交通規(guī)則
關(guān)注創(chuàng)建者：jiahuan6191 創(chuàng)建時(shí)間：2018-08-22
交通規(guī)則的實(shí)例教程
來(lái)源 |
同濟(jì)智能汽車(chē)研究所
編者按：本篇研究論文完整地介紹了基于自動(dòng)駕駛汽車(chē)安全性的自主決策與軌跡規(guī)劃解決方案，依據(jù)本文及其前期工作，可以在預(yù)測(cè)交通參與者行為后，實(shí)現(xiàn)非保守駕駛行為的安全軌跡驗(yàn)證，并為非安全情況提供了可靠的安全后備軌跡。本文提出的在線(xiàn)驗(yàn)證技術(shù)，可視為自動(dòng)駕駛汽車(chē)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃框架下的安全層，具有較好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，并提供了直觀且合理的真實(shí)交通場(chǎng)景驗(yàn)證結(jié)果。
摘要：確保自動(dòng)駕駛汽車(chē)不會(huì)造成事故仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。本文提出了一種基于在線(xiàn)驗(yàn)證的技術(shù)，用于在任意城市交通情況下保證“合法安全”。合法安全意味著自動(dòng)駕駛汽車(chē)允許其他交通參與者按照交通規(guī)則進(jìn)行任何行為而永遠(yuǎn)不會(huì)主動(dòng)造成事故。本文提出的技術(shù)可作為現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)規(guī)劃框架的安全層，為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供預(yù)期的軌跡，具體方式是：通過(guò)驗(yàn)證預(yù)期軌跡是否符合合法安全并在關(guān)鍵的危險(xiǎn)情況下提供后備解決方案。該技術(shù)已在實(shí)際交通中的特定城市場(chǎng)景中得到了證明。即使規(guī)劃框架采用的是未考慮其他交通參與者的預(yù)期軌跡規(guī)劃器，自動(dòng)駕駛汽車(chē)也只會(huì)執(zhí)行安全軌跡，因此，本文提出的在線(xiàn)驗(yàn)證技術(shù)可以大大減少交通事故的數(shù)量。
展開(kāi) 當(dāng)然，這個(gè)簡(jiǎn)單的區(qū)域是無(wú)視交通規(guī)則的， 你可以隨意亂變道甚至逆行， 只要在可行駛區(qū)域以?xún)?nèi)。更好的遵守交通規(guī)則我們需要更準(zhǔn)確的識(shí)別環(huán)境，比如圖中的車(chē)道線(xiàn)。
第三步. 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)跟蹤。
除了可行駛區(qū)域以外， 還需要檢測(cè)障礙物的運(yùn)動(dòng)信息。 因?yàn)殪o止的障礙物， 迎面而來(lái)的障礙物以及同方向形勢(shì)的障礙物， 我們需要保持的安全距離是完全不一樣的。 所以， 我們要檢測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)信息以及距離信息判斷可能的碰撞。
以上就是這一系統(tǒng)的簡(jiǎn)單原理。 這一類(lèi)通過(guò)傳感器智能感知環(huán)境， 實(shí)現(xiàn)一些半自動(dòng)功能， 減輕駕駛員負(fù)擔(dān)的系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為輔助駕駛系統(tǒng)， 是目前汽車(chē)工業(yè)一個(gè)非常熱門(mén)的領(lǐng)域， 也是未來(lái)無(wú)人駕駛的雛形或者簡(jiǎn)單子集。 題主所問(wèn)的系統(tǒng)其實(shí)也在很多相對(duì)高端的車(chē)上裝備了， 比如本田的奧德賽就裝備了，他們稱(chēng)之為Forward Collision Warning， 前向碰撞預(yù)警。
攝像頭安裝于擋風(fēng)玻璃之后， 可以觀察車(chē)輛前方的環(huán)境， 結(jié)合車(chē)輛自身的速度對(duì)可能的碰撞給出預(yù)警。
文章來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)請(qǐng)告知
