場景架構設計的探索
1. 定義
1)場景:場景描述環(huán)境的快照,其描述的內(nèi)容包括景觀、動態(tài)要素和所有行為者及觀察者的自我表現(xiàn),以及它們的關系。而現(xiàn)實世界中的駕駛場景難以計數(shù),具有無限豐富、極其復雜、不可預測和不可窮盡等特征。
2)ODD: Operational Design Domain,?設計運行區(qū)域。?
? SAE J3016中指 "特定駕駛自動化系統(tǒng)或其功能專門設計的運行條件,包括但不限于環(huán)境、地理和時間限制,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 汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標準中,ODD指“確定的駕駛自動化功能的本車狀態(tài)和外部環(huán)境?!?運行設計條件ODC(Operational Design Condition)是設計運行時確定的駕駛自動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, 動態(tài)駕駛?cè)蝿誅DT
??指在道路交通中運行車輛所需的所有實時運行和策略功能,不包括行程安排和目的地和航路點選擇等戰(zhàn)略功能。
4)DDT fallback:Dynamic Driving Task fallback,動態(tài)駕駛?cè)蝿战庸?/p>
? 指在相同情況下,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。
5)MRC:Minimal Risk Condition,最小風險條件
? 指一種穩(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。
6)OEDR:Object and Event Detection and Response,目標和事件檢測與相應
? 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)
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)濟事務和能源部推動的高級自動駕駛研究體系項目。研究了用于驗證和確認高度自動化駕駛功能的新方法,?建立了普遍接受的質(zhì)量標準、工具和方法以及場景和指南。
2.?場景

??場景描述環(huán)境的快照,其描述的內(nèi)容包括景觀、動態(tài)要素和所有行為者及觀察者的自我表現(xiàn),以及它們的關系。
??現(xiàn)實世界中的駕駛場景難以計數(shù),具有無限豐富、極其復雜、不可預測和不可窮盡等特征,因此場景全部測試不可能。

場景類型:
?場景類型1:典型場景、邊緣場景、危險場景??
?場景類型2:功能場景、邏輯場景、具體場景????
場景組成:
?由ODD、能力、對象和事件的響應組成,相關參見關鍵詞
場景來源:
?需求、標準法規(guī)、自然駕駛、危險工況、參數(shù)重組
場景的表達方式:
1)文本化描述:
?????

2)仿真化描述:
案例:

3)實采數(shù)據(jù)化描述:
案例:

3.?ODD
設計運行域,現(xiàn)有ODD分類框架有“NHTSA,?SAE J2980,英國PAS1883,歐洲PEGASUS等“
其中PEGASUS項目ODD分類框架使用最為廣泛,其將ODD進行如下的層級劃分:
a) 道路:幾何結構、拓撲,路面質(zhì)量、邊界(路面);
b) 基礎設施:邊界(結構),標志牌、信號燈等;
c) 第一層和第二層的臨時操縱:道路的臨時性設施,如臨時封路、道路施工現(xiàn)場等;
d) 目標物:靜態(tài)、動態(tài)、移動,交互、機動;
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)場景元素顆粒度,將場景劃分為功能場景,邏輯場景和具體場景

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(動作),包括基本的駕駛橫向/縱向控制,信號燈/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/交通標識/駕駛員狀態(tài)/車輛狀態(tài)等的感知
3)信息處理(認知),對對象和事件的響應執(zhí)行
??其中 "信息接收(感知)和 信息處理(認知)"?歸屬為 OEDR,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),并對這些對象和事件執(zhí)行適當?shù)捻憫?。OEDR能力主要有:
??

5. 對象和事件的響應
5.1 信息交互響應
????

5.2 OEDR
? OEDR:Object and Event Detection and Response,目標和事件檢測與相應
? 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)

6. 場景架構設計
綜上所述,場景由ODD,能力和對象和事件的響應組成,進行場景設計時,需要依據(jù)場景來源梳理出ODD,然后依據(jù)ODD場景的不同梳理對應能力、對象和事件的響應;
場景分功能場景,邏輯場景和具體場景,它們的區(qū)別主要是ODD描述的顆粒度不同;
場景表達的方式有文本化描述,仿真化描述和實采數(shù)據(jù)描述;
依據(jù)場景相關知識點,梳理場景設計的架構圖如下,具體項目實施過程可參考該圖進行修改/擴充。

?
APA場景架構設計案例如下:

參考資料:
GBT 汽車駕駛自動化分級
英國PAS1883標準
歐洲PEGASUS項目
SAE J2980
NHTSA ODD