車(chē)道偏離輔助脫手報(bào)警策略制定

【摘 要】車(chē)道偏離輔助LDP功能為輔助駕駛類(lèi)功能，需要駕駛員時(shí)刻關(guān)注路況且雙手始終控制方向盤(pán)，若系統(tǒng)檢測(cè)到駕駛員脫手且車(chē)輛發(fā)生偏離自車(chē)車(chē)道時(shí)，車(chē)道偏離輔助系統(tǒng)會(huì)控制轉(zhuǎn)向?qū)④?chē)輛拉回到自車(chē)道，同時(shí)通過(guò)觸覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等信息提醒駕駛員。文章主要闡述車(chē)道偏離輔助脫手報(bào)警策略制定。當(dāng)駕駛員手未放在方向盤(pán)上時(shí)，提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛，并接管車(chē)輛，以此保證駕駛安全。

【關(guān)鍵詞】車(chē)道偏離輔助;脫手報(bào)警;輔助駕駛;ECE R79

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）11-0027-02

Hands-off Warning Strategy of Lane Departure Prevention

【Abstract】The Lane Departure Prevention（LDP）function is a driving assistance function，which requires the driver to pay attention to the road and control the steering wheel with both hands. If the system detects that the driver has disengaged and the vehicle has deviated from the self-contained lane，the LDP will control the steering and pull the vehicle back to the self-contained lane，and remind the driver through tactile，visual，auditory and other information. This paper mainly describes the formulation of lane departure auxiliary offhand alarm strategy. When the driver's hands are not on the steering wheel，the driver is reminded to drive carefully and take over the vehicle to ensure driving safety.

【Key words】LDP;disposing alarm;assisted driving;ECE R79

車(chē)道偏離輔助（Lane Departure Prevention，LDP）功能，亦稱(chēng)車(chē)道偏離預(yù)防，屬于輔助駕駛類(lèi)功能。當(dāng)車(chē)輛即將偏離車(chē)道線時(shí)，此功能會(huì)通過(guò)控制轉(zhuǎn)向?qū)④?chē)輛拉回至自車(chē)道。但該功能無(wú)法確保在所有場(chǎng)景中都能將車(chē)輛拉回自車(chē)道，需要駕駛員時(shí)刻掌控方向盤(pán)。脫手報(bào)警功能已成為輔助類(lèi)功能的標(biāo)準(zhǔn)配置，并且存在相應(yīng)的法規(guī)要求。對(duì)于面向歐洲市場(chǎng)的項(xiàng)目，則需要滿足ECE R79所要求的脫手報(bào)警策略。

1 當(dāng)前設(shè)計(jì)方案

當(dāng)前，脫手報(bào)警設(shè)計(jì)方案主要通過(guò)駕駛員脫手后，根據(jù)駕駛員脫手時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的方式判斷危險(xiǎn)等級(jí)，分為2個(gè)等級(jí)報(bào)警。車(chē)輛速度達(dá)到功能激活車(chē)速后，才會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的脫手邏輯判斷。當(dāng)檢測(cè)到駕駛員手未放在方向盤(pán)上持續(xù)Xs（可調(diào)）后發(fā)出1級(jí)報(bào)警，1級(jí)報(bào)警持續(xù)時(shí)間As;如果As后駕駛員仍未將手放在方向盤(pán)上，觸發(fā)2級(jí)脫手報(bào)警，持續(xù)報(bào)警時(shí)間As（可調(diào)），As后功能退出并告知駕駛員。脫手報(bào)警形式為圖片和聲音提醒，2級(jí)報(bào)警形式為圖片和聲音，且聲音頻率相對(duì)于1級(jí)報(bào)警更加急促。車(chē)速與時(shí)間見(jiàn)表1，脫手報(bào)警策略如圖1所示。

2 ECE R79 脫手策略

ECE R79脫手報(bào)警策略與當(dāng)前的脫手報(bào)警策略存在極大差異，需要對(duì)ECE R79加以解讀，進(jìn)而設(shè)計(jì)適宜的報(bào)警策略，既要滿足法規(guī)要求，又不能給用戶造成過(guò)多干擾。ECE R79中關(guān)于車(chē)道保持輔助功能的脫手報(bào)警策略，具體描述如下。

