低速自动驾驶（LSAD）的功能要求和性能要求 | 自动驾驶系列

Posted 2021-10-05 5G行业应用

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了低速自动驾驶（LSAD）的功能要求和性能要求 | 自动驾驶系列相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本系列前两篇文章《一文详解自动驾驶的运行设计域（ODD）》和《一文详解自动驾驶的动态驾驶任务（DDT）》解读了什么是自动驾驶ODD、DDT、DDT fallback、OEDR，本篇文章依据ISO 22737详细解读低速自动驾驶（LSAD）的功能要求和性能要求，后续文章将介绍美国低速自动驾驶在公共交通应用和案例，以及驾驶自动化分级等内容。

全文3600字，预计阅读10分钟

文 | 吴冬升

LSAD概念

低速自动驾驶LSAD（Lowspeed Automated Driving）是最大速度为8.89米/秒（32公里/小时）的自动驾驶系统，将被用于最后一英里的运输、商业区的运输、商业或机场、港口、大学校园区以及其他低速环境的应用。

LSAD车辆包括动态驾驶任务（战术和操作任务）、ODD监测、MRM（Minimal Risk Manoeuvre，最小风险操作）、应急演习、危险情况确定、系统诊断、战略路径规划、感知系统&感知系统性能、乘客监察、数据存储、驱动执行、与外部行为者的沟通。其中，ISO 22737主要定义了动态驾驶任务、ODD监测、MRM、应急演习、危险情况确定。

由LSAD系统驱动的车辆可作为MaaS系统的一部分使用，如下图所示。LSAD系统通过无线通信从调度员处接收行程目的地，而调度员又从用户处接收目的地请求（通过门户网站或移动应用程序）。调度员或控制中心处理目的地请求，向用户提供行程/行程段确认，并命令LSAD系统驾驶的车辆继续行驶。“调度员”指无人驾驶操作调度员（见ISO/SAE PAS 22736）。

由于到达目的地的预定义路线可能不止一条，因此选定的预定义路线可能是：

1）由调度员/控制中心提供；

2）由用户通过移动应用程序上的用户界面或配备LSAD系统的车辆上的用户界面进行选择；

3）由LSAD系统本身选择。

LSAD系统定期向用户和调度员/控制服务器提供其状态（如系统健康、行程状态）。

LSAD的运行设计域（ODD）

每个LSAD系统都应由制造商定义其ODD。一个LSAD ODD的限制系统应至少指定以下属性：

a) 低速：LSAD系统的速度应等于或小于8.89米/秒或32公里/小时；

b) 适用范围：例如，受限通道或专用道路（公共或私人），或行人/自行车道，或限制所有或某些特定类别机动车进入的区域。限制通行的道路可以通过车道标记或速度限制或物理分界来指定；

c) 预定义路线：在LSAD系统运行之前，在LSAD系统内定义的路线。LSAD系统只能在预定路线上运行。预定路线应由相关的利益相关者共同确定（例如，地方当局、服务提供商、制造商等）。调度员应确认与预定路线的任何偏差不会导致危险情况；

d) 应用区域的照明条件；

e) 天气状况；

f) 路况；

g) 存在或不存在VRU；

h) 可行驶区域内可能存在静态障碍物；

i) 网联要求等。

LSAD系统或调度员应根据当前的ODD条件（例如雾天条件、夜间照明条件），在ODD属性预定值的范围内为指定的应用选择操作值（对于LSAD系统驾驶的车辆）。例如，调度员或LSAD系统可以决定将雨天的最大允许速度限制为低于晴天的速度。

