場(chǎng)景架構(gòu)設(shè)計(jì)的探索
1. 定義
1)場(chǎng)景:場(chǎng)景描述環(huán)境的快照,其描述的內(nèi)容包括景觀、動(dòng)態(tài)要素和所有行為者及觀察者的自我表現(xiàn),以及它們的關(guān)系。而現(xiàn)實(shí)世界中的駕駛場(chǎng)景難以計(jì)數(shù),具有無限豐富、極其復(fù)雜、不可預(yù)測(cè)和不可窮盡等特征。
2)ODD: Operational Design Domain,?設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域。?
? SAE J3016中指 "特定駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)或其功能專門設(shè)計(jì)的運(yùn)行條件,包括但不限于環(huán)境、地理和時(shí)間限制,和/或某些交通或道路特征的存在或缺失。"
?工信部發(fā)布的《GBT 汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)中,ODD指“確定的駕駛自動(dòng)化功能的本車狀態(tài)和外部環(huán)境?!?運(yùn)行設(shè)計(jì)條件ODC(Operational Design Condition)是設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)確定的駕駛自動(dòng)化功能可以正常工作的條件,包括ODD、駕駛員狀態(tài)以及其他必要條件。
3)DDT:?Dynamic Driving Task, 動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)DDT
??指在道路交通中運(yùn)行車輛所需的所有實(shí)時(shí)運(yùn)行和策略功能,不包括行程安排和目的地和航路點(diǎn)選擇等戰(zhàn)略功能。
4)DDT fallback:Dynamic Driving Task fallback,動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)接管
? 指在相同情況下,用戶對(duì)實(shí)施DDT或達(dá)到最低風(fēng)險(xiǎn)條件的響應(yīng),(1)在發(fā)生DDT性能相關(guān)系統(tǒng)故障后,或(2)在ODD退出時(shí),或ADS對(duì)達(dá)到最低風(fēng)險(xiǎn)條件的響應(yīng)。
5)MRC:Minimal Risk Condition,最小風(fēng)險(xiǎn)條件
? 指一種穩(wěn)定、停止的狀態(tài),當(dāng)給定的行程不能或不應(yīng)繼續(xù)時(shí),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(fēng)險(xiǎn)。
6)OEDR:Object and Event Detection and Response,目標(biāo)和事件檢測(cè)與相應(yīng)
? 是DDT的子任務(wù),包括監(jiān)控駕駛環(huán)境(檢測(cè),識(shí)別和分類對(duì)象和事件,并準(zhǔn)備按需要做出響應(yīng)),并對(duì)這些對(duì)象和事件執(zhí)行適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)(即根據(jù)需要完成DDT和/或DDT接管)
7) PEGASUS(Project for the Establishment of Generally Accepted quality criteria, tools and methods as well as Scenarios and Situations)是德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部推動(dòng)的高級(jí)自動(dòng)駕駛研究體系項(xiàng)目。研究了用于驗(yàn)證和確認(rèn)高度自動(dòng)化駕駛功能的新方法,?建立了普遍接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工具和方法以及場(chǎng)景和指南。
2.?場(chǎng)景

??場(chǎng)景描述環(huán)境的快照,其描述的內(nèi)容包括景觀、動(dòng)態(tài)要素和所有行為者及觀察者的自我表現(xiàn),以及它們的關(guān)系。
??現(xiàn)實(shí)世界中的駕駛場(chǎng)景難以計(jì)數(shù),具有無限豐富、極其復(fù)雜、不可預(yù)測(cè)和不可窮盡等特征,因此場(chǎng)景全部測(cè)試不可能。

場(chǎng)景類型:
?場(chǎng)景類型1:典型場(chǎng)景、邊緣場(chǎng)景、危險(xiǎn)場(chǎng)景??
?場(chǎng)景類型2:功能場(chǎng)景、邏輯場(chǎng)景、具體場(chǎng)景????
場(chǎng)景組成:
?由ODD、能力、對(duì)象和事件的響應(yīng)組成,相關(guān)參見關(guān)鍵詞
場(chǎng)景來源:
?需求、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、自然駕駛、危險(xiǎn)工況、參數(shù)重組
場(chǎng)景的表達(dá)方式:
1)文本化描述:
?????

