?在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，提起L3，特別容易讓人扼腕嘆息。

2017年7月，奧迪開(kāi)汽車(chē)行業(yè)之先河，推出了全球首個(gè)搭載L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)車(chē)型——奧迪A8，并計(jì)劃于2017年底全球上市。

2020年4月，距離奧迪推出L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)足足過(guò)了33個(gè)月，我們沒(méi)有等來(lái)奧迪A8的“如來(lái)神掌”，卻等來(lái)其管理層宣布放棄為新一代A8搭載L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的決定。也是在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開(kāi)始被唱衰，跳過(guò)L3研發(fā)L4自動(dòng)駕駛系統(tǒng)成為當(dāng)時(shí)的一股潮流。

2020年6月，距離奧迪放棄L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不到2個(gè)月，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（United Nations Economic Commission for Europe，UNECE）通過(guò)并頒布了UNR157法令，這也是國(guó)際上第一個(gè)對(duì)L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)具有約束力的法規(guī)。

2021年11月，奔馳L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)DRIVE PILOT通過(guò)了德國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)輸管理局（Kraftfahrt-Bundesamt，KBA）嚴(yán)格的技術(shù)條例審批，也使其成為全球首個(gè)獲得UNR157認(rèn)證的汽車(chē)企業(yè)。

2022年5月，DRIVE PILOT先是在德國(guó)進(jìn)行商用，2023年1月，又獲批在美國(guó)內(nèi)達(dá)華洲獲批商用，近日又有媒體報(bào)道即將進(jìn)入中國(guó)。??

我不知道奧迪的管理層是怎么想的，但我知道奧迪的銷(xiāo)售顯然是詞窮了。2023年3月份的一個(gè)周六，我閑著無(wú)聊，就溜達(dá)進(jìn)了奧迪的4S店。和銷(xiāo)售一番寒暄后，我故作糾結(jié)狀問(wèn)銷(xiāo)售：之前也看了蔚來(lái)，現(xiàn)在不知道怎么選。銷(xiāo)售略作遲疑之后，底氣十足的說(shuō)到：奧迪的核心技術(shù)還是三大件……。? ??

說(shuō)得都對(duì)，也很有道理，但總覺(jué)得這樣的話術(shù)已經(jīng)很難吸引到我這樣一棵老韭菜，可能還是我太窮，無(wú)法靜下心來(lái)欣賞看到奧迪發(fā)射的光芒。??

閑話少敘、言歸正傳，本文通過(guò)淺淺的解讀UNR157這份法規(guī)，來(lái)看一下如何設(shè)計(jì)一個(gè)具有最低安全和性能要求的L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。? ? ??

01 基本介紹

UNR157法規(guī)的全稱為《Proposal for a new UN Regulation on uniform provisions concerning the approval of vehicles with regards to Automated Lane Keeping System》，從其全稱也可以看出來(lái)，定義的這個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)叫自動(dòng)車(chē)道保持系統(tǒng)（Automated Lane Keeping Systems，ALKS），2021年1月1日已經(jīng)生效，主要適用于高速公路低速或擁堵場(chǎng)景。? ??

2022年6月，UNECE批準(zhǔn)了該法規(guī)的修正案，修正案中將ALKS最大運(yùn)行速度由60km/h增加到130km/h，并加入變道過(guò)程，這份法規(guī)的適用場(chǎng)景也由低速、擁堵場(chǎng)景拓展到高速公路點(diǎn)到點(diǎn)自動(dòng)駕駛?cè)珗?chǎng)景。修正后的法規(guī)已于2023年1月在適用它的締約方中生效，主要包括英國(guó)、日本、韓國(guó)、澳大利亞、美國(guó)等。

注：通過(guò)老版UNR157認(rèn)證的奔馳DRIVE PILOT支持的最高車(chē)速就是60km/h，實(shí)現(xiàn)的就是行業(yè)內(nèi)更常說(shuō)的L3交通擁堵輔助（Traffic Jam Assistant，TJA）功能。 本文首先對(duì)最新修訂的法規(guī)內(nèi)容進(jìn)行介紹。??

