《智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策系統(tǒng)（報(bào)批稿）》

ICS35.240.60CCSL7032Generaltechnicalspecificationforthesystemofpathplanningandbehaviordecisioninintelligentconnected（2024年06月）IDB32/TXXXX—XXXX 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4縮略語(yǔ) 25總體框架 26功能要求 26.1全局路徑規(guī)劃功能要求 26.2行為決策功能要求 36.3局部路徑規(guī)劃功能要求 37測(cè)試的通用要求 37.1測(cè)試環(huán)境要求 37.2測(cè)試道路要求 47.3車載系統(tǒng)要求 48測(cè)試和評(píng)價(jià) 48.1測(cè)試步驟 48.2性能評(píng)價(jià) 5DB32/TXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省工業(yè)和信息化廳提出、歸口并組織實(shí)施。本文件起草單位：江蘇智行未來(lái)汽車研究院有限公司、常州工學(xué)院、蘇州創(chuàng)元產(chǎn)業(yè)投資有限公司、開(kāi)沃新能源汽車集團(tuán)有限公司、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇州)有限公司、蘇州市智能網(wǎng)聯(lián)科技發(fā)展有限公司、無(wú)錫學(xué)院、南京理工大學(xué)、江蘇大學(xué)。本文件主要起草人：華國(guó)棟、吳峰、李寧、王眾、劉立軍、王春海、李春、聶石啟、康杰偉、謝伯元、王泉、李富、孫家棟、孫朋、夏小鵬、李祎承、蔡英鳳、梁軍、陸科杰、馬小燕。1DB32/TXXXX—XXXX智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策系統(tǒng)的總體框架，全局路徑規(guī)劃、行為決策、局部路徑規(guī)劃的功能要求，性能測(cè)試所需的環(huán)境要求、測(cè)試道路、車載系統(tǒng)要求及測(cè)試評(píng)價(jià)方法。本文件適用于封閉、半封閉道路或特定開(kāi)放式道路的智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃和行為決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB5768.3道路交通標(biāo)志和標(biāo)線GB/T20271-2006信息安全技術(shù)GB/T26773-2011智能運(yùn)輸系統(tǒng)第3部分:道路交通標(biāo)線信息系統(tǒng)通用安全技術(shù)要求車道偏離報(bào)警系統(tǒng)性能要求與檢測(cè)方法GB/T33577智能運(yùn)輸系統(tǒng)車輛前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)性能要求和測(cè)試規(guī)程GB/T34597乘用車防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)直線制動(dòng)距離開(kāi)環(huán)試驗(yàn)方法GB/T41484汽車用超聲波傳感器總成CJJ45-2015城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JTGB01-2019公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGD20公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范QC/T1128汽車用攝像頭3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車intelligentconnectedvehicle通過(guò)搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與人、車、路、云端等的智能信息交換和信息共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能的新一代汽車。