編者按:
在半年前的《 ODC,自動駕駛法力的邊界 》這篇文章中,筆者主要從構建框架、組成元素等理論層面對ODC展開了一番業余點評。但與不同等級自動駕駛的關系、如何應用于不同功能開發,筆者囿于當時淺薄的認知,未敢妄議。本篇對ODC的關注點從理論層面走向應用層面,并以行車和泊車場景兩個典型功能為例,介紹一種可行的ODC的使用案例,為ODC從紙面走向地面做了一些有益的科普。
—11號線人
01
"ADS灣"的帶頭大哥
隨著越來越多的玩家加入ADS(Automated Driving System,自動駕駛系統)這個賽道,各地政府也密集出臺了一些政策法規,用于指導和規范ADS市場。2020年11月,北京市發布了《自動駕駛車輛道路測試管理實施細則(試行)》;2021年7月,工信部聯合公安部和交通運輸部,發布了《智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范》;2022年6月,成都市發布了《成都市智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范實施細則(試行)》。上海市、長沙市、重慶市……。
面對堆在電腦內這如山一般的各種細則,筆者“消化不良”了。這些文件中,尤其讓我迷惑的是所謂的“ODC”,以及與ODC總是結伴出現的ODD、DDT、OEDR、MRM等一大串術語。他們就像“ADS灣”的古惑仔一樣:在自動駕駛這塊地盤上,他們不點頭,大家就干不成事情。那作為ADS從業者,要吃這碗飯,必須要和這群“江湖大哥們”搞好關系。而第一步就是找ODC這位大哥拜碼頭。
02
“ADS灣”的古惑仔們
下面從名詞解釋的角度介紹一下ODC及其相關的術語。
ODC:Operational Design Condition,設計運行條件,設計自動駕駛系統時確定的適用于其功能運行的各類條件的總稱,包括設計運行范圍、車輛狀態、駕乘人員狀態、交通條件、營運條件以及其他必要條件。
ODD:Operational Design Domain,設計運行范圍,是ODC的子集,為設計自動駕駛系統時確定的適用于其功能運行的外部環境條件。通俗的理解就是一組帶有屬性的元素,系統設計時定義好各功能適用的元素屬性,系統道路運行時實時測定這些元素屬性值(天氣屬性、道路屬性、目標物屬性等),從而判斷系統是否處于可運行的安全范圍之內。
DDT:Dynamic Driving Task,動態駕駛任務,指駕駛車輛所需的所有感知、決策和執行等行為(車輛橫/縱向運動控制),不包括策略性功能(行程規劃、目的地和路徑選擇等)。
DDT fallback:動態駕駛任務接管,設計自動駕駛系統時,當發生系統性的失效,發生導致系統不工作的故障或出現超過系統原有的運行設計范圍之外的情況時,需給出最小化風險的解決路徑。
DDT fallback-ready user:動態駕駛任務后援用戶,指當自動駕駛系統工作時,可以識別自動駕駛系統發出的介入請求和明顯的DDT相關的車輛故障,并執行接管的用戶。
OEDR:Object and Event Detection and Response,感知與判斷/周邊監控,是DDT的子任務,對車輛縱向運動方向操作、通過對物體和事件檢測、認知歸類和后續響應,達到對車輛周圍環境的監測和執行對應操作、車輛運動的計劃還有對外信息的傳遞(即根據需要完成DDT和/或DDT接管)。
MRM:Minimum Risk Manoeuvre,最小化風險策略,是指自動駕駛系統在出現系統性的失效(導致系統不工作的故障)或者出現超過系統原有的運行設計域(ODD)的情況下,所采取的最小化風險的解決路徑,以保障自動駕駛車輛在運行過程中安全。這套策略可在自動駕駛系統要求人工接管而未得到響應的情況下自動執行,也可在面臨嚴重碰撞風險或車輛故障情況下自動執行。
03
ODC最忠誠的跟班--ODD

