來源  | 微信公眾號  5G行業應用         作者 | 吳冬升

本系列上篇文章《一文詳解自動駕駛的運行設計域（ODD）》解讀了什么是自動駕駛ODD，本篇文章將依據SAE J3016詳細解讀自動駕駛DDT、DDT fallback、OEDR概念，后續兩篇文章將依次介紹低速自動駕駛（LSAD）和駕駛自動化分級。

全文3800字，預計閱讀8分鐘

01 動態駕駛任務DDT概念

動態駕駛任務DDT（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略功能，包括但不限于以下子任務：

a) 通過轉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）監控駕駛環境；

d) 對象和事件響應執行（操作和策略）；

e) 機動規劃（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)統稱為對象和事件檢測與響應（OEDR）。下圖顯示了駕駛任務的示意圖。

駕駛的整體行為可分為三種類型：戰略、策略和操作（Michon，1985）。戰略工作涉及行程規劃，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、選擇適當的速度、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部環路部分的自動化（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的有限OEDR）；L2級駕駛自動化包括最內部環路的自動化（車輛橫向和縱向運動控制，以及與車輛運動控制相關的有限OEDR）；L3至L5級駕駛自動化包括兩個內部環路的自動化（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略方面（例如，確定是否、何時和何地行駛）。[1]

02 動態駕駛任務接管DDT fallback概念

動態駕駛任務接管DDT 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）在發生DDT性能相關系統故障后，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）是一種穩定、停止的狀態，當給定的行程不能或不應繼續時，用戶或ADS（Automated Driving System）可在執行DDT接管后駕駛車輛，以降低碰撞風險。

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

a) DDT性能發生在ADS功能常規/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）范圍內執行完整的DDT。

b) 當ADS無法繼續執行完整的DDT（即在常規/正常操作下）時，會發生DDT接管。對于L3級ADS功能，人類應急準備用戶（車內或遠程）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，則實現最低風險條件。對于L4級或L5級ADS，該功能或系統通過自動達到最低風險條件來執行應急措施，例如，停到路肩上，打開危險指示燈，禁用推進系統，并呼叫路邊救援。（注：某些L3級功能可設計為在某些情況下自動執行接管，并實現最低風險條件，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執行接管時，它將車輛操縱到最小風險條件，從而結束接管響應。然而，當接管準備就緒的用戶執行接管時，若車輛可操作，他/她可以繼續手動操作車輛，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在發生DDT性能相關系統故障或超出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接管時的車輛狀況及其運行環境，并可能遵循降級模式策略，該策略考慮了與持續運行、駛離道路或原地停車相關的相對風險。[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，包括監控駕駛環境（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行適當的響應（即根據需要完成DDT和/或DDT接管）。[2]

與OEDR特別相關的ADS功能架構元素通常包括支持以下功能的硬件和軟件組件。

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，持久數據映射、動態障礙跟蹤和預測等）；

4. 導航和規劃（例如，執行響應的路徑規劃和運動控制命令）。

OEDR行為能力主要包括a) OEDR車輛；b) OEDR交通管制裝置和基礎設施；c) OEDR弱勢交通參與者、物體、動物。

表1  OEDR行為能力

對象和事件的檢測可能以多種方式發生。

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據。

b) V2V和V2I通信能力，通過DSRC/C-V2X或其他技術，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) 其他數據，如交叉口信號、相位和計時數據可以通過數字基礎設施廣播，以提供交通信號狀態的信息。

e) 許多正在開發的ADS依賴于事先收集和優化的車載高精度數字地圖。這些地圖可能包含有關靜態對象和基礎設施（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據，例如路段上的車道數和其他重要的車道特征（例如方向性、左轉、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的車載傳感器數據（反之亦然），或可單獨用于支持特定對象和事件的檢測。

假設ADS已正確檢測到安全關鍵對象或事件，則它將執行適當的響應。理想情況下，響應應為穩定的控制動作或機動，使ADS能夠與附近的所有相關障礙物保持安全的避讓距離，并盡可能繼續遵守適用的道路規則和禮儀。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，以保持與直接領先車輛的安全跟車距離，同時繼續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-執行縱向控制動作，以安全穩定的方式減速至完全停止；

e) 讓路-將通行權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，以駛入相鄰車道，加速至所需速度；

——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；

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，以實現最小風險條件。

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