3.2全局路徑規(guī)劃globalpathplanning基于已有的地理信息，按照一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（路程、時(shí)間或能耗最優(yōu)等根據(jù)算法搜索出一條從起始位置到目標(biāo)位置、可行行駛路徑的過(guò)程。3.3行為決策behavioraldecisionmaking根據(jù)全局路徑規(guī)劃結(jié)果，通過(guò)分析道路結(jié)構(gòu)環(huán)境，針對(duì)自身所處的駕駛場(chǎng)景，基于基本交通規(guī)則或駕駛經(jīng)驗(yàn)組成的駕駛知識(shí)，利用規(guī)則決策模型、優(yōu)化方法或?qū)W習(xí)型算法，確定加速、減速、換道或超車等駕駛行為的過(guò)程。2DB32/TXXXX—XXXX3.4局部路徑規(guī)劃localpathplanning基于行為決策的駕駛行為指令，利用搜索或優(yōu)化算法動(dòng)態(tài)規(guī)劃滿足駕駛安全性、車輛動(dòng)力學(xué)、乘坐舒適性等需求，從當(dāng)前位置到某一子目標(biāo)位置的最優(yōu)行駛軌跡，并確定各軌跡點(diǎn)車輛的速度和加速度的過(guò)程。3.5車輛數(shù)據(jù)vehicledata構(gòu)等）、應(yīng)用數(shù)據(jù)（在本地生成的數(shù)據(jù)、在用戶許可后由外部進(jìn)入用戶數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)）等信息。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。MFDD充分發(fā)出的平均減速度MeanFullyDevelopedBrakingDeceleration5總體框架智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策系統(tǒng)的總體框架應(yīng)符合圖1的規(guī)定，依次經(jīng)過(guò)全局路徑規(guī)劃、行為決策和局部路徑規(guī)劃，得到期望的駕駛行為、運(yùn)動(dòng)軌跡和速度，并向車輛線控底盤系統(tǒng)輸出車輛的驅(qū)動(dòng)控制、轉(zhuǎn)向控制、制動(dòng)控制等信號(hào)。當(dāng)汽車運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)發(fā)生改變后，應(yīng)重新執(zhí)行行為決策，確定車輛的下一步駕駛行為，并開(kāi)展局部路徑規(guī)劃，通過(guò)車輛線控底盤系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，直到抵達(dá)終點(diǎn)。圖1智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策系統(tǒng)框架6功能要求6.1全局路徑規(guī)劃功能要求全局路徑規(guī)劃應(yīng)具備下列功能：a)理解包括道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交叉口信息、交通標(biāo)志等數(shù)字地圖信息；b)設(shè)置路徑長(zhǎng)度最短、紅綠燈路口最少、時(shí)間最短，或者能耗最少等優(yōu)先條件；c)根據(jù)用戶需求，設(shè)置起點(diǎn)、終點(diǎn)，還可根據(jù)用戶需要，設(shè)置中間必經(jīng)節(jié)點(diǎn)；3DB32/TXXXX—XXXXd)根據(jù)優(yōu)先條件選擇最優(yōu)路徑；e)生成的全局路徑能夠考慮車輛尺寸，避免與障礙物發(fā)生碰撞；f)生成的全局路徑達(dá)到車道級(jí)精度；g)生成的全局路徑滿足交通規(guī)則規(guī)定的行駛要求；h)生成的全局路徑滿足車輛通行要求；i)生成的全局路徑應(yīng)平滑，避免急劇的轉(zhuǎn)彎和加減速，以提高乘坐舒適性和降低能耗；j)生成全局路徑的時(shí)間應(yīng)不大于200ms。