淺析典型L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)方案概念設(shè)計(jì)

2024年6月4日，工信部發(fā)布了首批智能網(wǎng)聯(lián)汽車準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn)名單。這一舉措標(biāo)志著我國(guó)自動(dòng)駕駛行業(yè)進(jìn)入商業(yè)化試點(diǎn)新階段，是我國(guó)自動(dòng)駕駛行業(yè)發(fā)展的重要里程碑，為智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展注入新的動(dòng)力。本文就淺談一下典型L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)方案的概念設(shè)計(jì)。

2024-12-23 13:15:26

編者語：后臺(tái)回復(fù)“入群”，加入「智駕最前沿」微信交流群

L3級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)滿足L3級(jí)自動(dòng)駕駛功能安全設(shè)計(jì)要求，體現(xiàn)感知、決策、控制、供電、通訊等多方面的冗余設(shè)計(jì)要求。

硬件設(shè)計(jì)方案

首先是自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)需要滿足冗余，以實(shí)現(xiàn)感知、決策和控制的冗余。計(jì)算平臺(tái)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)有以下4種方案：

方案1：?jiǎn)蜤CU，單PCB雙SOC。即在一個(gè)域控制器內(nèi)放置兩個(gè)SOC，分別作為主SOC和備SOC，兩個(gè)SOC設(shè)計(jì)在同一塊PCB板上，主SOC在系統(tǒng)無故障時(shí)實(shí)現(xiàn)L3自動(dòng)駕駛功能，備SOC在主SOC失效或者主SOC所在的通訊鏈路失效時(shí)實(shí)現(xiàn)安全停車功能，達(dá)成最小風(fēng)險(xiǎn)策略。此方案成本最低、設(shè)計(jì)最優(yōu)。

方案2：雙ECU。即有兩個(gè)域控制器，主域控制器實(shí)現(xiàn)L3自動(dòng)駕駛功能，備域控制器實(shí)現(xiàn)最小風(fēng)險(xiǎn)策略。

方案3：?jiǎn)蜤CU，雙PCB，板間互聯(lián)。此方案將兩塊PCB板子設(shè)計(jì)在一個(gè)硬件內(nèi)，兩個(gè)SOC通過板間互聯(lián)通訊，從架構(gòu)上看類似于方案2。

方案4：?jiǎn)蜤CU+智能攝像頭。此方案采用一個(gè)智能攝像頭代替?zhèn)渥詣?dòng)駕駛域控制器，相比于前面3個(gè)方案，智能攝像頭算力較低，實(shí)現(xiàn)最小風(fēng)險(xiǎn)策略難度較大。

L3級(jí)高速/城快自動(dòng)駕駛功能

設(shè)計(jì)運(yùn)行條件ODD如下：

道路類型：高速公路及城市快速路。

道路表面：適用于鋪裝路面，道路表面狀態(tài)良好，無道路表面覆蓋物：積雪、積水、樹葉等。

交通參與者：有能力應(yīng)對(duì)常見機(jī)動(dòng)車（乘用車、客車、貨車、卡車、摩托車等）及弱勢(shì)道路使用者（行人、自行車、電瓶車等）。

環(huán)境條件：支持白天黑夜（綜合光照度≥100lux）。

數(shù)字信息：支持V2X信息接入。

駕乘人員狀態(tài)：允許駕駛員脫手、脫眼。

運(yùn)行車速：0~130km/h。

標(biāo)稱功能如下：可在高速公路/城市快速道路上以O(shè)DD范圍內(nèi)的車速行駛。從入口到出口，可在所有車道行駛，并實(shí)現(xiàn)自主超車。駕駛員必須主動(dòng)激活系統(tǒng)，但無需持續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)（可脫手脫眼），駕駛員可以在任何時(shí)候接管系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)向駕駛員發(fā)出接管請(qǐng)求時(shí)，會(huì)給駕駛員預(yù)留足夠的時(shí)間接管駕駛?cè)蝿?wù)。如果駕駛員沒有及時(shí)接管駕駛?cè)蝿?wù)，那么系統(tǒng)會(huì)適時(shí)執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略，控制車輛安全停車。

