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淺談基于自動駕駛運作設計域的測試平台建設思路

與傳統車輛相比,自動駕駛車輛是一個更為複雜的系統,對于安全性有着更高要求,安全問題依然是影響自動駕駛規模化應用落地的重要原因。由于自動駕駛系統在感覺能力、計算能力、決策規劃能力等方面存在一定限制,現階段難以保證自動駕駛車輛在各種複雜工況下都能安全運作,是以對于自動駕駛車輛需要限定其運作條件,運作設計域(Operational Design Domain, ODD)這一概念應運而生。

ODD一詞原始定義來自SAE J3016中“特定駕駛自動化系統或其功能專門設計的運作條件,包括但不限于環境、地理和時間限制,以及某些必要或不必要存在的交通或道路特征”。ODD限制是保證車輛安全的重要手段,換句話,“ODD就是要定義在哪些工況下是能夠自動駕駛的,脫離了這些工況,自動駕駛就不能保證有效工作。任何一台自動駕駛車輛,都必須有一定限定的工況,這個工況可以很寬泛,也可以很精準,并決定了自動駕駛車輛能夠勝任什麼樣的場景”。

為了保證自動駕駛車輛的運作安全,解決自動駕駛車輛運作邊界條件模糊的問題,結合大陸目前實際智慧交通與智能網聯汽車發展狀況,針對L4級自動駕駛車輛,設計了其運作設計域,并在清華大學蘇州汽車科創園内搭建了一個基于運作設計域的測試平台。下面分别淺談自動駕駛運作設計域的建構、運作設計域測試平台的建設以及測試方案設計方法。

自動駕駛運作設計域的建構

借鑒國外先進自動駕駛運作設計域的建構方法,結合大陸目前實際交通條件等資訊,設計了L4級自動駕駛車輛的運作設計域,其架構主要由道路條件、行駛路況、交通控制裝置和路旁路障、環境條件和V2X構成,具體内容如下表所示。

淺談基于自動駕駛運作設計域的測試平台建設思路

自動駕駛運作設計域測試平台

根據上述自動駕駛運作設計域架構的具體内容,在清華大學蘇州汽車科創園内搭建了一個自動駕駛運作設計域測試平台。測試平台基礎設施包括移動式交通信号燈、路口視訊監控、橋梁、河流、樹木、試驗樓、路燈、護欄、混凝土牆、植被等;道路布局主要包括直線路段、彎道路段、道路出入口、環島、坡道、模拟隧道等路段,另外,測試場内布設有LED資訊闆作為明顯可見的測試狀态提醒及警示系統。同時為了滿足雲控環境下自動駕駛車輛應用的測試需求,除了在車端部署車載通信單元OBU,在路側部署多模通信路側單元RSU實作車聯網通信外,還在路側部署了實作全路段覆寫的路側攝像頭、可實作行人與車輛感覺的路側跟蹤式微波雷達、增強車端感覺能力的GNSS差分基站和支援通過網聯方式控制的紅綠燈建構路側智能系統,還部署了網絡設施與雲控系統伺服器作為雲控基礎平台。測試平台的部分實際場景照片及路側裝置的布點示意圖如下所示。

淺談基于自動駕駛運作設計域的測試平台建設思路

測試平台部分實景圖

淺談基于自動駕駛運作設計域的測試平台建設思路

路側設施布點圖

測試方案設計方法

為了測試L4級自動駕駛車輛在上述建構的ODD内能否完成特定自動駕駛功能任務,以此來驗證ODD設計的合理性,測試方案中包含的測試功能為:車輛起步、交通标志标線及障礙物的識别、變道通過模拟事故現場、直行、交通信号燈識别及響應、轉彎、通過隧道、環形路口通行以及靠路邊停車。為了完成上述測試功能,在測試平台内設計了測試路線,利用L4級自動駕駛車輛進行實車測試,并記錄了車輛在測試過程的時間和行駛速度,測試路線及測試過程如下圖所示。

淺談基于自動駕駛運作設計域的測試平台建設思路

測試路線及過程

結合自動駕駛運作設計域的具體條件,針對大陸的實際智慧交通與智能網聯汽車發展狀況,基于典型交通場景,設計了一個L4級自動駕駛車輛的運作設計域及測試平台。經實車測試驗證該測試平台能夠滿足智能網聯汽車測試和試營運的需求,為實作全功能、全場景的全棧架構智能網聯汽車實際應用落地提供基礎軟硬體支援,對大陸自動駕駛運作設計域的相關研究工作具有指導意義。

注:本研究部分成果已收錄于2022世界交通運輸大會論文集。

Jingliang Ming, Chuan Sun, Sifa Zheng, Zhixiong Li, Guisheng Li, Yujun Yue, Haoran Li. Experimental Design of Test Platform for Operation Design Domain of Autonomous Driving: A Case Study in China[C]. //Proceedings of the 2022 World Transport Convention, Wuhan, China, June 13-16, 2022.

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