淺析典型L3自動駕駛系統(tǒng)方案概念設計

2024年6月4日，工信部發(fā)布了首批智能網(wǎng)聯(lián)汽車準入和上路通行試點名單。這一舉措標志著我國自動駕駛行業(yè)進入商業(yè)化試點新階段，是我國自動駕駛行業(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)展注入新的動力。本文就淺談一下典型L3自動駕駛系統(tǒng)方案的概念設計。

2024-12-23 13:15:26

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L3級自動駕駛系統(tǒng)和關聯(lián)系統(tǒng)應滿足L3級自動駕駛功能安全設計要求，體現(xiàn)感知、決策、控制、供電、通訊等多方面的冗余設計要求。

硬件設計方案

首先是自動駕駛計算平臺的硬件設計需要滿足冗余，以實現(xiàn)感知、決策和控制的冗余。計算平臺硬件架構(gòu)設計有以下4種方案：

方案1：單ECU，單PCB雙SOC。即在一個域控制器內(nèi)放置兩個SOC，分別作為主SOC和備SOC，兩個SOC設計在同一塊PCB板上，主SOC在系統(tǒng)無故障時實現(xiàn)L3自動駕駛功能，備SOC在主SOC失效或者主SOC所在的通訊鏈路失效時實現(xiàn)安全停車功能，達成最小風險策略。此方案成本最低、設計最優(yōu)。

方案2：雙ECU。即有兩個域控制器，主域控制器實現(xiàn)L3自動駕駛功能，備域控制器實現(xiàn)最小風險策略。

方案3：單ECU，雙PCB，板間互聯(lián)。此方案將兩塊PCB板子設計在一個硬件內(nèi)，兩個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：單ECU+智能攝像頭。此方案采用一個智能攝像頭代替?zhèn)渥詣玉{駛域控制器，相比于前面3個方案，智能攝像頭算力較低，實現(xiàn)最小風險策略難度較大。

L3級高速/城快自動駕駛功能

設計運行條件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：有能力應對常見機動車（乘用車、客車、貨車、卡車、摩托車等）及弱勢道路使用者（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。

運行車速：0~130km/h。

標稱功能如下：可在高速公路/城市快速道路上以ODD范圍內(nèi)的車速行駛。從入口到出口，可在所有車道行駛，并實現(xiàn)自主超車。駕駛員必須主動激活系統(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候接管系統(tǒng)。當系統(tǒng)向駕駛員發(fā)出接管請求時，會給駕駛員預留足夠的時間接管駕駛?cè)蝿?。如果駕駛員沒有及時接管駕駛?cè)蝿眨敲聪到y(tǒng)會適時執(zhí)行最小風險策略，控制車輛安全停車。

功能場景如下：

上下匝道

上匝道時，系統(tǒng)應自動開啟轉(zhuǎn)向燈，并充分考慮左后側(cè)交通參與者狀態(tài)，穩(wěn)定進入主干道，避免干擾主干道運行車輛；
在匯入主路后，應第一時間平穩(wěn)加速，并變道至快車道；
本車在將要駛出匝道時，如不滿足匯入主路安全條件，應報警提示；
根據(jù)導航行駛路徑，在需要駛?cè)朐训罆r，本車應提前打開正確的轉(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>
如因為本車無法提前變道至最右側(cè)車道，導致無法駛?cè)朐训?，應報警提示?/span>
如系統(tǒng)感知到最右側(cè)車道有障礙物，導致主持無法駛?cè)朐训?，應請求駕駛員介入。若駕駛員沒有及時接管，系統(tǒng)應放棄下匝道，并重新規(guī)劃導航路線。

高速互通

系統(tǒng)可根據(jù)導航路徑控制車輛實現(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車，若判斷具備超車條件，本車應打開正確的轉(zhuǎn)向燈，自主向左變道，并在變道完成后加速超越前方目標車。在達到安全距離后，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，允許本車在目標車道上繼續(xù)行駛。