Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road Motor Vehicle Automated Driving Systems
翻译过来就是:汽车自动驾驶系统的术语及其定义

SAE International,前身为汽车工程师协会

SAE International,前身为汽车工程师协会(Society of Automotive Engineers),是一家总部位于美国、活跃于全球的专业协会和标准制定组织,面向各行各业的工程专业人士。SAE International的全球总部位于Warrendale,宾夕法尼亚州,以北20英里的匹兹堡,宾夕法尼亚州。主要重点放在全球运输行业,如航空航天、汽车和商用车辆。. 该组织采用了 SAE International 的名称,以反映对流动性的更广泛重视。

SAE International 在全球拥有超过 138,000 名会员。会员资格授予个人,而不是公司。除了标准化工作之外,SAE International 还为STEM教育、专业认证和大学设计竞赛方面的项目和计划投入资源。

SAE 在北美通常用于表示汽车和建筑工具中的美国惯用单位(USCS 或 USC)测量系统。SAE 用作工具标记以表明它们不是基于公制 (SI)的工具,因为这两个系统不兼容。一个常见的错误是将 SAE 与“英制”一词互换使用,这与 SAE 使用的 USCS 标准不同。[1] [需要更好的来源]

SAE 在美国最出名的可能是它对汽车马力的评级。直到 1971-1972 年才使用 SAE 总功率。与制动马力(bhp)类似,它给出了非常不切实际的性能评级。从那时起,考虑到发动机附件、排放和排气阻力(但不包括传动损失)的更保守的SAE 净功率成为标准。
SAE官网: https://www.sae.org/standards/

说明

SAE J3016 的这次修订是在 SAE 道路自动驾驶 (ORAD On-Road Automated Driving ) 委员会和 ISO TC204/WG14 之间通过 2018 年成立的联合工作组密切合作进行的。这种合作带来了全球驾驶专家的知识和专业知识自动化技术和安全。添加了几个新的术语和定义,并进行了多次更正和澄清,以解决经常被误解的概念并提高文档的实用性,尤其是对于非英语母语人士而言。与之前的版本一样,它提供了一个分类法,描述了道路机动车辆驾驶自动化的所有级别,并包括高级驾驶自动化级别的功能定义以及相关术语和定义。本文件不提供对驾驶自动化系统的规范或以其他方式强加要求(进一步阐述,见 8.1)。标准化驾驶自动化水平和支持术语有多种用途,包括:

  1. 阐明(人类)驾驶员在驾驶自动化系统参与过程中的角色(如果有)。
  2. 回答制定法律、政策、法规和标准时的范围问题。
  3. 为驾驶自动化规范和技术要求提供有用的框架。
  4. 提供关于驾驶自动化主题的清晰和稳定的交流,以及节省大量时间和精力的有用速记。
    本文件是根据以下指导原则制定的;即,它应该:
  5. 具有描述性和信息性,而不是规范性的。
  6. 提供功能定义。
  7. 与当前的行业惯例保持一致。
  8. 在可行的范围内与现有技术保持一致。
  9. 跨学科有用,包括工程、法律、媒体和公共话语。
  10. 清晰且有说服力,因此应避免或定义模棱两可的术语。