ALKS的工作流程如圖1所示，ALKS被激活后，將執(zhí)行全部的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，此過(guò)程無(wú)需駕駛員的進(jìn)一步輸入，但是在檢測(cè)到系統(tǒng)故障、碰撞風(fēng)險(xiǎn)、超出ODD等非嚴(yán)重的ALKS故障或車(chē)輛故障，需要請(qǐng)求駕駛員接管，當(dāng)駕駛員接管后且車(chē)輛具備繼續(xù)人工駕駛的能力，則變成有人駕駛，如果長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人接管或駕駛員接管后但車(chē)輛不具備繼續(xù)人工駕駛的能力，將執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略，并最終使車(chē)輛達(dá)到最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。



圖1 ALKS工作流程

但在嚴(yán)重的ALKS故障或車(chē)輛故障發(fā)生時(shí)，已經(jīng)來(lái)不及讓駕駛員接管，直接執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略從達(dá)到最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。 注：? ? ?

【1】最小風(fēng)險(xiǎn)策略（Minimal Risk Maneuver，MRM）：系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)時(shí)，采取的使車(chē)輛達(dá)到最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的措施（本車(chē)道停車(chē)、靠邊停車(chē)等）。?

【2】最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)（Minimal Risk Condition，MRC）：系統(tǒng)執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略或駕駛員接管后使車(chē)輛達(dá)到穩(wěn)定的靜止?fàn)顟B(tài)。? ?

02 動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)

先來(lái)回顧一下SAE J3016中關(guān)于動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)（Dynamic Driving Task，DDT）的定義，主要包括如下五個(gè)子任務(wù)：?

（1）車(chē)輛縱向運(yùn)動(dòng)控制； （2）車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)控制； （3）目標(biāo)和事件的探測(cè)與響應(yīng)； （4）駕駛決策； （5）車(chē)輛照明及信號(hào)裝置控制。

UNR157在動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)章節(jié)主要介紹了前兩個(gè)部分，用單獨(dú)一章節(jié)介紹第三部分，第四部分未有涉及，第五部分分散在各章節(jié)。

對(duì)前兩個(gè)DDT子任務(wù)的整體要求可歸納為如下三個(gè)方面：

（1）保證車(chē)輛可以在車(chē)道內(nèi)穩(wěn)定行駛（包括縱向和橫向），不應(yīng)出現(xiàn)畫(huà)龍、壓線等不穩(wěn)定行駛行為，以免對(duì)其他道路使用者產(chǎn)生干擾或危害，且系統(tǒng)被短暫干擾后具有恢復(fù)本車(chē)道穩(wěn)定行駛的能力。

（2）在感知能力足夠支持變道的的情況下，允許在變道場(chǎng)景滿足的時(shí)候執(zhí)行變道，變道場(chǎng)景包括：

（a）常規(guī)變道場(chǎng)景，包括正常行駛階段變道（超車(chē)變道、入匝道變道、出匝道變道、道路變窄變道等）和執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略階段變道（靠邊停車(chē)等）；??

（b）緊急變道場(chǎng)景，主要指緊急碰撞風(fēng)險(xiǎn)下的壓線變道；? ??

（c）為執(zhí)行特殊任務(wù)（救援、執(zhí)法等）的車(chē)輛讓道場(chǎng)景。具體需要為何種車(chē)輛讓道，一方面可以參考當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)、另一方面可以基于道路常識(shí)判斷。當(dāng)執(zhí)行特殊任務(wù)車(chē)輛通過(guò)后，ALKS需要控制車(chē)輛立即回到原來(lái)車(chē)道恢復(fù)車(chē)道保持行駛。? ??

（d）為躲避前方障礙物而進(jìn)行的避障變道場(chǎng)景。避障變道過(guò)程中為了保證安全，一方面需要與道路邊界、其他車(chē)輛以及道路使用者保持安全的橫向和縱向距離，另一方面除道路曲率產(chǎn)生的橫向加速度外，ALKS產(chǎn)生的橫向加速度需要控制在1m/s2以內(nèi)。且在ALKS車(chē)輛左前輪越過(guò)車(chē)道線大于1m時(shí)，還需要對(duì)目標(biāo)車(chē)道是否滿足進(jìn)行進(jìn)行評(píng)估，詳見(jiàn)下文。?

（3）相鄰車(chē)道上車(chē)輛有妨礙ALKS車(chē)輛行駛安全的行為時(shí)，比如是一輛大車(chē)或向ALKS車(chē)輛所在車(chē)道側(cè)偏離，ALKS車(chē)輛可在本車(chē)道內(nèi)適當(dāng)調(diào)整自身速度或橫向距離來(lái)保證行駛安全。?