如果在180s的滾動(dòng)間隔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行2次或2次以上的干預(yù)，并且在干預(yù)期間沒(méi)有駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入，則系統(tǒng)應(yīng)在第2次干預(yù)和180s滾動(dòng)間隔內(nèi)的任何進(jìn)一步干預(yù)期間提供聲音警告。從第3次干預(yù)（以及隨后的干預(yù)）開(kāi)始，聲信號(hào)應(yīng)比前一次警告信號(hào)持續(xù)至少10s。

ECE R79脫手報(bào)警主要依據(jù)干預(yù)次數(shù)來(lái)判定脫手報(bào)警的時(shí)長(zhǎng)。根據(jù)ECE R79脫手報(bào)警的描述以及圖1所示，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解讀。

1）系統(tǒng)干預(yù)（System Intervention）。車(chē)輛即將偏離出車(chē)道線時(shí)，LKA功能激活，發(fā)生干預(yù)，將車(chē)輛拉回自車(chē)道。

2）轉(zhuǎn)向輸入（Steering Input）。對(duì)這個(gè)詞的理解主要有兩方面的意見(jiàn)。一種認(rèn)為Steering Input表示驅(qū)動(dòng)力矩（Driver Torque），代表駕駛員此時(shí)是否在控制車(chē)輛;另一種認(rèn)為Steering Input表示手在（Hands ON），代表此時(shí)駕駛員手是否放在方向盤(pán)上。對(duì)標(biāo)沃爾沃項(xiàng)目，用Hands ON/OFF信號(hào)來(lái)表征是否有Steering Input，且Driver Torque之前無(wú)相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。所以通過(guò)接收Hands ON/OFF信號(hào)來(lái)表征駕駛員是否有輸入。

3）光學(xué)報(bào)警。在車(chē)道偏離輔助功能干預(yù)時(shí)，無(wú)論駕駛員是否脫手，均需要提供光學(xué)報(bào)警。

4）聲音報(bào)警。脫手期間，發(fā)生第1次干預(yù)時(shí)，不需要提供聲學(xué)報(bào)警;第2次干預(yù)時(shí)，需要提供聲學(xué)報(bào)警;第3次要比第2次聲音報(bào)警長(zhǎng)10s，接下來(lái)的每一次都要比上一次的聲音報(bào)警時(shí)間長(zhǎng)10s。

5）計(jì)數(shù)規(guī)則。整個(gè)計(jì)時(shí)以180s作為一個(gè)滾動(dòng)周期，2次干預(yù)時(shí)間間隔小于180s，則計(jì)數(shù)累加。整個(gè)脫手報(bào)警的計(jì)數(shù)規(guī)則主要包含兩種場(chǎng)景：一種是駕駛員長(zhǎng)期脫手過(guò)程中導(dǎo)致的多次干預(yù)，如圖2所示;另一種是系統(tǒng)干預(yù)過(guò)程中，駕駛員處于脫手狀態(tài)，如圖3所示，此時(shí)計(jì)數(shù)仍需累加。

3 脫手報(bào)警策略

如今，歐洲市場(chǎng)需求緊迫，既要滿足法規(guī)要求，又不能給用戶帶來(lái)過(guò)多干擾，因此需要依據(jù)ECE R79法規(guī)要求設(shè)計(jì)全新的脫手報(bào)警策略。

3.1 HMI策略

現(xiàn)有的平臺(tái)設(shè)計(jì)，在LKA每次干預(yù)時(shí)，相應(yīng)側(cè)的車(chē)道線會(huì)變藍(lán)，因此能夠覆蓋光學(xué)報(bào)警的要求。

針對(duì)聲音報(bào)警進(jìn)行了一些調(diào)整。在脫手期間，第1次干預(yù)時(shí)，沒(méi)有聲音報(bào)警;第2次干預(yù)時(shí)，聲音報(bào)警時(shí)長(zhǎng)與干預(yù)時(shí)長(zhǎng)保持一致;第3次及后續(xù)干預(yù)時(shí)，聲音報(bào)警比上一次聲音報(bào)警長(zhǎng)10s。法規(guī)中對(duì)脫手報(bào)警抑制條件未作要求，為避免給用戶帶來(lái)過(guò)多干擾，增加了抑制條件，即駕駛員Hands ON持續(xù)一段時(shí)間可抑制脫手報(bào)警，既能提醒用戶，又不會(huì)給用戶帶來(lái)過(guò)多干擾。

