自动驾驶1-4 驾驶分类Taxonomy of Driving
ODD: Operational Design Domain
欢迎来到本课程第一单元 在这个单元你将开发下一代汽车 所需要的个别部分及其技术要求 在我们开始之前您需要了解 或者汽车的需求
说我们应该如何定义汽车 在第一周的学习中
您将从宏观的角度去理解专业领域 以及在我们未来深入学习那些
的过程中会遇到的相关概念
- 首先在第一单元里 我将向您介绍汽车的分类系统 也有自动驾驶标准
- 接下来我将描述自动驾驶任务中对视觉功能的要求 或者说我们在自动驾驶中需要正确识别的目标
- 我们最终会处理导致驾驶决策的问题 并讨论一些 关于选择汽车会如何在环境中移动的方法。
这个单元的目的告诉你 有哪些选择和决策是驾驶需求真正需要的 希望这会让你把我们变成人类 能高效地在道路上保持安全是多么的复杂
现在让我们开始 在这个视频中我们会涉及到基本的自动驾驶术语 并讨论一些 关于自动驾驶的最低要求 定义驾驶的任务和驾驶过程的不同组成部分 基于我们的需求和自动化程度 定义一个分级方法 最后
我们会总结一下 我们提出的特殊体系
让我们从一些技术术语和定义开始 我们会在整个课程中使用它们
如果你在这个领域工作 知道这些会非常专业 我们列表上的第一个术语是驾驶任务 概括地说
驾驶任务由三个子任务构成
- 第一个子任务是发现 看来我们驾驶的时候的环境 这窥探了追踪车辆的移动和 识别周围环境中的不同元素 例行者 交通标志 车辆和行人等 我们还需要追踪所有移动的物体
并预测他们接下来的动作 这样我们才能安全而准确地驾驶 - 第二个子任务是运动规划 这让我们能够成功地到达目的地 结果你想从你的家驾驶到你的办公室 你需要考虑你会经过哪些路 什么时候应该变道或通过路口 怎么可能在地上的坑
- 我们还需要用车辆控制来操作车辆 我们需要正确的转向 刹车和加速决定 来控制车辆在路上的位置和速度
这三个子任务构成了 驾驶任务的主体
他们需要在驾驶过程中被不断地执行 我要介绍的下一个概念 叫设计适用域缩写为ODD Operational Design Domain
ODD 指定了给定的系统 可以在发生的操作环境下工作 它包括了环境时间段 过往条件和其他驾驶过程所需要的因素 在设计中熟悉地定义自动驾驶车辆的操作条件 是确保系统安全性所必需的 所以ODD需要挖掘设计 我们已经知道了一些基本术语 让我们来看看这个问题 我们如何对驾驶系统的自动化级别分类？ 这是一些需要考虑的问题 首先需要消耗总量吗？ 比如你可以在驾驶过程中看电影吗？ 或者你需要一直把注意力转向行动上？ 注意力是定义自动驾驶级别时 最核心的问题之一 即将到来的司机需要进行多少次驾驶操作？ 难道你需要操作美食吗？ 车辆会自己控制速度还是需要人工介入？ 你需要变道或者说 车辆可以在无介入的情况下保持通路吗？ 我们说这可以自动驾驶的时候
我们实际上期望什么？
我们在之前的幻灯片上认识了驾驶任务 但我们需要更深入地讨论这些 所有的这些问题都让我们引向了自动驾驶 标准在不断地进化 但为了我们的分类 我们会使用国际汽车工程师学会
在2014年建议的范围（方案） 你可以在课程的补充阅读材料中
找到这个资源的链接 现在我们来讨论如何描述
自动化操作不断的驾驶任务 首先是侧向控制 在道路上转向和巡航的任务 左转右转直行或弯道道路等等 然后是纵向控制 这是控制车辆在道路上的位置和速度的任务 通过采用刹车和加速之类的动作 接下来我们有物体和事件检测响应简称OEDR
OEDR检测对驾驶任务有即时影响的 物体和事件并正确地对它们的反应 OEDR包含了自动驾驶的故事 所以它和ODD一起 被分类现在的自动驾驶系统 接下来是规划 规划是驾驶的另一个重要方面 即时反应已经是OEDR的一个部分 而规划任务主要关心的是为了到达目的地或者 进行类似变道和通过路口