该文件反映了从各种利益相关者讨论中吸取的经验教训,以及从 AdaptIVe 项目和碰撞避免指标合作伙伴 (CAMP Crash Avoidance Metrics Partnership ) 自动驾驶汽车研究 (AVR Automated Vehicle Research) 联盟分别在欧洲和美国进行的研究项目中吸取的经验教训。
本文档中使用的斜体术语也在此处定义。术语名称中的方括号文本表示在使用该术语时可选包含(即,考虑到使用上下文,方括号文本可能是不必要的)。
前言
ISO(the International Organization for Standardization国际标准化组织)是一个由国家标准机构(ISO 成员机构)组成的全球联盟。制定国际标准的工作通常通过 ISO 技术委员会进行。对已设立技术委员会的主题感兴趣的每个成员团体都有权在该委员会中派代表参加。与 ISO 联络的政府和非政府国际组织也参与了这项工作。 ISO 与国际电工委员会 (IEC International Electrotechnical Commission) 在电工标准化的所有问题上密切合作。
SAE International 是一个全球性协会,拥有超过 128000 名航空航天、汽车和商用车行业的工程师和相关技术专家。 SAE International 的标准用于在全世界推进移动工程。 SAE 技术标准开发计划是该组织为其服务于航空航天、汽车和商用车辆的移动行业提供的主要条款之一。这些作品由来自世界各地的 9000 多名工程师和其他合格专业人员的志愿者努力授权、修订和维护。 SAE 主题专家在标准过程中充当个人,而不是其组织的代表。因此,SAE 标准代表在透明、开放和协作过程中开发的最佳技术内容。
ISO/IEC 指令第 1 部分和 SAE 技术标准委员会政策中描述了用于制定本文档的程序以及用于进一步维护的程序。尤其应注意不同类型的 ISO 文件所需的不同批准标准。本文件是根据 ISO/IEC 指令第 2 部分(参见 www.iso.org/directives)的编辑规则起草的。
提请注意本文件的某些元素可能是专利权的主题的可能性。 ISO 和 SAE International 不负责识别任何或所有此类专利权。在文件开发过程中确定的任何专利权的详细信息将在介绍和/或收到的专利声明 ISO 列表中(请参阅 www.iso.org/patents)。
SAE 执行标准委员会规则规定:“本文件的发布是为了推进技术和工程科学的发展。本文件的使用完全是自愿的,其对任何特定用途的适用性和适用性,包括由此引起的任何专利侵权,均由用户自行负责。”
本文档中使用的任何商品名称都是为了方便用户而提供的信息,并不构成背书。
有关标准自愿性质的解释、与合格评定相关的 ISO 特定术语和表达的含义,以及有关 ISO 在技术贸易壁垒 (TBT) 中遵守世界贸易组织 (WTO) 原则的信息,请参阅到 www.iso.org/iso/foreword.html。
本文件由 ISO/SAE 定义联合工作组与 ISO 技术委员会 204 智能交通系统、第 14 工作组车辆/道路警告和控制系统以及 SAE 道路自动驾驶委员会、定义工作组的专家共同编写。
本标准与 ISO (PAS 22736) 发布的对应文件在技术上是等效的。文件之间的唯一区别是标准编号和名称以及次要的编辑元素。
此版本取消并取代 SAE J3016_201806。

1. 范围

本文档描述了在持续的基础上执行部分或全部动态驾驶任务 (DDT dynamic driving task ) 的 [机动] 车辆驾驶自动化系统。它提供了一个分类法,详细定义了六个级别的驾驶自动化,从无驾驶自动化(0 级)到完全驾驶自动化(5 级),在 [机动] 车辆(以下也称为“车辆”或“车辆”)及其在道路上的操作:

  • 0 级:无驾驶自动化
  • 级别 1:驾驶员辅助
  • 2 级:部分驾驶自动化
  • 3 级:有条件驾驶自动化
  • 4 级:高度驾驶自动化
  • 第 5 级:完全驾驶自动化

