加入星計劃,您可以享受以下權(quán)益:

  • 創(chuàng)作內(nèi)容快速變現(xiàn)
  • 行業(yè)影響力擴散
  • 作品版權(quán)保護
  • 300W+ 專業(yè)用戶
  • 1.5W+ 優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
  • 5000+ 長期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • 01、動態(tài)駕駛?cè)蝿誅DT概念
    • 02、動態(tài)駕駛?cè)蝿战庸蹹DT fallback概念
    • 03、目標和事件檢測與響應OEDR概念
  • 相關(guān)推薦
  • 電子產(chǎn)業(yè)圖譜
申請入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

一文詳解自動駕駛的動態(tài)駕駛?cè)蝿眨―DT)

2021/09/08
1562
閱讀需 13 分鐘
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點資訊討論

本系列上篇文章《一文詳解自動駕駛的運行設(shè)計域(ODD)》解讀了什么是自動駕駛ODD,本篇文章依據(jù)SAE J3016詳細解讀自動駕駛DDT、DDT fallback、OEDR概念,后續(xù)兩篇文章將介紹低速自動駕駛(LSAD)和駕駛自動化分級。

01、動態(tài)駕駛?cè)蝿誅DT概念

動態(tài)駕駛?cè)蝿誅DT(Dynamic Driving Task)是在道路交通中操作車輛所需的所有實時操作和策略功能,不包括行程安排和目的地和航路點選擇等戰(zhàn)略功能,包括但不限于以下子任務:

a) 通過轉(zhuǎn)向控制車輛橫向運動(操作);    b) 通過加速和減速控制車輛縱向運動(操作);    c) 通過目標和事件檢測、識別、分類和響應準備(操作和策略)監(jiān)控駕駛環(huán)境;    d) 對象和事件響應執(zhí)行(操作和策略);    e) 機動規(guī)劃(策略);    f) 通過照明、鳴笛、信號、手勢等(策略)增強醒目性。其中子任務c)和d)統(tǒng)稱為對象和事件檢測與響應(OEDR)。下圖顯示了駕駛?cè)蝿盏氖疽鈭D。

駕駛的整體行為可分為三種類型:戰(zhàn)略、策略和操作(Michon,1985)。戰(zhàn)略工作涉及行程規(guī)劃,如決定是否、何時何地、如何行駛、最佳路線等。策略工作涉及在交通行程中操縱車輛,包括決定是否和何時超車或改變車道、選擇適當?shù)乃俣?、檢查后視鏡等。操作工作涉及可被視為預知或先天的瞬間反應,例如對轉(zhuǎn)向、制動和加速進行微小修正,以保持交通中的車道位置,或避免車輛道路的突然障礙或危險事件。

就DDT性能而言,L1級駕駛自動化包括最內(nèi)部環(huán)路部分的自動化(橫向車輛運動控制功能或縱向車輛運動控制功能,以及與給定車輛運動控制軸相關(guān)的有限OEDR);L2級駕駛自動化包括最內(nèi)部環(huán)路的自動化(車輛橫向和縱向運動控制,以及與車輛運動控制相關(guān)的有限OEDR);L3至L5級駕駛自動化包括兩個內(nèi)部環(huán)路的自動化(車輛橫向和縱向運動控制,以及完整OEDR)。注意,DDT性能不包括駕駛的戰(zhàn)略方面(例如,確定是否、何時和何地行駛)。[1]

02、動態(tài)駕駛?cè)蝿战庸蹹DT fallback概念

動態(tài)駕駛?cè)蝿战庸蹹DT fallback(Dynamic Driving Task fallback)是在相同情況下,用戶對實施DDT或達到最低風險條件的響應(1)在發(fā)生DDT性能相關(guān)系統(tǒng)故障后,或(2)在ODD退出時,或ADS對達到最低風險條件的響應。

最小風險條件MRC(Minimal Risk Condition)是一種穩(wěn)定、停止的狀態(tài),當給定的行程不能或不應繼續(xù)時,用戶或ADS(Automated Driving System)可在執(zhí)行DDT接管后駕駛車輛,以降低碰撞風險。