3.2 當(dāng)前脫手檢測(cè)方案

ECE R79法規(guī)的需求與當(dāng)前脫手報(bào)警方案設(shè)計(jì)存在差別，主要是依據(jù)干預(yù)次數(shù)來(lái)判斷是否提供報(bào)警。那么在理想狀態(tài)下，當(dāng)功能剛好干預(yù)時(shí)，用戶脫手，應(yīng)當(dāng)計(jì)為第1次脫手報(bào)警，所以在此種場(chǎng)景下，對(duì)脫手檢測(cè)的時(shí)間要求頗高。

在當(dāng)前的脫手報(bào)警方案設(shè)計(jì)中，通常脫手檢測(cè)的時(shí)間約有Xs左右，而在這種情況下，LKA已經(jīng)完成一次干預(yù)，所以當(dāng)駕駛員脫手致使第3次干預(yù)時(shí)，才會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警，無(wú)法滿足法規(guī)要求。如圖4所示。

因此需要在第1次干預(yù)沒(méi)有結(jié)束時(shí)，對(duì)Hands OFF信號(hào)進(jìn)行置位。建議將脫手檢測(cè)時(shí)間調(diào)整到1～2s左右，具體時(shí)間根據(jù)實(shí)車(chē)表現(xiàn)進(jìn)行調(diào)整。另外，由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的脫手檢測(cè)主要是根據(jù)方向盤(pán)上的扭矩進(jìn)行判斷，受道路環(huán)境因素影響較大。在一些高配車(chē)型上有配備電容式方向盤(pán)，電容式方向盤(pán)脫手檢測(cè)時(shí)間較短，準(zhǔn)確率較高，因此當(dāng)配備有電容式方向盤(pán)時(shí)，ADAS融合電容式方向盤(pán)進(jìn)行脫手檢測(cè)，從而提高脫手報(bào)警的準(zhǔn)確率。

3.3 新的脫手報(bào)警策略

駕駛員脫手期間，車(chē)道保持輔助系統(tǒng)第1次干預(yù)時(shí)，僅有視覺(jué)提醒，沒(méi)有聲音報(bào)警;第2次干預(yù)時(shí)，視覺(jué)提醒和聲音報(bào)警時(shí)長(zhǎng)與干預(yù)時(shí)長(zhǎng)保持一致;第3次及后續(xù)干預(yù)時(shí)，視覺(jué)報(bào)警和聲音報(bào)警比上一次聲音報(bào)警時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)10s。

4 結(jié)論

ECE R79將車(chē)道保持輔助功能定義為一項(xiàng)安全性功能，因而脫手報(bào)警策略與之前設(shè)計(jì)方案的定義有較大差異。為了滿足法規(guī)要求，對(duì)ECE R79進(jìn)行了解讀，并重新設(shè)計(jì)了脫手報(bào)警策略。

兩種脫手報(bào)警策略，其一是以計(jì)時(shí)的方式進(jìn)行脫手報(bào)警邏輯的判斷，其二是以計(jì)數(shù)的方式進(jìn)行脫手報(bào)警的判斷。對(duì)于舒適類(lèi)功能，比如車(chē)道居中控制主要通過(guò)計(jì)時(shí)的方式來(lái)提供脫手報(bào)警，對(duì)檢測(cè)時(shí)間要求較低，允許適度脫手。對(duì)于車(chē)道保持輔助這類(lèi)短時(shí)間介入的功能，不允許用戶脫手，對(duì)脫手檢測(cè)的靈敏性要求更高。對(duì)標(biāo)沃爾沃、特斯拉，發(fā)現(xiàn)這兩款車(chē)型同樣是以干預(yù)次數(shù)來(lái)決定是否進(jìn)行脫手報(bào)警。根據(jù)干預(yù)次數(shù)能夠得知此時(shí)用戶是否注意力集中、安全駕駛車(chē)輛。相較于長(zhǎng)時(shí)間輔助的舒適類(lèi)功能，車(chē)道偏離輔助更適宜以計(jì)數(shù)的方式進(jìn)行脫手報(bào)警邏輯的判定。

參考文獻(xiàn)：

[1] ECE R79.04，關(guān)于就轉(zhuǎn)向裝置方面批準(zhǔn)車(chē)輛的統(tǒng)一規(guī)定[S]. 2021.

[2] （EU）2021/646，緊急道路保持系統(tǒng)[S]. 2021.

[3] GB/T 39323—2020，乘用車(chē)車(chē)道保持輔助（LKA）系統(tǒng)性能要求及試驗(yàn)方法[S].