6.2行為決策功能要求行為決策應(yīng)具備下列功能：a)配備任務(wù)路線、交通環(huán)境、交通法規(guī)、駕駛規(guī)則知識(shí)等相互關(guān)系的行為規(guī)則庫(kù)；b)獲取自車的位置、速度、方向、所在車道，位置定位精度不大于10cm；c)獲取道路交通設(shè)施等固定障礙物的位置、三維尺寸(長(zhǎng)、寬、高)等狀態(tài)；d)獲取行人、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車等道路交通參與者的位置、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向、三維尺寸(長(zhǎng)、寬、高)等狀態(tài)；e)能夠識(shí)別交通標(biāo)志標(biāo)線和遵守交通規(guī)則，包括交通信號(hào)、限速、讓行、宜識(shí)別交警手勢(shì)指令f)對(duì)當(dāng)前道路環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行邏輯推理，根據(jù)車輛狀態(tài)、周圍環(huán)境和預(yù)測(cè)分析，做出相應(yīng)的安全決策，根據(jù)優(yōu)先級(jí)設(shè)定、道路寬度、交通流量等考慮因素，做出合適的道路選擇和行駛決策；g)加速、減速或保持速度等速度決策；h)應(yīng)對(duì)緊急情況，在出現(xiàn)緊急情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)對(duì)，如緊急制動(dòng)、避讓等，以確保自車和周圍道路交通參與者的安全；i)生成起步、車道保持、變道、轉(zhuǎn)向、避障、制動(dòng)等行為及持續(xù)時(shí)間的決策指令；j)生成行為決策指令的時(shí)間應(yīng)不大于50ms。6.3局部路徑規(guī)劃功能要求局部路徑規(guī)劃應(yīng)具備下列功能：a)符合車輛行駛安全性要求。規(guī)劃的路徑應(yīng)確保車輛與場(chǎng)景中的靜態(tài)障礙物不發(fā)生碰撞，應(yīng)避免與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞；b)符合車輛行駛舒適性要求。應(yīng)考慮到車輛的動(dòng)力學(xué)特性和車身穩(wěn)定性，汽車行駛的側(cè)向加速度應(yīng)不大于0.4g，生成的車輛軌跡平滑；c)設(shè)置穩(wěn)定性、駕駛效率等優(yōu)先條件，并建立最優(yōu)路徑評(píng)價(jià)函數(shù)；d)根據(jù)最優(yōu)路徑評(píng)價(jià)函數(shù)確定最優(yōu)路徑；e)生成行駛軌跡，且應(yīng)生成每個(gè)軌跡點(diǎn)的速度和加速度；f)路徑生成的軌跡中，相鄰軌跡點(diǎn)的距離應(yīng)不大于10cm；g)向線控底盤系統(tǒng)輸出縱向運(yùn)動(dòng)控制、橫向運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)控制信號(hào)；h)生成路徑的時(shí)間應(yīng)不大于100ms。7測(cè)試的通用要求7.1測(cè)試環(huán)境要求如未表明特殊要求，所有測(cè)試均在下述條件下進(jìn)行：a)無(wú)降雪、冰雹、揚(yáng)塵等惡劣天氣情況；4DB32/TXXXX—XXXXb)環(huán)境溫度在-20℃~45℃之間；c)水平能見(jiàn)度不小于1km；d)測(cè)試場(chǎng)電磁環(huán)境不會(huì)對(duì)聯(lián)網(wǎng)通信測(cè)試產(chǎn)生影響。7.2測(cè)試道路要求7.2.1道路應(yīng)為封閉道路、半封閉道路或者開(kāi)放式特定道路，道路應(yīng)包含起步、車道保持、變道、轉(zhuǎn)向、避障、制動(dòng)等駕駛行為對(duì)應(yīng)的測(cè)試場(chǎng)景，以支持行為決策和局部路徑規(guī)劃能力測(cè)試。7.2.2道路類型應(yīng)為高速公路或者城市道路，路面為平坦且干燥的混凝土或?yàn)r青路面。7.2.3道路車道線標(biāo)識(shí)狀態(tài)良好，應(yīng)符合GB5768.3的規(guī)定。7.2.4道路照明應(yīng)符合CJJ45-2015中3.3.1和3.4.1的規(guī)定。7.2.5單車道路寬度宜不小于3.5m，雙車道路宜不小于7m，應(yīng)符合JTGB01-2019和JTGD20的規(guī)7.2.6道路路段為彎道時(shí)，應(yīng)符合JTGB01-2019第4章的規(guī)定。7.2.7道路應(yīng)涵蓋車道變化的情況，包括變道、合流和分流等場(chǎng)景，以測(cè)試車輛的變道和并線能力。7.2.8道路應(yīng)具有道路施工、路口堵塞、臨時(shí)停車等場(chǎng)景路況，以驗(yàn)證車輛在遇到這些限制時(shí)的局部路徑規(guī)劃和行為決策能力。7.3車載系統(tǒng)要求7.3.1車載系統(tǒng)應(yīng)具備衛(wèi)星定位功能，定位精度應(yīng)不大于10cm。