这些级别定义以及此处提供的其他支持术语和定义可用于以功能一致和连贯的方式描述[机动]车辆上配备的所有驾驶自动化功能。 “在路上”是指可公共进入的道路(包括停车场和允许公共进入的私人校园),共同为所有道路使用者提供服务,包括骑自行车的人、行人以及具有和不具有自动驾驶功能的车辆的使用者。
这些级别适用于在配备车辆的任何给定道路操作实例中使用的驾驶自动化功能。因此,虽然给定的车辆可能配备了能够提供在不同级别执行的多个驾驶自动化功能的驾驶自动化系统,但在任何给定情况下表现出的驾驶自动化水平由以下功能决定已订婚的。
本文档还提到了驾驶中的三个主要参与者:(人类)用户、驾驶自动化系统以及其他车辆系统和组件。这些其他车辆系统和组件(或一般意义上的车辆)不包括该模型中的驾驶自动化系统,即使作为实际问题,驾驶自动化系统实际上可能与其他车辆系统共享硬件和软件组件,例如处理模块或操作代码。
驾驶自动化的级别是根据三个主要参与者在执行 DDT 和/或 DDT 后备中所扮演的具体角色来定义的。在这种情况下,“角色”是指给定主要角色的预期角色,基于相关驾驶自动化系统的设计,不一定是给定主要角色的实际表现。例如,在启用 1 级自适应巡航控制 (ACC adaptive cruise control ) 系统期间未能监控道路的驾驶员仍然具有驾驶员的角色,即使他/她忽略了它。
主动安全系统,如电子稳定控制 (ESC electronic stability control) 和自动紧急制动 (AEB automatic emergency braking),以及某些类型的驾驶员辅助系统,如车道保持辅助 (LKA lane keeping assistance),不包括在本驾驶自动化分类法的范围内,因为它们确实如此不是在持续的基础上执行部分或全部 DDT,而是在潜在危险情况下提供临时干预。由于主动安全系统动作的瞬时性质,它们的干预不会改变或消除驾驶员在执行部分或全部 DDT 中的角色,因此即使他们执行自动化功能,也不被视为驾驶自动化.此外,就驾驶环境中的危险通知、警告或警告驾驶员的系统也不在此驾驶自动化分类法的范围内,因为它们既不会使部分或全部 DDT 自动化,也不会改变驾驶员在驾驶环境中的角色。滴滴涕(见 8.13)。
然而,应该注意的是,配备有任何级别的驾驶自动化系统的车辆可能会包含防撞功能,包括干预型主动安全系统。对于执行完整 DDT 的自动驾驶系统 (ADS) 功能(即 3 至 5 级),碰撞缓解和避免功能是 ADS 功能的一部分(另见 8.13)。

2. 参考资料

2.1 适用文件

以下出版物在此处指定的范围内构成本规范的一部分。除非另有说明,最新一期的 SAE 出版物应适用。
2.1.1 SAE 出版物
可从 SAE International, 400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001 获得,电话:877-606-7323(美国境内)
和加拿大)或 +1 724-776-4970(美国境外),www.sae.org。
SAE J670 车辆动力学术语
SAE J3063 主动安全系统术语和定义
Shi, E.、Gasser, T.、Seeck, A. 和 Auerswald, R.,“操作框架原则:自动驾驶功能的综合分类概念”,SAE 国际。 J CAV 3(1):27-37,2020,https://doi.org/10.4271/12-03-01-0003。
2.1.2 ANSI 认可的出版物
这些文档的副本可在 http://webstore.ansi.org/ 在线获得。
ANSI D16.1-2007 机动车交通事故分类手册
2.1.3 其他出版物
49 美国§ 30102(a)(6)([机动]车辆的定义)
碰撞避免指标合作伙伴关系 - 自动驾驶汽车研究联盟,“增强安全性的自动驾驶汽车研究 - 最终报告”,可在 https://www.regulations.gov/document?D=NHTSA-2014-0070-0003 获取。
Gasser, T. 等人,“车辆自动化增加的法律后果”,2013 年 7 月 23 日,见 http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2013/723/pdf/Legal_consequences_of_an_increase_in_vehicle_ pdf。
Michon, J.A.,1985 年,“驾驶员行为模型的批判性观点:我们知道什么,我们应该做什么?”在 Evans, L. 和 Schwing, R.C. (编辑)。人类行为和交通安全(第 485-520 页)。纽约:全会出版社,1985 年。
Smith, B.W.,“工程师和律师应该说相同的机器人语言”,见 ROBOT LAW(2015 年),可在 https://newlypossible.org 获取。

