在自動駕駛領(lǐng)域，提起L3，特別容易讓人扼腕嘆息。

2017年7月，奧迪開汽車行業(yè)之先河，推出了全球首個搭載L3自動駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)車型——奧迪A8，并計劃于2017年底全球上市。

2020年4月，距離奧迪推出L3自動駕駛系統(tǒng)足足過了33個月，我們沒有等來奧迪A8的“如來神掌”，卻等來其管理層宣布放棄為新一代A8搭載L3自動駕駛系統(tǒng)的決定。也是在這個時間點，L3自動駕駛系統(tǒng)開始被唱衰，跳過L3研發(fā)L4自動駕駛系統(tǒng)成為當(dāng)時的一股潮流。

2020年6月，距離奧迪放棄L3自動駕駛系統(tǒng)不到2個月，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（United Nations Economic Commission for Europe，UNECE）通過并頒布了UNR157法令，這也是國際上第一個對L3自動駕駛系統(tǒng)具有約束力的法規(guī)。

2021年11月，奔馳L3自動駕駛系統(tǒng)DRIVE PILOT通過了德國聯(lián)邦機(jī)動車運(yùn)輸管理局（Kraftfahrt-Bundesamt，KBA）嚴(yán)格的技術(shù)條例審批，也使其成為全球首個獲得UNR157認(rèn)證的汽車企業(yè)。

2022年5月，DRIVE PILOT先是在德國進(jìn)行商用，2023年1月，又獲批在美國內(nèi)達(dá)華洲獲批商用，近日又有媒體報道即將進(jìn)入中國。

我不知道奧迪的管理層是怎么想的，但我知道奧迪的銷售顯然是詞窮了。2023年3月份的一個周六，我閑著無聊，就溜達(dá)進(jìn)了奧迪的4S店。和銷售一番寒暄后，我故作糾結(jié)狀問銷售：之前也看了蔚來，現(xiàn)在不知道怎么選。銷售略作遲疑之后，底氣十足的說到：奧迪的核心技術(shù)還是三大件……。

說得都對，也很有道理，但總覺得這樣的話術(shù)已經(jīng)很難吸引到我這樣一棵老韭菜，可能還是我太窮，無法靜下心來欣賞看到奧迪發(fā)射的光芒。

閑話少敘、言歸正傳，本文通過淺淺的解讀UNR157這份法規(guī)，來看一下如何設(shè)計一個具有最低安全和性能要求的L3自動駕駛系統(tǒng)。

01 基本介紹

UNR157法規(guī)的全稱為《Proposal for a new UN Regulation on uniform provisions concerning the approval of vehicles with regards to Automated Lane Keeping System》，從其全稱也可以看出來，定義的這個自動駕駛系統(tǒng)叫自動車道保持系統(tǒng)（Automated Lane Keeping Systems，ALKS），2021年1月1日已經(jīng)生效，主要適用于高速公路低速或擁堵場景。

2022年6月，UNECE批準(zhǔn)了該法規(guī)的修正案，修正案中將ALKS最大運(yùn)行速度由60km/h增加到130km/h，并加入變道過程，這份法規(guī)的適用場景也由低速、擁堵場景拓展到高速公路點到點自動駕駛?cè)珗鼍啊Ｐ拚蟮姆ㄒ?guī)已于2023年1月在適用它的締約方中生效，主要包括英國、日本、韓國、澳大利亞、美國等。

注：通過老版UNR157認(rèn)證的奔馳DRIVE PILOT支持的最高車速就是60km/h，實現(xiàn)的就是行業(yè)內(nèi)更常說的L3交通擁堵輔助（Traffic Jam Assistant，TJA）功能。

本文首先對最新修訂的法規(guī)內(nèi)容進(jìn)行介紹。

ALKS的工作流程如圖1所示，ALKS被激活后，將執(zhí)行全部的動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，此過程無需駕駛員的進(jìn)一步輸入，但是在檢測到系統(tǒng)故障、碰撞風(fēng)險、超出ODD等非嚴(yán)重的ALKS故障或車輛故障，需要請求駕駛員接管，當(dāng)駕駛員接管后且車輛具備繼續(xù)人工駕駛的能力，則變成有人駕駛，如果長時間無人接管或駕駛員接管后但車輛不具備繼續(xù)人工駕駛的能力，將執(zhí)行最小風(fēng)險策略，并最終使車輛達(dá)到最小風(fēng)險狀態(tài)。

圖1 ALKS工作流程

但在嚴(yán)重的ALKS故障或車輛故障發(fā)生時，已經(jīng)來不及讓駕駛員接管，直接執(zhí)行最小風(fēng)險策略從達(dá)到最小風(fēng)險狀態(tài)。

注：

【1】最小風(fēng)險策略（Minimal Risk Maneuver，MRM）：系統(tǒng)無法繼續(xù)執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)時，采取的使車輛達(dá)到最小風(fēng)險狀態(tài)的措施（本車道停車、靠邊停車等）。

【2】最小風(fēng)險狀態(tài)（Minimal Risk Condition，MRC）：系統(tǒng)執(zhí)行最小風(fēng)險策略或駕駛員接管后使車輛達(dá)到穩(wěn)定的靜止?fàn)顟B(tài)。

02 動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)

先來回顧一下SAE J3016中關(guān)于動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)（Dynamic Driving Task，DDT）的定義，主要包括如下五個子任務(wù)：

（1）車輛縱向運(yùn)動控制；

（2）車輛橫向運(yùn)動控制；

（3）目標(biāo)和事件的探測與響應(yīng)；

（4）駕駛決策；

（5）車輛照明及信號裝置控制。

UNR157在動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)章節(jié)主要介紹了前兩個部分，用單獨一章節(jié)介紹第三部分，第四部分未有涉及，第五部分分散在各章節(jié)。