L3級、L4級或L5級ADS的系統(tǒng)故障或超出ODD條件時,區(qū)分以下三個單獨的功能:(i)DDT性能,(ii)DDT接管性能,以及(iii)實現(xiàn)最小風險條件。

a) DDT性能發(fā)生在ADS功能常規(guī)/正常操作條件下,也就是說,該功能在正常運行和ODD(如果有的話)范圍內(nèi)執(zhí)行完整的DDT。

b) 當ADS無法繼續(xù)執(zhí)行完整的DDT(即在常規(guī)/正常操作下)時,會發(fā)生DDT接管。對于L3級ADS功能,人類應急準備用戶(車內(nèi)或遠程)將響應干預請求或動覺明顯的車輛故障,如果車輛保持可操作,則恢復DDT性能,如果車輛不可操作,則實現(xiàn)最低風險條件。對于L4級或L5級ADS,該功能或系統(tǒng)通過自動達到最低風險條件來執(zhí)行應急措施,例如,停到路肩上,打開危險指示燈,禁用推進系統(tǒng),并呼叫路邊救援。(注:某些L3級功能可設(shè)計為在某些情況下自動執(zhí)行接管,并實現(xiàn)最低風險條件,如無障礙物的相鄰路肩存在時,但在其他情況下,如無此類路肩可用時,則不適用。)當ADS執(zhí)行接管時,它將車輛操縱到最小風險條件,從而結(jié)束接管響應。然而,當接管準備就緒的用戶執(zhí)行接管時,若車輛可操作,他/她可以繼續(xù)手動操作車輛,而不是達到最低風險條件。

c) L4級和L5級的接管性能和最低風險條件要求ADS在發(fā)生DDT性能相關(guān)系統(tǒng)故障或超出ODD條件后仍能正常工作。如果ADS不起作用,可采用故障緩解策略。最小風險條件取決于觸發(fā)接管時的車輛狀況及其運行環(huán)境,并可能遵循降級模式策略,該策略考慮了與持續(xù)運行、駛離道路或原地停車相關(guān)的相對風險。[1]

03、目標和事件檢測與響應OEDR概念

目標和事件檢測與響應OEDR(Object and Event Detection and Response)是DDT的子任務,包括監(jiān)控駕駛環(huán)境(檢測,識別和分類對象和事件,并準備按需要做出響應),并對這些對象和事件執(zhí)行適當?shù)捻憫锤鶕?jù)需要完成DDT和/或DDT接管)。[2]

與OEDR特別相關(guān)的ADS功能架構(gòu)元素通常包括支持以下功能的硬件軟件組件。

  1. 傳感(如毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等);
  2. 感知(例如,道路特征分類、對象分割和分類);
  3. 世界建模(例如,持久數(shù)據(jù)映射、動態(tài)障礙跟蹤和預測等);
  4. 導航和規(guī)劃(例如,執(zhí)行響應的路徑規(guī)劃和運動控制命令)。

OEDR行為能力主要包括:

a) OEDR車輛;b) OEDR交通管制裝置和基礎(chǔ)設(shè)施;c) OEDR弱勢交通參與者、物體、動物。

▼表1  OEDR行為能力

OEDR車輛

•檢測并響應入侵、迎面而來的車輛、車輛跟馳

•檢測并響應相關(guān)停車車輛,包括車道內(nèi)或路邊的車輛

•檢測和響應車道變化,包括意外切入

•檢測并響應切出,包括意想不到的情況

•檢測并響應校車

•檢測和響應緊急車輛,包括在十字路口

•檢測并響應車輛進入道路

•檢測并響應兩側(cè)相鄰車輛

•在前進和倒車時檢測并響應相關(guān)車輛

OEDR交通管制裝置和基礎(chǔ)設(shè)施

•遵守駕駛規(guī)則

•檢測并響應限速變化或建議

•檢測并響應相關(guān)的通行限制,包括單行道、禁止轉(zhuǎn)彎位置、自行車道、中轉(zhuǎn)車道和人行道(更多完整列表,請參見MUTCD))

•檢測并響應相關(guān)交通控制設(shè)備,包括信號交叉口、停車標志、讓行標志、人行橫道和車道標記(可能包括褪色標記)(更多完整列表見MUTCD)

•檢測和響應基礎(chǔ)設(shè)施要素,包括彎道、道路邊緣和護欄(更多完整列表見AASHTO綠皮書)

