联合国自动驾驶法规R157对L3级自动驾驶ALKS的要求⑦

1.背景

2.R157各名词定义

3.系统安全和故障安全响应要求

4.人机交互界面信息要求

5.障碍物和事件感知与响应要求

6.数据存储系统要求

7.网络安全和软件更新要求

8.交通干扰关键场景指南

9.ALKS功能和操作安全的特殊要求

10.试验场内测试规范

11.公共道路测试规范

8.  交通干扰关键场景指南

8.1  一般要求

8.2   交通关键场景

8.2.1

（a）切入：“另一辆车”突然合并到ALKS车辆前面；

（b）切出：“其他车辆”突然离开ALKS车辆的车道；

8.2.3

       每一个交通关键场景都可以使用以下参数/元素创建：

      （a）道路几何形状；

      （b）其他车辆的行为/机动。

8.3  ALKS的性能模型

8.3.1.

8.3.2

8.3.3 性能模型1

下图是这部分的可视化表示：

老司机和ADAS（AEB）的感知、决策、反应这三个部分的性能模型因子应作为评估ALKS避撞的条件。

三种ALKS情景的驾驶因素模型：

（a）切入场景：

       旁车道车辆沿车道中心行驶，偏离车道中心±0.375m以内属于正常行驶。

        当旁车道车辆超过正常行驶的横向偏离距离（可能此时还未变道，也未压线）时，认为切入场景开始。

        距离a是基于风险评估时间[a]的感知距离。它定义了感知车辆正在执行切入机动动作所需的横向距离a。由以下公式获得；

a=横向移动速度x风险评估时间[a]（0.4秒）

当旁车道车辆超过切入边界阈值（0.375m）时，风险评估时间开始。

（b）切出场景：

（c）减速场景：

        风险评估时间[a]为0.4秒，当前导车辆超过减速阈值5m/s²时，风险评估时间[a]开始。

模型中的相关参数如下表所示：

 可以根据作业环境增加其他参数（例如道路摩擦系数、道路曲率、照明条件等）。

（a）切入场景：

（b）切出场景：

        在碰撞时间2s的情况下，ALKS车辆应能避免与切出车辆前方所有的减速（静止）车辆碰撞。

（c）减速场景：

        在碰撞时间2s的情况下，ALKS车辆应能避免与前方小于等于1g减速度减速的车辆相撞。

8.3.4 性能模型2

        在第二个性能模型中，假设驾驶员可以预测碰撞风险并按比例制动。在这种情况下，性能模型考虑以下三个操作：“横向安全检查”、“纵向安全检查”和“反应”。只有在横向和纵向检查中均识别出紧急碰撞风险时，才会实施反应。下图提供了性能模型2中驾驶员在切入场景中遵循的决策流程的可视化表示。

（a）切入场景：

 如果满足以下条件，横向安全检查可以确定存在潜在的碰撞风险：

（a）纵向方向上，“其他车辆”（切入车辆）的后部在ALKS车辆的前部的前面；

（b）“切入辆车”正在向ALKS车辆移动；

 （c）ALKS车辆的纵向速度大于“切入车辆”的纵向速度；

 （d）以下方程是满足的：

distlat/vcut-in,lat＜（distlon+lengthego+lengthcut-in）/（vego,lon-vcut-in,lon）+0.1

distlat：是两辆车之间的瞬时横向距离；

distlon：是两辆车之间的瞬时纵向距离；

lengthego：是ALKS车辆的长度；

lengthcut-in：是切入车辆的长度；

vcut-in,lat：是切入车辆的瞬时横向速度；

vego,lon：是ALKS车辆的瞬时纵向速度；

vcut-in,lon：是切入车辆的瞬时纵向速度；

纵向安全检查需要评估两个模糊代理安全指标，即主动模糊代理安全指标（PFS Proactive Fuzzy Surrogate Safety Metric）和关键模糊代理安全指标（COS Critical Fuzzy Surrogate Safety Metric）。

PFS由以下方程定义：

d1：是两辆车完全停车时的安全距离；

        CFS由以下方程定义：

aego：是ALKS车辆的瞬时纵向加速度；

dnew：是反应时间后ALKS车辆和切入车辆之间距离的预期纵向变化；

 纵向安全检查确定了如果PFS或CFS大于0的潜在风险。       

 如果确定了风险，则假设ALKS车辆按照以下等式通过减速来计划和实施反应：

CFS＞0时：

breaction=CFS·（bego,max-bego,comf）+bego,comf

CFS=0时：

breaction=PFS·bego,comf

 减速在反应时间τ后开始实现，以恒定速率达到最大减速度。

 如果ALKS车辆的反应无法防止车辆与切入车辆相撞，则该场景被归类为不可预防的，否则被归类为可预防的。

（b）切出场景：

（a）横向安全检查被忽略了，因为ALKS车辆和静态物体已经在同一车道上。

（b）纵向安全检查按PFS、CFS进行评估，使用静态物体的参数进行计算，而不是切出车辆的参数。

（c）假设ALKS车辆在切出车辆中心偏离车道中心0.375m之前无法启动反应时间。

（c）减速场景：

（a）横向安全检查被忽略，因为ALKS车辆和前面的车辆已经在同一车道上。      

（b）纵向安全检查按PFS、CFS进行评估，使用前前车的参数进行计算，而不是切出车辆的参数。

 第二个性能模型的软件实现，按照切入、切出、减速三个交通关键场景进行推导分类，该软件是公开可用的。

 为了确定ALKS车辆应避免碰撞的条件，应使用以下性能模型因素。