展開(kāi) 我們需要考慮的目標(biāo)是多樣化的，不僅僅包括安全性，還要考慮交通規(guī)則、決策穩(wěn)定性，車(chē)輛模型，甚至還要求無(wú)人車(chē)的行為需要符合人類(lèi)駕駛習(xí)慣（環(huán)境中存在大量與人類(lèi)參與者的交互）。
我們需要將這些多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器容易理解和處理的方式，具體手段包括：
約束目標(biāo)：將碰撞避免、交通規(guī)則等目標(biāo)轉(zhuǎn)換為不可以違反的邊界條件。
優(yōu)化目標(biāo)：對(duì)一些軟性的目標(biāo)（通行效率、舒適性等）設(shè)置不同權(quán)重的損失懲罰函數(shù)。
由于輸入信息的不確定性，我們的機(jī)器大腦在實(shí)際中常常面臨“兩難”的局面。例如下圖這樣十分常見(jiàn)的一種場(chǎng)景，選擇減速跟車(chē)還是換道超車(chē)。前者會(huì)影響通行效率，而后者則可能帶來(lái)更高的風(fēng)險(xiǎn)（旁邊車(chē)道來(lái)車(chē)）。
圖2. 常見(jiàn)的一種行為決策場(chǎng)景：減速or變道
而實(shí)際的場(chǎng)景更為復(fù)雜多變，并且一定會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)尾場(chǎng)景，每一種行為決策的選擇都不可能完全避免未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，決策輸出的多目標(biāo)求解過(guò)程無(wú)法保證每次都得到最低風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)果。因此，我們需要在行為決策層增加一種以安全性為單目標(biāo)的算法模型，希望能夠?qū)赡馨l(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行提前的識(shí)別，當(dāng)安全性不滿(mǎn)足要求時(shí)采用人工接管或保守策略。
讀者可能提出的一個(gè)問(wèn)題是：如果能夠建立這樣的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別模型，那不就可以作出最安全的行為決策了嗎？這個(gè)問(wèn)題的答案其實(shí)就是在“知道正確答案”和“知道不會(huì)做”二者之間其實(shí)是存在一個(gè)gap的。在預(yù)期功能安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/PAS 21448）中，場(chǎng)景（scenarios）被劃分為如下圖所示的4個(gè)區(qū)間，分別為（1）已知-安全、（2）已知-不安全、（3）未知-不安全和（4）未知-安全。
展開(kāi) 在環(huán)島工況中，自動(dòng)駕駛車(chē)輛需要完成駛?cè)搿Q道、駛出等操作，再加上常見(jiàn)的不遵守交通規(guī)則的非機(jī)動(dòng)車(chē)，更給環(huán)島工況增加了復(fù)雜性。
以一個(gè)環(huán)島內(nèi)三車(chē)道，五出入口，每個(gè)出入口2車(chē)道數(shù)的環(huán)島為例。進(jìn)入環(huán)島前，自動(dòng)駕駛車(chē)輛需要提前變換到可以駛?cè)氕h(huán)島的相應(yīng)車(chē)道，并在沒(méi)有紅綠燈指引下完成斑馬線(xiàn)禮讓行人。禮讓完行人，按照交通規(guī)則，還需在第二個(gè)讓行標(biāo)志前禮讓正在環(huán)島上行駛的車(chē)輛，并伺機(jī)駛?cè)氕h(huán)島道路。
進(jìn)入環(huán)島后，自動(dòng)駕駛車(chē)輛需要根據(jù)駛出環(huán)島的路口選擇合適的內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)車(chē)道。因?yàn)樵诃h(huán)島行駛中，連續(xù)變道是違規(guī)的，駛出環(huán)島時(shí)需要提前變換到中間車(chē)道后再變換到外側(cè)車(chē)道，最后駛出環(huán)島。內(nèi)側(cè)行駛，干擾少，但是駛出時(shí)需要變換兩條車(chē)道，對(duì)感知、規(guī)劃增加了更多挑戰(zhàn)。外側(cè)車(chē)道行駛，駛出環(huán)島成本最低，但是需要面對(duì)的無(wú)序的干擾較多。如何選擇，需要根據(jù)自動(dòng)算法的特點(diǎn)來(lái)做選擇。