OEDR弱勢交通參與者、物體、動物

•檢測并響應車道中的相關(guān)靜態(tài)障礙物•檢測和響應車道或路邊的行人、騎腳踏車者、動物

對象和事件的檢測可能以多種方式發(fā)生。

a) ADS可能會使用一套感知傳感器,其中可能包括毫米波雷達、激光雷達、攝像頭和超聲波傳感器的組合,這些傳感器可以支持對這些物體和事件的檢測和識別。該路徑依賴于支持算法來解析和解釋這些傳感器提供的數(shù)據(jù)。

b) V2V和V2I通信能力,通過DSRC/C-V2X或其他技術(shù),也可以在一定容量下支持檢測和識別。

c) SAE J2735基本安全信息包括有關(guān)車輛位置、速度和航向的信息,這些信息可以補充或增強ADS車載感知傳感器的測量。

d) 其他數(shù)據(jù),如交叉口信號、相位和計時數(shù)據(jù)可以通過數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施廣播,以提供交通信號狀態(tài)的信息。

e) 許多正在開發(fā)的ADS依賴于事先收集和優(yōu)化的車載高精度數(shù)字地圖。這些地圖可能包含有關(guān)靜態(tài)對象和基礎(chǔ)設(shè)施(包括道路本身)的三維信息。地圖還可能包括重要的導航元數(shù)據(jù),例如路段上的車道數(shù)和其他重要的車道特征(例如方向性、左轉(zhuǎn)、僅限公共汽車)、速度限制以及交通控制裝置或標記(例如停車標志、交通信號、人行橫道)。類似地,該地圖信息可用于補充或增加ADS的車載傳感器數(shù)據(jù)(反之亦然),或可單獨用于支持特定對象和事件的檢測。假設(shè)ADS已正確檢測到安全關(guān)鍵對象或事件,則它將執(zhí)行適當?shù)捻憫?。理想情況下,響應應為穩(wěn)定的控制動作或機動,使ADS能夠與附近的所有相關(guān)障礙物保持安全的避讓距離,并盡可能繼續(xù)遵守適用的道路規(guī)則和禮儀。

符合這些標準的已確定響應包括:

a) 跟車-實施橫向和/或縱向控制措施,以保持與直接領(lǐng)先車輛的安全跟車距離,同時繼續(xù)沿著當前行駛車道行駛; 

b) 加速-在適當和合法的情況下,實施縱向控制措施以提高速度;

c) 減速-實施縱向控制措施以降低速度(視情況而定);

d) 停止-執(zhí)行縱向控制動作,以安全穩(wěn)定的方式減速至完全停止;

 

e) 讓路-將通行權(quán)讓給其他道路使用者;

f) 改變車道–實施縱向和/或橫向控制措施,以轉(zhuǎn)入相鄰車道;——中止換道–取消切換到相鄰車道的操作(保持或返回原始車道);

g) 超車–實施縱向和/或橫向控制措施,以駛?cè)胂噜徿嚨溃铀僦了杷俣龋?mdash;—中止通行–取消機動以切換到相鄰車道(保持或返回原始車道);

h) 轉(zhuǎn)彎-實施橫向和縱向控制措施,從當前道路/車道過渡到連接道路/車道;

 

i) 在車道內(nèi)移動–實施橫向和/或縱向控制措施,使ADS不跟隨當前車道的中心(或接近中心),但完全保持在當前車道內(nèi);

j) 駛出車道-實施橫向和/或縱向控制措施,使ADS部分或完全駛出當前行駛車道(即一個或多個車輪穿過車道邊界);

k) 駛出行車道/停車–實施橫向和縱向控制措施,使ADS完全退出當前活動行車道,進入路肩或停車車道并停車;

l) 向MRC過渡:——向后備準備用戶返回控制–向人類乘員/駕駛員返回縱向和橫向控制(同時提供足夠的警告);——ADS實施最小風險機動-實施橫向和/或縱向控制行動,以實現(xiàn)最小風險條件。

 

文 | 吳冬升

▎參考文獻

[1] SAE J3016. Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles. 2021,4.

[2] NHTSA. A Framework for Automated Driving System Testable Cases and Scenarios. 2018,9.

相關(guān)推薦

電子產(chǎn)業(yè)圖譜

「5G行業(yè)應用」是聚集TMT行業(yè)資深專家的研究咨詢平臺,致力于在5G時代為企業(yè)和個人提供客觀、深入和極具商業(yè)價值的市場研究和咨詢服務,幫助企業(yè)利用5G實現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和業(yè)務重構(gòu),專注提供5G行業(yè)最新動態(tài)及深度分析,覆蓋通信、媒體、金融、汽車、交通、工業(yè)等領(lǐng)域。