功能場(chǎng)景如下：

上下匝道

上匝道時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)開啟轉(zhuǎn)向燈，并充分考慮左后側(cè)交通參與者狀態(tài)，穩(wěn)定進(jìn)入主干道，避免干擾主干道運(yùn)行車輛；
在匯入主路后，應(yīng)第一時(shí)間平穩(wěn)加速，并變道至快車道；
本車在將要駛出匝道時(shí)，如不滿足匯入主路安全條件，應(yīng)報(bào)警提示；
根據(jù)導(dǎo)航行駛路徑，在需要駛?cè)朐训罆r(shí)，本車應(yīng)提前打開正確的轉(zhuǎn)向燈，逐步換道至最右側(cè)車道，并提前平穩(wěn)減速，駛?cè)朐训溃?/span>
如因?yàn)楸拒嚐o法提前變道至最右側(cè)車道，導(dǎo)致無法駛?cè)朐训溃瑧?yīng)報(bào)警提示；
如系統(tǒng)感知到最右側(cè)車道有障礙物，導(dǎo)致主持無法駛?cè)朐训溃瑧?yīng)請(qǐng)求駕駛員介入。若駕駛員沒有及時(shí)接管，系統(tǒng)應(yīng)放棄下匝道，并重新規(guī)劃導(dǎo)航路線。

高速互通

系統(tǒng)可根據(jù)導(dǎo)航路徑控制車輛實(shí)現(xiàn)不同高速之間的互通，包括Y型路口互通和高速匝道互通。

自主超車

在具有多條車道條件下，如前方遇到低速行駛的目標(biāo)車，若判斷具備超車條件，本車應(yīng)打開正確的轉(zhuǎn)向燈，自主向左變道，并在變道完成后加速超越前方目標(biāo)車。在達(dá)到安全距離后，本車再打開正確的轉(zhuǎn)向燈，自主向右變道，回到原行駛車道；
在超車完成后，若不具備變回原車道條件，允許本車在目標(biāo)車道上繼續(xù)行駛。

前方車道減少

前方車道減少時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)控制本車并道到相鄰車道。

變道失敗返回

變道過程中，有車輛侵入目標(biāo)車道，若系統(tǒng)判斷侵入車輛影響本車行駛安全，應(yīng)控制本車返回原車道。

隧道通行

駛?cè)胨淼狼埃到y(tǒng)應(yīng)開啟燈光，并按照限速要求提前減速；
進(jìn)入隧道后，保持與前車距離；
駛出隧道后，本車應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉燈光，并按限速要求行駛；
系統(tǒng)可覆蓋全國(guó)高速公路絕大多數(shù)隧道。

收費(fèi)站通行

進(jìn)入收費(fèi)站時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能在收費(fèi)停止線或閘機(jī)欄桿前平穩(wěn)停車，避免跨越停止線或與閘機(jī)發(fā)生碰撞；
閘機(jī)完全升起后5s內(nèi)，系統(tǒng)應(yīng)控制車輛平緩起步，通過收費(fèi)站。

快速路信號(hào)燈通行

系統(tǒng)有能力識(shí)別快速路上的信號(hào)燈，并按照交通規(guī)則控制車輛剎停、起步及通行。

最小風(fēng)險(xiǎn)策略

當(dāng)主控系統(tǒng)出現(xiàn)失效時(shí)，系統(tǒng)可請(qǐng)求用戶接管車輛，若用戶在一定時(shí)間（標(biāo)定值）內(nèi)未接管，備份系統(tǒng)有能力控制車輛靠道路右邊停車。

小結(jié)

典型L3自動(dòng)駕駛方案概念設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)包括傳感器方案設(shè)計(jì)，關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，例如冗余電源、冗余通訊、冗余轉(zhuǎn)向、冗余制動(dòng)等，還包括功能安全與預(yù)期功能安全等方面的設(shè)計(jì)，以后有機(jī)會(huì)再展開。

-- END --

聲明：內(nèi)容源自十一號(hào)組織，文中觀點(diǎn)僅供分享交流，不代表本公眾號(hào)立場(chǎng)，如涉及版權(quán)等問題，請(qǐng)您告知，將及時(shí)處理！