駛出環(huán)島時(shí)，一是要在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)變換到可以駛出環(huán)島的外側(cè)車(chē)道，二是駛?cè)氕h(huán)島車(chē)輛禮讓駛出環(huán)島車(chē)道的交通規(guī)則下，及時(shí)傳遞駛出環(huán)島意圖并安全快速駛出環(huán)島的策略，同時(shí)注意斑馬線(xiàn)處的行人。
上述例子還僅是一種環(huán)島類(lèi)型，按照ISO 34503中的定義，環(huán)島可分為小型環(huán)島、緊湊環(huán)島、常規(guī)環(huán)島、大環(huán)島、雙環(huán)島等類(lèi)型。類(lèi)型的不同帶來(lái)的可能是環(huán)島內(nèi)車(chē)道數(shù)量的不同、中央島邊緣類(lèi)型的不同、環(huán)島內(nèi)車(chē)道內(nèi)切直徑的不同以及環(huán)島的出入口數(shù)量等。而這些又將決定自動(dòng)駕駛的通過(guò)策略。
惡劣天氣
這里的“惡劣天氣”指的是不利于自動(dòng)駕駛傳感器使用的天氣，并非氣候?qū)W上定義的惡劣天氣，兩者有一定重疊但不完全一致。已知的不利于自動(dòng)駕駛傳感器使用的“惡劣天氣”包括，雨、雪、霧、霧霾、沙塵暴、強(qiáng)光、全黑等。
展開(kāi) 作一個(gè)類(lèi)比，采礦方法的選擇類(lèi)似于我們的交通規(guī)則。國(guó)內(nèi)的次要路口，我們不設(shè)立象北美的"STOP" 或"Four Way"，車(chē)輛和人看情況通過(guò)，盡管有時(shí)在這種交叉路口確實(shí)會(huì)發(fā)生交通事故，但是不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，生活在城市中的人和車(chē)輛都學(xué)會(huì)了規(guī)避交通風(fēng)險(xiǎn)的能力，雖然有點(diǎn)兒亂，但在這種Chaos狀態(tài)下卻能大大減少交通的堵塞。如果要實(shí)行北美的交通規(guī)則，估計(jì)車(chē)輛都沒(méi)法走了。
交通規(guī)則的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
交通規(guī)則的最新內(nèi)容
在真實(shí)數(shù)據(jù)重建的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)支持多層次程序化擴(kuò)展：
在重建的道路網(wǎng)絡(luò)上根據(jù)交通規(guī)則生成車(chē)輛、行人的運(yùn)動(dòng)軌跡；
定義天氣變化的時(shí)間序列，例如“晴天→多云→小雨→暴雨”的漸變過(guò)程；
模擬一天中太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，或者夜間路燈的閃爍、對(duì)向車(chē)輛遠(yuǎn)光燈的晃動(dòng)。
這種“真實(shí)基底+程序化變化”的模式兼顧了真實(shí)感和可控性。
一、測(cè)試覆蓋率瓶頸與生成式AI切入點(diǎn)
自動(dòng)駕駛測(cè)試需要應(yīng)對(duì)極其復(fù)雜的交通場(chǎng)景，包括非結(jié)構(gòu)化路口、弱交通規(guī)則區(qū)域、極端天氣、低照度場(chǎng)景，以及多主體交互引發(fā)的不確定性行為等。
5、遵循養(yǎng)生法則：遵循養(yǎng)生法則可以減少生病的概率，就像遵守交通規(guī)則一樣，雖然不一定會(huì)立即出現(xiàn)危險(xiǎn)，但違反規(guī)則會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)。
6、心態(tài)的重要性：心態(tài)的穩(wěn)定對(duì)于健康至關(guān)重要。心亂會(huì)導(dǎo)致氣血失調(diào)，影響健康。
7、養(yǎng)性、養(yǎng)氣、養(yǎng)心：養(yǎng)生的三個(gè)層次：養(yǎng)身、養(yǎng)氣和養(yǎng)心。其中，養(yǎng)心是最高的境界。