ODC是自動駕駛系統在滿足ODD外部環境的基礎上,系統安全啟動和運行所需要的進一步滿足的內部條件,比如車輛狀態、駕乘人員狀態以及其他必要條件。
?。?) ODD:自動駕駛系統安全啟動和運行的外部環境條件。不同自動駕駛系統啟動、運行的外部適用范圍不一樣:如高速下的自動駕駛系統,A系統只能在白天啟動和運行,B系統能夠在白天和晴朗的夜晚啟動和運行。自動駕駛系統在啟動時需要判斷當前所處的環境,如是否黑夜,從而判斷能否啟動該自動駕駛功能。在運行時需要識別是否超出該ODD,從而判斷該自動駕駛系統能否安全運行。因此,在定義自動駕駛系統的設計運行條件時,需要明確自動駕駛系統能夠安全啟動和運行的外部環境條件。
(2) 駕乘人員狀態:駕乘人員包括駕駛員/動態駕駛任務后援用戶和乘客。為使自動駕駛系統及時被接管,需要對動態駕駛任務后援用戶進行監測,要求動態駕駛任務后援用戶的狀態滿足接管的條件,如不存在疲勞、酒駕等狀態;為使駕乘人員滿足基本的安全要求,需要對駕乘人員進行監測,如安全帶監測;為使自動駕駛系統能夠安全運行,需要對乘客搶奪自動駕駛設備的行為進行監測。
?。?) 車輛狀態:包括車輛速度和功能狀態(包括軟硬件狀態)。車輛速度包括激活速度范圍,通過激活速度范圍判斷此刻自動駕駛系統是否能夠被激活。另一方面,自動駕駛系統啟動、運行的前提條件之一是車輛狀態能夠達到自動駕駛系統的安全啟動和運行的要求。如高速下的自動駕駛系統需要具備功能自檢能力,并在啟動前需要進行功能自檢,要求感知功能狀態、定位功能狀態和計算功能狀態等滿足系統設計要求。
只有當上述ODD、駕乘人員狀態、車輛狀態等全部條件都滿足的時候自動駕駛系統才能正常啟動和安全運行。相反,欠缺任何一個前提條件,該自動駕駛系統都有可能無法啟動或者無法安全運行(包括運行時功能降級),或者導致動態駕駛任務后援用戶因接管不及時而造成危險。
04
ODC如何決定自動駕駛等級的劃分?
自動駕駛等級和ODD設計域的關系如下表所示。

L0:應急輔助,不能持續執行DDT中的車輛橫向/縱向運動控制。
L1:駕駛輔助,在限定的ODD內系統和駕駛員共同執行DDT中的車輛橫向/縱向運動控制。
L2:部分自動駕駛,在限定的ODD內系統能持續地執行DDT中的車輛橫向/縱向運動控制,但OEDR由駕駛員完成。
L3:有條件自動駕駛 ,要求在限定的 ODD 內能夠完成所有的 DDT,但是要求駕駛人員時刻準備著應對,無人駕駛系統在系統失效或者超出 ODD 范圍時發出的需求駕駛員介入的請求。但是標準中也要求系統能夠在發出駕駛員介入請求后駕駛員介入前能夠繼續控制汽車幾秒的時間。
L4:高度自動駕駛 ,要求系統在 ODD 內不止能完成 DDT 還要能夠應對系統失效,無需駕駛員介入。
L5:完全自動駕駛 ,全工況無人駕駛,無需定義ODD,能夠完成所有的 DDT 以及處理 DDT fallback。

自動駕駛等級和ODD設計域的關系
05
ODC在ADS系統設計中的大顯身手
下文以行車和泊車場景的兩個典型功能NOP和HPP,簡單列出其ODD要求。
(1)NOP-高速導航自動駕駛ODC

(2)HPP-記憶泊車ODC

06
小結
將ODC稱為“ADS灣”的帶頭大哥不過是戲稱,其實ODC法規更像是一部窮盡所有元素的字典,各廠家在設計ADS功能時可以從字典中查找相應的元素并定義自己功能的設計運行條件。查字典不難,難的是設計的ADS系統在運行時如何準確識別出這個元素并量化這個元素,以便決策是繼續激活系統還是執行最小風險策略,從而有效增強ADS功能的用戶體驗度,增加產品在中國這個日益內卷的汽車市場的競爭力。