的机动所需要的短期短期规划 在角色驾驶时涉及到一些其他任务 包括用你（灯）发出信号 挥手和对方互动等 现在我们已经对“我们期望自动驾驶车辆的能力”
有了一个明确的描述 现在让我们来讨论 自动驾驶车辆的自动化程度的问题
- 首先这个系统是否能处理转向任务
或者侧向控制？ 即将它是否能（完成）加速 刹车和速度控制
或者叫一个纵向任务控制？ - 第三点，系统能在什么时间
处理物体和事件检测响应？ 最重要的是系统能否自行处理紧急情况 或者它需要一直对突发情况保持专注？ 系统是否能在所有环境和条件下最后运行？ 或者它只能在一个有限的设计适用域内安全运行？ 基于这些问题
让我们一看国际汽车工程师学会发布的 现在通行的自动驾驶驾驶（SAE Standard J3 016） 让我们从完全的深入发现
- 规划和控制开始把它放在一起0级 在这个级别上完全没有自动驾驶涉及 已完成所有任务
- 如果一个自动驾驶系统能帮助你 完成侧向控制和纵向控制中的一个 我们就有了1级自动驾驶 习惯巡航控制是一级自动驾驶的一个好例子 在习惯巡航控制（ACC）中 系统可以控制车辆的速度 但需要进入控制方向 所以它可以完成纵向控制但需要人来完成侧向控制 类似的设备帮助系统也属于一级 在人生保持帮助中 系统可以帮助你保持在 你的一只驴上并在你滑向终点（车道线）的时候发出警告 系统每天依赖于对数据线的视觉检测 并保持在向正中的一侧控制
- 让我们来看看下一个级别 部分自动驾驶级别 在二级中系统可以在特定场景下 同时完成侧向和纵向控制 一些拥有级别2特征的简单例子是 通用汽车超级巡航和尼桑专业驾驶辅助 自己可以控制你在侧向和向前的运动 但对于系统的监视是经常需要的 现在车辆生产商提供 2级自动驾驶产品包括梅赛德斯 奥迪特斯拉和现代
- 下是3级 在三级或者叫有条件的自动驾驶中 除了控制任务之外 系统还可以在一定程度上进行 物体和事件检测响应 然而在（系统）故障时可能不得不接管 2级和3级的关键区别在于 （在三级中）有部分场景下不需要（驾驶过程） 因为车辆会在需要介入时警司机 这是一个有争议的级别 因为不总能知道它是在遭遇车祸 3级自动驾驶的一个例子是 奥迪A豪华轿车 是一个在速环境下
低不需要监控的自动驾驶系统 - 下一个级别是高度自动驾驶 系统可以使危险最小的决策 就不想在紧急情况下介入 4级系统可以自行处理紧急事件但可能 需要外来介入避免路过的路边 出现这种程度的自动化 乘客可以使用手机或电影 （）因为知道系统处理
紧急情况可以并乘客安全 然而4级自动驾驶把依然系统限制
在有限的设计适应域内 截止2018年 只Waymo开发了这个级别
的用于公共交通的车辆 Waymo车队可以在固定的地理区域内 在逼真的操作条件下处理驾驶任务 而不需要人类习惯 - 末级自动驾驶中, 系统是完全自动化的设计适用域不再有限制 这表示可以在任何必须的条件下运行 5 自动驾驶是我们的社会层面的节点 需要交通工具的车辆可以在我们的任何时候 我们还没有5级自动驾驶的例子 但也许你会是在未来的未来到达实境的人
我说明的是, 自动驾驶水平是一个粗糙的标准 事实上两种车辆可以同时声明拥有4级自动驾驶 却各自不同的设计适用范围
让我们总结一下 在这个视频中我们设计了关于自动驾驶的各种概念 我们涉及一些基本的定义 最好的设计适用领域和驾驶任务的概念 我们探索了自动驾驶的五个等级 现在你可以评估一个自动驾驶系统的自动化等级 在下一课，我们会探索 自动驾驶系统设计的</>一个核心部分——看起来的需求
补充阅读：驾驶分类
补充阅读：驾驶分类
您可以下载SAE J3016：分类和定义文件这是在SAE网站上的第1课视频讲座引用：。
您还可以在上查看有关驾驶分类法的其他免费信息。
参考
https://www.coursera.org/learn/intro-self-driving-cars/lecture/BdNR6/lesson-1-taxonomy-of-driving