8、心神與健康：心神的安定對(duì)于身體健康有著直接的影響。心定則氣和，氣和則血順，從而有助于疾病的恢復(fù)。
2.2 公路測(cè)試場(chǎng)景模型層參數(shù)化開(kāi)發(fā)
城市道路要根據(jù)等級(jí)和通行能力進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，不同車(chē)流量和不同的交通規(guī)則都會(huì)對(duì)無(wú)人駕駛汽車(chē)在交叉口或復(fù)雜路況下識(shí)別場(chǎng)景造成影響。
，并避免SV在非緊急/非危險(xiǎn)情況下突然制動(dòng)或加速
3.AVPS應(yīng)能夠誘導(dǎo)SV的全部制動(dòng)力，以避免在緊急/危險(xiǎn)情況下發(fā)生碰撞
4.AVPS應(yīng)能夠持續(xù)監(jiān)控SV的駕駛環(huán)境、其他場(chǎng)地用戶(hù)、系統(tǒng)條件和SV的行為
5.AVPS應(yīng)能夠按照計(jì)劃路線(xiàn)將SV運(yùn)行至指定目的地
6.AVPS應(yīng)能夠?qū)V物理保持在操作區(qū)域內(nèi)和允許的邊界內(nèi)(若適用)
7.AVPS應(yīng)能夠控制SV，使SV遵守設(shè)施內(nèi)預(yù)先確定的交通規(guī)則
傳統(tǒng)的自動(dòng)駕駛方法主要依靠具有分析表達(dá)式和二進(jìn)制編碼交通規(guī)則的算法來(lái)感知環(huán)境、規(guī)劃軌跡和控制車(chē)輛；有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱2010年代初至中期的綜述文章，例如，城市場(chǎng)景、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制以及同步定位和地圖繪制（SLAM）任務(wù)的方法。然而，這些傳統(tǒng)方法在處理復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景時(shí)往往面臨挑戰(zhàn)，例如動(dòng)態(tài)目標(biāo)、遮擋和不確定的環(huán)境。
作為一個(gè)有機(jī)的交通系統(tǒng)，具有基本的“七要素”：
①移動(dòng)主體（人和物）；
②交通工具；
③交通設(shè)施；
④交通資源（時(shí)空與能源）；
⑤交通環(huán)境（含物理、生態(tài)、心理環(huán)境）；
⑥交通規(guī)則（含政策）；
⑦系統(tǒng)交互（信息與聯(lián)系）等。
因此，汽車(chē)“六化”變革對(duì)其可能產(chǎn)生的影響可歸納如表1。
官方表示，2022年7月18日上午，山東東營(yíng)一位問(wèn)界M5車(chē)主在東營(yíng)區(qū)正常行駛過(guò)程中，因另一車(chē)輛未按交通規(guī)則駕駛突然左轉(zhuǎn)，撞到問(wèn)界M5的右前輪，導(dǎo)致前懸架受損及右前輪脫離，目前沒(méi)有相關(guān)人員受傷，車(chē)輛也無(wú)其他結(jié)構(gòu)性損傷。車(chē)主已配合交警處理完成且認(rèn)可檢測(cè)結(jié)果，車(chē)輛已拖回用戶(hù)中心經(jīng)初步檢測(cè)后無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，上半年問(wèn)界M5銷(xiāo)量為20220輛，其中6月銷(xiāo)量7002輛。
在無(wú)保護(hù)左轉(zhuǎn)中，車(chē)輛一方面需要遵守交通規(guī)則，根據(jù)交通信號(hào)燈判斷車(chē)輛是否可以左轉(zhuǎn)，同時(shí)需要盡可能禮讓直行的車(chē)輛。另一方面需要具備競(jìng)爭(zhēng)策略，通過(guò)緩行緩?fù)２粩嘞蛑毙熊?chē)輛傳遞左轉(zhuǎn)的意圖，并在判斷與直行車(chē)輛有安全距離的情況下加速穿過(guò)直行車(chē)道。
→行為規(guī)劃：
通過(guò)考慮其他交通參與者、交通規(guī)則和限制來(lái)選擇一系列機(jī)動(dòng)。
→機(jī)動(dòng)規(guī)劃：
必須執(zhí)行諸如變道之類(lèi)的機(jī)動(dòng)。
→軌跡規(guī)劃：
必須計(jì)算軌跡以執(zhí)行必要的機(jī)動(dòng)。