2.2 缩写列表

  • ACC: Adaptive cruise control 自适应巡航控制
  • ADAS: Advanced driver assistance system 先进的驾驶辅助系统
  • ADS: Automated driving system自动驾驶系统
  • ADS-DV: Automated driving system-dedicated vehicle 自动驾驶系统专用车
  • AEB: Automatic emergency braking 自动紧急制动
  • DDT: Dynamic driving task 动态驾驶任务
  • DSRC: Dedicated short range communications 专用短程通信
  • ESC Electronic stability control 电子稳定控制
  • LKA Lane keeping assistance 车道保持协助
  • ODD Operational design domain 操作设计域
  • OEDR Object and event detection and response 对象和事件检测和响应

3. DEFINITIONS 定义

3.1 ACTIVE SAFETY SYSTEM (SAE J3063:NOV2015) 主动安全系统(SAE J3063: 2015年11月)

主动安全系统是车辆系统和监控条件下,内部和外部的车辆为目的的确定感知车辆现在和潜在的危险,人,和/或其他道路使用者,并自动进行干预,通过各种方法帮助避免或减轻潜在的碰撞,包括提醒司机,车辆系统调整,和/或车辆的主动控制子系统(刹车,油门、悬架等)。
注:本报告认为,符合主动安全系统定义的系统的设计目的主要是提高安全性,而不是舒适性、便利性或一般的驾驶辅助。主动安全系统在高风险事件或机动时发出警告或进行干预。

3.2 AUTOMATED DRIVING SYSTEM (ADS) 自动驾驶系统(ADS)

能够持续执行整个DDT的硬件和软件,而不管是否被限制在特定的操作设计领域(ODD);这个术语专门用来描述3级、4级或5级驾驶自动化系统。
注:与ADS不同,通用术语“驾驶自动化系统”(见3.5)是指任何1-5级系统或功能,可持续执行部分或全部的DDT。考虑到通用术语“驾驶自动化系统”和3-5级专用术语“自动驾驶系统”之间的相似性,后者在拼写时应大写,并尽可能简化为其首字母缩写ADS,而前者则不应如此。
2016年11月24日(星期四),刘林从SAE International下载

3.3 ADS-DEDICATED VEHICLE (ADS-DV) ADS-DEDICATED车辆(ADS-DV)

一种专为4级或5级ADS设计的车辆。

  • 注1:ADS-DV是真正的“无人驾驶”车辆。然而,此处使用的术语“无人驾驶车辆”不是因为它,并继续,广泛滥用指任何车辆配备驾驶自动化系统,即使这系统不能够总是执行整个DDT,因此涉及到(人类)驱动程序给定行程的一部分。这是唯一一类在日常操作中既不需要传统驾驶员也不需要远程驾驶员的ads操作车辆。