7.3.2車載系統(tǒng)宜具備高精度地圖導(dǎo)航功能，高精度坐標(biāo)精度應(yīng)不大于10cm。高精度的地圖數(shù)據(jù)需包括道路拓?fù)?、車道線、標(biāo)志標(biāo)牌、交通信號(hào)等。7.3.3車載系統(tǒng)應(yīng)配備超聲波雷達(dá)，且符合GB/T41484的規(guī)定。7.3.4車載系統(tǒng)應(yīng)配備毫米波雷達(dá)，測(cè)距范圍在0.5m~80m之間，測(cè)距精度±0.35m@5m，測(cè)速精度±0.14m/s，測(cè)角精度±0.5°@0°。7.3.5車載系統(tǒng)應(yīng)配備車載攝像機(jī)，且符合QC/T1128的規(guī)定。7.3.6車載系統(tǒng)可配備激光雷達(dá)。7.3.7車載系統(tǒng)處理傳感器數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)和車輛狀態(tài)信息滿足的要求6.1j),6.2j)和6.3h)的要求，并生成路徑規(guī)劃和決策結(jié)果。7.3.8車載系統(tǒng)應(yīng)能與外部通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，與其他車輛、交通基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，獲取交通信息、路況信息等，并實(shí)現(xiàn)協(xié)同規(guī)劃和決策。7.3.9車載系統(tǒng)的安全性和可靠性應(yīng)符合GB/T20271-2006第4章的要求，能夠防止黑客攻擊、故障和意外情況，并保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。7.3.10車載傳感系統(tǒng)、路徑規(guī)劃及行為決策系統(tǒng)、線控底盤系統(tǒng)應(yīng)自檢無(wú)故障。8測(cè)試和評(píng)價(jià)8.1測(cè)試步驟智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策能力應(yīng)按下述步驟進(jìn)行測(cè)試：a)車輛在起始位置，處于停車狀態(tài)；b)按以下步驟開(kāi)展全局路徑規(guī)劃：1)車輛獲取自車初始位置；2)選擇行駛終點(diǎn)、中間必經(jīng)節(jié)點(diǎn)；3)選擇路徑長(zhǎng)度最短、紅綠燈路口最少、時(shí)間最短，或者能耗最少等優(yōu)先條件；5DB32/TXXXX—XXXX4)車輛根據(jù)數(shù)字地圖，計(jì)算滿足優(yōu)先條件的路徑；5)生成一條全局規(guī)劃路徑。c)車輛根據(jù)全局規(guī)劃路徑，從起始位置啟動(dòng)，按照?qǐng)D1框架，不斷開(kāi)展行為決策、局部路徑規(guī)劃、底盤驅(qū)動(dòng)和車輛行駛，直至到達(dá)終點(diǎn)。其中行為決策測(cè)試按以下步驟開(kāi)展：1)獲取車輛當(dāng)前位置、速度、方向、所在車道等信息；2)通過(guò)車載環(huán)境感知設(shè)備，測(cè)量靜態(tài)障礙物的位置和尺寸，分析碰撞風(fēng)險(xiǎn)；3)通過(guò)車載環(huán)境感知設(shè)備，感知?jiǎng)討B(tài)障礙物的位置、尺寸、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向，估算其未來(lái)的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)；4)通過(guò)車載環(huán)境感知設(shè)備，感知交通標(biāo)志標(biāo)線信息；5)根據(jù)全局路徑規(guī)劃任務(wù)需求，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境的靜止障礙物位置和尺寸、動(dòng)態(tài)障礙物運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)以及交通標(biāo)志標(biāo)線信息，確定車輛的下一步駕駛行為和持續(xù)時(shí)間。其中局部路徑規(guī)劃測(cè)試，按以下步驟開(kāi)展：1)獲取車輛當(dāng)前位置；2)依據(jù)行為決策確定的駕駛行為及持續(xù)時(shí)間，計(jì)算子目的地位置；3)依據(jù)行為決策確定的駕駛行為，生成從當(dāng)前位置到子目的地位置的無(wú)碰撞行駛軌跡，以及各軌跡點(diǎn)的速度、加速度和橫向角速度。