對前兩個DDT子任務(wù)的整體要求可歸納為如下三個方面：

（1）保證車輛可以在車道內(nèi)穩(wěn)定行駛（包括縱向和橫向），不應(yīng)出現(xiàn)畫龍、壓線等不穩(wěn)定行駛行為，以免對其他道路使用者產(chǎn)生干擾或危害，且系統(tǒng)被短暫干擾后具有恢復(fù)本車道穩(wěn)定行駛的能力。

（2）在感知能力足夠支持變道的的情況下，允許在變道場景滿足的時候執(zhí)行變道，變道場景包括：

（a）常規(guī)變道場景，包括正常行駛階段變道（超車變道、入匝道變道、出匝道變道、道路變窄變道等）和執(zhí)行最小風(fēng)險策略階段變道（靠邊停車等）；

（b）緊急變道場景，主要指緊急碰撞風(fēng)險下的壓線變道；

（c）為執(zhí)行特殊任務(wù)（救援、執(zhí)法等）的車輛讓道場景。具體需要為何種車輛讓道，一方面可以參考當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)、另一方面可以基于道路常識判斷。當(dāng)執(zhí)行特殊任務(wù)車輛通過后，ALKS需要控制車輛立即回到原來車道恢復(fù)車道保持行駛。

（d）為躲避前方障礙物而進(jìn)行的避障變道場景。避障變道過程中為了保證安全，一方面需要與道路邊界、其他車輛以及道路使用者保持安全的橫向和縱向距離，另一方面除道路曲率產(chǎn)生的橫向加速度外，ALKS產(chǎn)生的橫向加速度需要控制在1m/s2以內(nèi)。且在ALKS車輛左前輪越過車道線大于1m時，還需要對目標(biāo)車道是否滿足進(jìn)行進(jìn)行評估，詳見下文。

（3）相鄰車道上車輛有妨礙ALKS車輛行駛安全的行為時，比如是一輛大車或向ALKS車輛所在車道側(cè)偏離，ALKS車輛可在本車道內(nèi)適當(dāng)調(diào)整自身速度或橫向距離來保證行駛安全。

為實現(xiàn)上述要求，UNR157主要從縱向速度控制、橫向變道過程對ALKS做了詳細(xì)要求。

一、縱向速度控制

UNR157規(guī)定ALKS可運(yùn)行的最高車速為130km/h，廠商需要基于自身傳感器的前向探測能力來定義自己所設(shè)計系統(tǒng)最高可運(yùn)行車速。但要注意的是，只有在最小風(fēng)險策略中支持變道功能的ALKS，最高可運(yùn)行車速才允許被設(shè)計為大于60km/h。

ALKS激活后，一方面需要基于道路、環(huán)境等狀況實時調(diào)整車輛行駛速度，比如不同曲率半徑彎道的行駛速度要求就不一樣、惡劣天氣和晴朗天氣下的行駛速度要求也不同；另一方面需要通過實時調(diào)整車速來與前車保持安全的跟車距離，從而避免潛在的碰撞發(fā)生。

ALKS激活后，當(dāng)車輛速度大于等于2km/h小于等于60km/h時，需要通過控制車速來保證與前車的距離不小于最小跟車距離dmin。最小跟車距離計算公式為dmin= VALKS*tfront，其中，VALKS為ALKS車輛當(dāng)前行駛速度，tfront為最小跟車時距，值參見表1。未在表中列出的值，可以通過線性插值法確定。

表1 ALKS車輛（2km/h < VALKS < 60km/h）最小跟車距離要求

ALKS激活后，當(dāng)車輛速度大于0小于2km/h時，對于M1/N1類型車輛，最小跟車距離不得小于2m，對于M2/M3/N2/N3類型車輛，最小跟車距離不得小于2.4m。

ALKS激活后，當(dāng)車輛速度大于60km/h時，最小跟車距離需要基于當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)確定。

ALKS激活后，對于行駛路線前方出現(xiàn)的靜止車輛、靜止道路使用者或道路封閉時，ALKS在廠商定義的激活車速范圍內(nèi)可使車輛停車從而避免碰撞發(fā)生。對于行駛路線前方出現(xiàn)的急減速車輛、突然切入車輛、或者突然出現(xiàn)的障礙物，ALKS車輛應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牟僮鱽碜钚』瘜Τ藛T或其他道路使用者帶來的傷害。

（1）對于進(jìn)行全力減速的前車，ALKS車輛應(yīng)采取適當(dāng)?shù)牟僮鱽肀苊馀鲎玻?/span>

（2）對于突然切入車輛，當(dāng)以下條件同時滿足時，ALKS車輛應(yīng)避免與其碰撞：

（a）切入車輛縱向速度小于ALKS車輛縱向速度；

（b）切入車輛前輪外緣越過車道線但與車道線外側(cè)距離小于0.3m時，已經(jīng)進(jìn)行了至少0.72s的橫向移動；

（c）ALKS車輛與切入車輛的預(yù)計碰撞時間大于Vrel/(2 x 6m/s2)+0.35s（其中，Vrel為相對速度，ALKS車輛速度大于切入車輛速度時，值為正）。

（3）對于沒有遮擋的橫穿行人，橫穿速度不超過5km/h，預(yù)計碰撞點不超過車輛縱向中心平面0.2m，ALKS激活后，在不大于60km/h的運(yùn)行速度內(nèi)，應(yīng)避免與行人碰撞。對于大于60km/h的運(yùn)行速度，ALKS應(yīng)盡量減少碰撞可能性的發(fā)生。