LSAD状态转换

（1）LSAD状态功能

① LSAD关闭

LSAD系统不得在LSAD关闭状态下执行动态驾驶任务的任何方面。

② LSAD备用

在LSAD待机状态下，LSAD系统应：

a) 验证是否满足ODD条件以允许转换到LSAD激活状态；

b) 与调度员进行通信；

c) 保持静止状态。

LSAD备用状态可从调度员处接收外部操作命令，选择处于DDT状态时LSAD系统的操作值（如标称值或降级值）。注意，标称模式表示LSAD系统驱动车辆的理想性能。降级模式表明由于外部或LSAD系统的内部条件，预定义车辆参数的性能降低。

③ LSAD激活

在LSAD激活状态下，LSAD应执行DDT。LSAD系统的最大运行速度由调度员或系统本身决定。LSAD激活状态有四个子状态：

a) LSAD DDT子状态：这是LSAD激活状态下的默认子状态。在LSAD DDT子状态内，根据LSAD系统服务提供商的判断，LSAD系统操作参数可以动态变化。LSAD系统在LSAD DDT子状态下有两个基本功能：

-执行DDT，其中包括在避免与障碍物碰撞的同时安全遵循预定路线行驶，以及

-检测即将发生的违反ODD条件的情况。

b) LSAD执行紧急停车子状态：如果乘客或调度员请求紧急停车，在此状态下，LSAD系统应执行紧急减速，使LSAD系统驱动的车辆停止，并向调度员提供状态信息，向外部传达紧急情况（例如，通过危险灯、听觉警报）。

c) LSAD执行MRM子状态：如果满足转换C3的任何一个触发条件，LSAD系统应执行最小风险操纵（MRM）。

d) LSAD MRC子状态：在LSAD MRC状态下，LSAD应：

-停滞不前

-向调度员提供状态信息。

在所有LSAD激活子状态下，LSAD系统应持续执行系统性能监控。

（2）LSAD状态转换

A1 通电自检通过；

B1 系统故障或断电调度员命令或电源关闭；

B2 满足ODD条件，调度员已发送接通ADS命令，配备ADS的车辆具有数据记录能力并已接通；

C1 调度员脱离命令；

C2 乘客或调度员启动紧急停车；

C3 检测LSAD系统无法处理的危险情况或DDT性能相关的系统故障或安全关键的V2X通信丢失或即将违反ODD或未从调度员处收到的安全继续确认授权；

C4 车辆处于静止状态，即0 m/s；

C5 调度员确认进入备用状态；

C6 车辆处于静止状态，即0 m/s，调度员确认进入待机状态。

LSAD功能要求

（1）确定危险情况

在LSAD激活状态下，LSAD系统应监控由LSAD系统驾驶的车辆周围环境，并应确定是否存在危险情况。危险情况可能涉及脚踏自行车者、行人（儿童和成人）或车辆和/或静止和动态障碍物。危险情况可能因其他静态/动态物体而被遮挡住。一旦LSAD系统确定危险情况，系统应采取行动避免与障碍物碰撞，并向外部道路使用者发出警告。

（2）最小风险操作MRM

LSAD系统启动的MRM应使车辆静止，并可执行转向。当LSAD系统启动MRM时，还应向乘员和其他道路使用者发出通知。应至少由于以下原因触发最小风险操纵（MRM）：

a) 检测到LSAD系统无法解决的危险情况，或

b) DDT性能相关系统故障，或

c) 安全关键V2X通信中断，或

d) LSAD系统即将违反ODD条件，或

e) 未从调度员处收到安全继续确认授权。

MRM由系统启动，而紧急停车由乘客或调度员启动。

如果LSAD系统已经执行了MRM停止，系统应将其MRC信息传达给调度员。调度员应确认LSAD系统的安全性，以启动从MRC到LSAD备用状态的转换。

注：MRM与LSAD DDT子状态的降级模式不同，因为在MRM结束时，车辆将处于静止状态，而在LSAD DDT子状态下，车辆将继续行驶。

（3）紧急停车e-stop

紧急停车是由LSAD系统乘客或调度员驾驶的车辆在检测到紧急情况（如火灾）或车辆未安全行驶时激活的紧急停车功能。