8.2性能評(píng)價(jià)8.2.1全局路徑規(guī)劃性能評(píng)價(jià)當(dāng)同時(shí)滿足下述條件時(shí)，全局路徑規(guī)劃被評(píng)估為通過(guò)：a）規(guī)劃得到的全局路徑應(yīng)從起點(diǎn)開(kāi)始，按照先后順序依次經(jīng)過(guò)所有中間必經(jīng)點(diǎn)，最后到達(dá)終點(diǎn)；b）根據(jù)選擇的優(yōu)先條件，規(guī)劃得到的全局路徑長(zhǎng)度、經(jīng)過(guò)的紅路燈路口數(shù)量、行駛時(shí)間、能耗與理想值相比，誤差應(yīng)不超過(guò)1%；c）規(guī)劃得到的全局路徑應(yīng)確保車輛能夠遵循交通規(guī)則，避免碰撞，并確保車輛行駛的平穩(wěn)性。8.2.2行為決策和局部路徑規(guī)劃性能評(píng)價(jià)8.2.2.1基本要求行為決策和局部路徑規(guī)劃性能評(píng)價(jià)應(yīng)符合以下要求：a）根據(jù)車輛在起步、車道保持、變道、轉(zhuǎn)向、避障、制動(dòng)等駕駛行為對(duì)應(yīng)的測(cè)試場(chǎng)景中的測(cè)試效果，評(píng)價(jià)行為決策和局部路徑規(guī)劃的性能。b）所有測(cè)試均在測(cè)試車輛自動(dòng)駕駛狀態(tài)下完成，僅當(dāng)車輛在所有測(cè)試場(chǎng)景、所有駕駛行為滿足通過(guò)性條件，且全程與周圍靜、動(dòng)態(tài)障礙物無(wú)碰撞，遵守交通規(guī)則和交通標(biāo)志標(biāo)線指示的交通法規(guī)，則認(rèn)為行為決策和局部路徑規(guī)劃性能通過(guò)測(cè)試評(píng)價(jià)。8.2.2.2起步起步行為的示意圖見(jiàn)圖2，當(dāng)同時(shí)滿足下述條件時(shí)，起步的行為決策和局部路徑規(guī)劃被評(píng)估為通過(guò)：a)車輛起步啟動(dòng)時(shí)間不大于5s；b)車輛完成起步后，速度不小于10km/h；c)規(guī)劃得到從車輛啟動(dòng)到完成起步的局部路徑沿車道線方向，局部路徑與所在車道中心線的偏移量按GB/T26773-2011之4.3.2的規(guī)定，最大偏移量不大于0.3m。6DB32/TXXXX—XXXX8.2.2.3車道保持車道保持的示意圖見(jiàn)圖3，當(dāng)同時(shí)滿足下述條件時(shí)，車道保持的行為決策和局部路徑規(guī)劃被評(píng)估為通過(guò)：a）車輛應(yīng)沿直線以不小于20km/h速度行駛，且以穩(wěn)定車速行駛；b）規(guī)劃得到的局部路徑沿車道線方向，局部路徑與所在車道中心線的偏移量按GB/T26773-2011之4.3.2的規(guī)定，最大偏移量不大于0.3m；c）車輛在本車道內(nèi)行駛，車輪不觸軋道路邊緣線。圖3車道保持8.2.2.4變道變道分為向左變道和向右變道，示意圖分別見(jiàn)圖4和圖5。當(dāng)同時(shí)滿足下述條件時(shí)，變道的行為決策和局部路徑規(guī)劃被評(píng)估為通過(guò)：a)車輛變道前，應(yīng)沿直線以不大于當(dāng)前道路限速的速度行駛；b)行駛路徑不應(yīng)連續(xù)變換兩條或兩條以上車道；c)行駛路徑中的橫向移動(dòng)應(yīng)連續(xù)完成，路徑曲率不應(yīng)有突變；d)變道過(guò)程中車輛的側(cè)向加速度應(yīng)不大于0.4g；e)應(yīng)符合GB/T33577的要求，自車與前、后方車輛無(wú)碰撞。7DB32/TXXXX—XXXX圖4向左變道圖5向右變道8.2.2.5轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向分為沿彎道轉(zhuǎn)向、交叉路口左轉(zhuǎn)、交叉路口右轉(zhuǎn)三種方式，示意圖分別見(jiàn)圖6、圖7和圖8。當(dāng)同時(shí)滿足下述條件時(shí)，轉(zhuǎn)向的行為決策和局部路徑規(guī)劃被評(píng)估為通過(guò)：a)轉(zhuǎn)向時(shí)車速應(yīng)不大于20km/h；b)側(cè)向加速度應(yīng)不大于0.4g；c)車輛沿彎道轉(zhuǎn)向時(shí)，行駛路徑與車道線方向保持一致，行駛路徑與所在車道中心線的偏移量按按GB/T26773-2011之4.3.2的規(guī)定，最大偏移量不大于0.3m；d)車輛按照交叉路口左轉(zhuǎn)或交叉路口右轉(zhuǎn)方式轉(zhuǎn)向時(shí)，行駛路