? 為實(shí)現(xiàn)上述要求，UNR157主要從縱向速度控制、橫向變道過(guò)程對(duì)ALKS做了詳細(xì)要求。

一、縱向速度控制? ??

UNR157規(guī)定ALKS可運(yùn)行的最高車(chē)速為130km/h，廠商需要基于自身傳感器的前向探測(cè)能力來(lái)定義自己所設(shè)計(jì)系統(tǒng)最高可運(yùn)行車(chē)速。但要注意的是，只有在最小風(fēng)險(xiǎn)策略中支持變道功能的ALKS，最高可運(yùn)行車(chē)速才允許被設(shè)計(jì)為大于60km/h。

ALKS激活后，一方面需要基于道路、環(huán)境等狀況實(shí)時(shí)調(diào)整車(chē)輛行駛速度，比如不同曲率半徑彎道的行駛速度要求就不一樣、惡劣天氣和晴朗天氣下的行駛速度要求也不同；另一方面需要通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整車(chē)速來(lái)與前車(chē)保持安全的跟車(chē)距離，從而避免潛在的碰撞發(fā)生。

ALKS激活后，當(dāng)車(chē)輛速度大于等于2km/h小于等于60km/h時(shí)，需要通過(guò)控制車(chē)速來(lái)保證與前車(chē)的距離不小于最小跟車(chē)距離dmin。最小跟車(chē)距離計(jì)算公式為dmin= VALKS*tfront，其中，VALKS為ALKS車(chē)輛當(dāng)前行駛速度，tfront為最小跟車(chē)時(shí)距，值參見(jiàn)表1。未在表中列出的值，可以通過(guò)線性插值法確定。

表1 ALKS車(chē)輛（2km/h < VALKS < 60km/h）最小跟車(chē)距離要求



ALKS激活后，當(dāng)車(chē)輛速度大于0小于2km/h時(shí)，對(duì)于M1/N1類(lèi)型車(chē)輛，最小跟車(chē)距離不得小于2m，對(duì)于M2/M3/N2/N3類(lèi)型車(chē)輛，最小跟車(chē)距離不得小于2.4m。

ALKS激活后，當(dāng)車(chē)輛速度大于60km/h時(shí)，最小跟車(chē)距離需要基于當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)確定。

ALKS激活后，對(duì)于行駛路線前方出現(xiàn)的靜止車(chē)輛、靜止道路使用者或道路封閉時(shí)，ALKS在廠商定義的激活車(chē)速范圍內(nèi)可使車(chē)輛停車(chē)從而避免碰撞發(fā)生。

對(duì)于行駛路線前方出現(xiàn)的急減速車(chē)輛、突然切入車(chē)輛、或者突然出現(xiàn)的障礙物，ALKS車(chē)輛應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牟僮鱽?lái)最小化對(duì)乘員或其他道路使用者帶來(lái)的傷害。

（1）對(duì)于進(jìn)行全力減速的前車(chē)，ALKS車(chē)輛應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牟僮鱽?lái)避免碰撞；? ??

（2）對(duì)于突然切入車(chē)輛，當(dāng)以下條件同時(shí)滿足時(shí)，ALKS車(chē)輛應(yīng)避免與其碰撞：

（a）切入車(chē)輛縱向速度小于ALKS車(chē)輛縱向速度；?

（b）切入車(chē)輛前輪外緣越過(guò)車(chē)道線但與車(chē)道線外側(cè)距離小于0.3m時(shí)，已經(jīng)進(jìn)行了至少0.72s的橫向移動(dòng)；

（c）ALKS車(chē)輛與切入車(chē)輛的預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間大于Vrel/(2 x 6m/s2)+0.35s（其中，Vrel為相對(duì)速度，ALKS車(chē)輛速度大于切入車(chē)輛速度時(shí)，值為正）。

（3）對(duì)于沒(méi)有遮擋的橫穿行人，橫穿速度不超過(guò)5km/h，預(yù)計(jì)碰撞點(diǎn)不超過(guò)車(chē)輛縱向中心平面0.2m，ALKS激活后，在不大于60km/h的運(yùn)行速度內(nèi)，應(yīng)避免與行人碰撞。對(duì)于大于60km/h的運(yùn)行速度，ALKS應(yīng)盡量減少碰撞可能性的發(fā)生。





審核編輯：劉清