  • 注2:ADS-DV的设计可能没有用户界面,如制动、加速、转向和传动齿轮选择输入设备设计为可由人类驾驶员操作。

  • 注3:4级ADS-DV的设计不能在奇数之外运行(参照下面的注释4)。

  • 注4:ADS-DVs可能由传统或远程驱动程序临时操作:1)管理临时偏差,2)处理系统故障,或3)调度前在编组场中。

  • 例1:一个4级ADS-DV专门设计在公司园区内运行,它沿着ADS-DV调度员指定的特定路线载客和卸货。

  • 例2:4级ADS-DV专门设计在地理规定的中央商务区内运行,通过ADS-DV调度员指定的道路(但不一定是路线)运送部件和供应品。

  • 例子3:一个5级ADS-DV能够在所有道路上运行,由人类驾驶员导航。用户只需输入一个目的地,ADS-DV就会自动导航到该目的地。

3.4 DRIVING AUTOMATION 驾驶自动化

通过启用 ADS,将配备 ADS 的车辆投入无人驾驶操作。

  • 注 1:在配备 ADS 的车辆的上下文之外使用的术语“调度”通常被理解为将特定车辆发送到特定的上车或下车地点以提供运输服务。在配备 ADS 的车辆的上下文中,如本文所用,该术语包括在无人驾驶操作中通过软件启用多辆配备 ADS 的车辆的调度,这些车辆可以完成多次行程,包括在一天内接送乘客或货物或其他预定义的服务周期,并且可能涉及多个代理执行与调度功能相关的各种任务。为了突出术语调度的这种特殊用途,该术语进行了修改和限定,规定它专门指在无人驾驶操作中调度车辆。
  • 注 2:只有配备 ADS 且能够无人驾驶的车辆(即 ADS-DV 或双模车辆)才有可能被调度。

3.5 DRIVING AUTOMATION SYSTEM or TECHNOLOGY 驱动自动化系统或技术

能够持续执行部分或全部DDT的硬件和软件;这个术语一般用于描述任何能够达到1-5级驾驶自动化的系统。
注:与通用的1-5级系统不同,3-5级系统的具体术语是“自动驾驶系统(ADS)”。鉴于通用术语“驾驶自动化系统”(driving automation system)和3-5级专用术语“自动驾驶系统”(Automated driving system)之间的相似性,后者在拼出来时应该大写,并尽可能缩写成ADS,而前者则不应该这样。(见3.2)

3.6 DRIVING AUTOMATION SYSTEM] FEATURE or APPLICATION 驱动自动化系统特点或应用

一个驱动自动化系统的设计特定的功能,在一个特定的奇内驱动自动化的特定级别。

  • 注1:一个给定的驾驶自动化系统可能有多个特征,每个特征与一个特定的驾驶自动化水平和奇数相关联。
  • 注2:每个特性都满足一个使用规范。
  • 注3:功能可以用通用名称(如自动停车)或专有名称来指代。
  • 例子1:在完全控制访问的高速公路上的高流量交通中,3级功能执行DDT(不包括DDT撤退)。
  • 例子2:在特定的地理围栏城市中心,4级ADS功能执行DDT,包括DDT撤退。

3.7 DRIVING MODE 驱动方式

1-5 级驾驶自动化系统在特定 ODD 内给定驾驶自动化级别的设计特定功能(如果适用)。

  1. 由于“驾驶自动化系统”一词包含驾驶员支持功能和 ADS 功能,因此也可以这样称呼它们。
  2. 一个给定的驾驶自动化系统可能有多个功能,每个功能都与特定级别的驾驶自动化和 ODD 相关联。
  3. 每个功能都满足使用规范。
  4. 功能可以通过通用名称(例如,自动停车)或专有名称来引用。

示例 1:一个 3 级 ADS 功能在大流量流量中完全执行 DDT(不包括 DDT 回退)
出入控制的高速公路。
示例 2:在指定的地理围栏城市中心执行 DDT(包括 DDT 回退)的 4 级 ADS 功能。

3.7.1 基于机动的特性

配备在传统车辆上的驾驶自动化系统功能:

  1. 通过执行一组有限的横向和/或纵向车辆运动控制动作来支持驾驶员,足以满足特定的、狭义的用例(例如停车操作),而驾驶员执行 DDT 的其余部分并监督级别1 级或 2 级功能的性能(即 1 级或 2 级驱动程序支持功能);
    或者
  2. 执行一组有限的横向和纵向车辆运动控制动作,以及相关的对象和事件检测和响应 (OEDR) 以及完整 DDT 的所有其他元素,以便在没有人工监督的情况下完成特定的、狭义的用例(3 级或 4 级 ADS 功能)。

示例 1: 1 级停车辅助功能自动执行平行停放车辆所需的横向车辆运动控制动作,而驾驶员执行纵向车辆运动控制动作并监督该功能。
示例 2:2 级停车辅助功能自动执行横向和纵向车辆运动控制操作,以便在驾驶员的监督下平行停放车辆。
示例 3:3 级高速公路超车辅助功能自动执行横向和纵向车辆运动控制动作,以及相关的 OEDR,当驾驶员激活或后备准备就绪时,在多车道高速公路上超车所需的车辆用户。