2)仿真化描述:
案例:

3)實(shí)采數(shù)據(jù)化描述:
案例:

3.?ODD
設(shè)計(jì)運(yùn)行域,現(xiàn)有ODD分類框架有“NHTSA,?SAE J2980,英國PAS1883,歐洲PEGASUS等“
其中PEGASUS項(xiàng)目ODD分類框架使用最為廣泛,其將ODD進(jìn)行如下的層級(jí)劃分:
a) 道路:幾何結(jié)構(gòu)、拓?fù)?,路面質(zhì)量、邊界(路面);
b) 基礎(chǔ)設(shè)施:邊界(結(jié)構(gòu)),標(biāo)志牌、信號(hào)燈等;
c) 第一層和第二層的臨時(shí)操縱:道路的臨時(shí)性設(shè)施,如臨時(shí)封路、道路施工現(xiàn)場(chǎng)等;
d) 目標(biāo)物:靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、移動(dòng),交互、機(jī)動(dòng);
e) 自然環(huán)境:天氣、光照等其他環(huán)境信息;
f) 數(shù)字信息:數(shù)字信息,如V2X信息、數(shù)字地圖信息等。
依據(jù)場(chǎng)景元素顆粒度,將場(chǎng)景劃分為功能場(chǎng)景,邏輯場(chǎng)景和具體場(chǎng)景

案例:?PEGASUS ODD分類框架

4.?能力
駕駛能力分DDT?和?DDT fallback兩大類
其中DDT包括?
1)信息交互(動(dòng)作),包括基本的駕駛橫向/縱向控制,信號(hào)燈/鳴笛等將信息告知周圍?和?四門兩蓋/空調(diào)等操控功能
2)信息接收(感知),包括周邊行人/車輛/交通標(biāo)識(shí)/駕駛員狀態(tài)/車輛狀態(tài)等的感知
3)信息處理(認(rèn)知),對(duì)對(duì)象和事件的響應(yīng)執(zhí)行
??其中 "信息接收(感知)和 信息處理(認(rèn)知)"?歸屬為 OEDR,是DDT的子任務(wù),包括監(jiān)控駕駛環(huán)境(檢測(cè),識(shí)別和分類對(duì)象和事件),并對(duì)這些對(duì)象和事件執(zhí)行適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。OEDR能力主要有:
??

5. 對(duì)象和事件的響應(yīng)
5.1 信息交互響應(yīng)
????

5.2 OEDR
? OEDR:Object and Event Detection and Response,目標(biāo)和事件檢測(cè)與相應(yīng)
? 是DDT的子任務(wù),包括監(jiān)控駕駛環(huán)境(檢測(cè),識(shí)別和分類對(duì)象和事件,并準(zhǔn)備按需要做出響應(yīng)),并對(duì)這些對(duì)象和事件執(zhí)行適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)(即根據(jù)需要完成DDT和/或DDT接管)

6. 場(chǎng)景架構(gòu)設(shè)計(jì)
綜上所述,場(chǎng)景由ODD,能力和對(duì)象和事件的響應(yīng)組成,進(jìn)行場(chǎng)景設(shè)計(jì)時(shí),需要依據(jù)場(chǎng)景來源梳理出ODD,然后依據(jù)ODD場(chǎng)景的不同梳理對(duì)應(yīng)能力、對(duì)象和事件的響應(yīng);
場(chǎng)景分功能場(chǎng)景,邏輯場(chǎng)景和具體場(chǎng)景,它們的區(qū)別主要是ODD描述的顆粒度不同;
場(chǎng)景表達(dá)的方式有文本化描述,仿真化描述和實(shí)采數(shù)據(jù)描述;
依據(jù)場(chǎng)景相關(guān)知識(shí)點(diǎn),梳理場(chǎng)景設(shè)計(jì)的架構(gòu)圖如下,具體項(xiàng)目實(shí)施過程可參考該圖進(jìn)行修改/擴(kuò)充。

?
APA場(chǎng)景架構(gòu)設(shè)計(jì)案例如下:

參考資料:
GBT 汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)
英國PAS1883標(biāo)準(zhǔn)
歐洲PEGASUS項(xiàng)目
SAE J2980
NHTSA ODD