們?yōu)橛脩羰褂没酉到y(tǒng)完成某項任務提供必要的信息和控制。應用于ADS，至少人機界面應該能夠通過各種指示器告知用戶ADS：運行正常，目前正處于ADS模式，目前 "不可用"，遇到故障，和/或要求從ADS向用戶進行控制轉換。SAEL3級BMW ADS是根據(jù)行業(yè)最佳實踐和標準設計的。總之，人機界面允許用戶安全、舒適地使用SAE L3級BMW ADS。以下部分的范圍是描述BMW如何設計、開發(fā)、評估、測試和驗證其SAE L3級BMW ADS的人機界面（HMI）。幾十年來，BMW一直在設計車輛的人機界面的時候，遵循以客戶為導向和無干擾的駕駛體驗的原則。隨著SAE L3級BMW ADS的推出，用戶的駕駛體驗將得到進一步加強，當在SAE L3級BMW ADS的設計運行域（ODD）內操作時，他們有機會暫時將動態(tài)駕駛任務（DDT）移交給ADS。通過始終讓用戶了解SAE L3級BMWADS的狀態(tài)以及他/她作為駕駛員和用戶準備接管的責任，車輛的人機界面是實現(xiàn)SAE L3級BMW ADS安全和舒適使用的關鍵部件。在整個設計和開發(fā)過程中，BMW使用最先進的方法來確保實現(xiàn)這一愿景，從駕駛模擬器到試車場的駕駛測試和道路交通的研究。

1.1 自愿指導、最佳實踐、行業(yè)標準、設計原則、內部流程和公司政策

除了相關的標準化文件和美國交通部的聯(lián)邦自動駕駛汽車政策指導中給出的標準開發(fā)活動的綜合清單外，在BMW的人機界面開發(fā)過程中，考慮并應用了一些相關的指導、最佳實踐、行業(yè)標準和設計原則（見表3）。這個內部清單不斷更新，以考慮到最先進的科學見解。同時，BMW依靠自己的內部流程，基于車輛的自動化水平和預期的駕駛員參與程度。根據(jù)SAE J3016，期望為DDT準備接管的用戶能夠接受任何L3級BMW ADS發(fā)出的干預請求，并作出適當?shù)幕貞．旕{駛員接管駕駛任務時，SAE L3級BMW ADS應該傳達所有必要的交通和環(huán)境信息，以確保安全駕駛。因此，為L3級BMW ADS系統(tǒng)的HMI開發(fā)與驗證提供一個量身定做的過程。為了開發(fā)一個可理解的、容易使用的、安全的SAE L3級 ADS人機界面，BMW依靠基于ISO 9241 "人機交互的人機工程學 "的反復以人為本的設計過程，這也指導BMW的評估、測試和驗證。

這個過程的核心是四個相互依賴的以人為本的設計活動:

1. 理解并指定使用的環(huán)境

2. 指定用戶需求

3. 提出滿足這些要求的設計方案

4. 根據(jù)這些要求對設計進行評估

我們還試圖通過積極促進自動駕駛的人因研究方法的發(fā)展，并參與科學和公共討論，來擴展現(xiàn)有的知識基礎。

1.2 人機界面設計

BMW認識到，對于任何仍然依賴人類操作者作為準備接管的系統(tǒng)（見SAE L3級定義），可能存在與駕駛員意識和參與有關的人為因素挑戰(zhàn)。因此，BMW的人機界面的可理解性是以安全為主要設計目標對所有操作狀態(tài)進行評估的。這是在整個設計和開發(fā)過程中，通過大量的人機界面評估、經(jīng)驗性和非經(jīng)驗性數(shù)據(jù)來完成的。同樣地，在必要的時候，與其他道路使用者的溝通也被研究。為了支持用戶準備接管，系統(tǒng)包括一個駕駛員監(jiān)測系統(tǒng)，以觀察準備接管的用戶是否清醒，是否坐在駕駛座上，是否系了安全帶等。為了檢測司機是否在TOR后接管了駕駛任務，司機監(jiān)控系統(tǒng)還包括方向盤上的雙手檢測傳感器、轉向扭矩傳感器和踏板位置傳感器。如果駕駛員操作用戶界面元素，打開車門，或試圖換擋，這也將被傳統(tǒng)汽車中使用的標準傳感器檢測到。BMW非常注意確保人機界面能夠傳達每一種操作狀態(tài)，以及所有與駕駛員相關的額外信息。

在這種情況下，如果信息能滿足以下一個或多個目標，就被定義為相關信息。- 旨在改變用戶行為的信息（例如，當前的系統(tǒng)狀態(tài)，如 "L3級BMW ADS激活"，用戶不再負責執(zhí)行動態(tài)駕駛任務）。在iNEXT中，SAE L3級BMWADS的激活將通過不同的渠道進行溝通。一旦SAE L3級BMW ADS被激活，儀表盤上將出現(xiàn)相應的狀態(tài)信息（見圖4）。當SAE L3級BMW ADS被激活時，方向盤將被點亮為藍色。(請注意：所有顯示的圖像、符號、圖形、HMI元素和文本駕駛員通知都是概念性的，在此僅作說明。)