3.7.2 SUB-TRIP 功能

配备在传统车辆上的驾驶自动化系统功能,需要人类驾驶员在每次旅行的至少一部分中执行完整的 DDT。
注意:子行程功能需要人类驾驶员在起点和功能 ODD 的边界之间和/或在离开功能的 ODD 直到到达目的地(即行程完成)之后操作车辆。
示例 1: 1 级自适应巡航控制 (ACC) 功能执行纵向车辆运动控制功能,以支持驾驶员在以较高速度行驶时与车道上的领先车辆保持一致的车距。
示例 2: 2 级高速公路功能执行横向和纵向车辆运动控制功能,以支持驾驶员在其行驶车道内保持位置,并在以较高速度行驶时与其车道上的领先车辆保持一致的车距。
示例 3:3 级交通拥堵功能在交通密集的完全出入控制的高速公路上执行完整的 DDT,但需要人类驾驶员在 ODD 出口时操作车辆(例如,当交通畅通时,以及在进入拥挤的路口之前)高速公路,并在退出时再次)。
示例 4:在给定的车辆行程中,具有 4 级自动停车功能的用户在无人驾驶操作中调度车辆,目的是在附近的指定停车设施中找到停车位。在购物一段时间后,用户通过调度取回车辆以开始他/她的回家之旅。

3.7.3 全程功能

ADS 功能可在整个行程中操作车辆。
示例 1:在无人驾驶操作中派遣 4 级 ADS-DV,目的是向位于其地理围栏操作区域内的客户提供乘车服务。
例2:一辆Level 5双模车被车主以无人驾驶方式派往指定机场,接几个家庭成员,带回家。在整个回程过程中,所有车辆乘员仍然是乘客。
图 1 说明了如何通过使用不同驾驶自动化级别的驾驶自动化功能的各种组合来完成旅行。

3.10 DYNAMIC DRIVING TASK (DDT) 动态驾驶任务

在道路交通中操作车辆所需的所有实时操作和战术功能,不包括战略功能,如旅行计划和目的地和路径点的选择,包括但不限于:

  1. 通过转向控制车辆横向运动(操作);
  2. 通过加速和减速的纵向车辆运动控制(操作);
    3.通过对象和事件检测、识别、分类和响应准备(操作和战术)监控驾驶环境
  3. 对象和事件响应执行(操作和战术);
  4. 策略规划(战术);和
  5. 通过灯光、信号和手势等增强可视性(战术上)。
    注1:为了简化和提供一个有用的速记术语,子任务(3)和(4)被统称为对象和事件检测和响应(OEDR)(见3.15)。
    注2:在本文件中,参考“完成DDT”。“这意味着完全执行DDT的所有子任务,无论是由(人类)驾驶员、驾驶自动化系统,还是由两者共同完成。
    注3:图1显示的是驱动任务示意图。关于驾驶的操作、战术和战略功能的差异的更多信息,见8.4。

    图 -显示DDT部分的驾驶任务示意图

为了达到DDT性能的目的,1级包含了部分最内层回路的自动化(即,横向车辆运动控制功能或纵向车辆运动控制功能,以及与给定的车辆运动控制轴相关的有限OEDR);2级包含最内层的自动化回路(横向和纵向车辆运动控制和与车辆运动控制相关的有限OEDR), 3-5级包含两个内层回路的自动化回路(横向和纵向车辆运动控制和完整OEDR)。注意DDT的性能不包括驾驶的战略方面(例如,决定是否、何时和到哪里旅行)。

参考

https://www.sae.org/standards/content/j3016_202104/
https://en.wikipedia.org/wiki/SAE_International
https://blog.51cto.com/u_14217737/2907347

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