辅助驾驶功能开发-功能规范篇(05)-智能限速辅助SLA
1. 智能限速辅助功能概述
SLA监视道路上与车辆限速关联的交通标志。该信息与来自导航系统的限速信息进行融合,得出最终限速显示给驾驶员。限速信息通过车辆总线发送,并且通过仪表盘或者抬头显示提醒驾驶员。在超速情况下,此功能可以通过提供限速信息或超速报警来提醒驾驶员。
图1
2. 典型用例
表1 SLA 典型用例
使用案例图例 |
使用案例描述 |
图2 |
限速标识 系统可以探测到限速标识并给驾驶员发送限速信息。 |
图3 |
可变限速标识别 系统可以探测到可变限速标识并给驾驶员发送限速信息。 |
图4 |
限速取消标识 系统可以探测到限速取消标识并给驾驶员发送限速取消信息。 |
图5 |
区域限速标识 系统可以探测到区域限速标识并给驾驶员发送限速信息。 |
图6 |
多车道 系统应只显示多车道道路中本车道的限速。 |
图7 |
多限速值标识 系统应只显示多限速值标识中最高的限速。 |
图8 |
高速出口匝道 当车辆驶入匝道时,系统应显示高速出口匝道的限速标志。 |
图9 |
高速出口匝道 当车辆未驶入匝道时,系统不应显示高速出口匝道的限速标志。 |
2.1 仅视觉模式
视觉模式下,当系统探测到新的标志之后,在穿越交通标志所在平面时,系统应通过输出“SLA_SpeedLimit”信号报告观测到的限速。视觉模式下,当系统探测到“限速解除”或“区域限速解除”之后,在穿越交通标志所在平面时,系统应将输出信号“SLA_SpeedLimit”设置为“1”(取消限速)。当超出保持距离阈值时,SLA系统应通过“SLA_SpeedLimit”输出“0”(未知)。在视觉模式下,显示探测标志的保持距离阈值是500m。保持距离阈值是可调的。
2.2 仅导航模式
导航模式下,系统应通过输出信号“SLA_SpeedLimit”报告来自导航的“Nav_SpeedLimit”限速值。
2.3 融合模式
当处于融合模式下时,系统应报告视觉系统观测到的限速,并使用导航系统收入信号验证,通过信号“Nav_SpeedLimit”输出。在融合模式下,显示探测标志的保持距离阈值如下表所示:
表2:SLA融合模式保持距离阈值
时速 |
保持距离阈值 |
|
生活区域 |
非生活区 |
|
Limit < 20 km/h |
150m |
200m |
20 km/h <= Limit < 30 km/h |
200m |
400m |
30 km/h <= Limit < 40 km/h |
350m |
500m |
40 km/h <= Limit < 50 km/h |
400m |
600m |
50 km/h <= Limit < 70 km/h |
700m |
1000m |
70 km/h <= Limit < 80 km/h |
900m |
1900m |
80 km/h <= Limit < 90 km/h |
2200m |
2200m |
90 km/h <= Limit < 100 km/h |
2200m |
2800m |
100 km/h <= Limit < 110 km/h |
2200m |
3500m |
110 km/h <= Limit < 130 km/h |
2200m |
3800m |
130 km/h <= Limit |
2200m |
4000m |
当导航与视觉系统不一致时,系统采用如下限速来源:
图10:融合策略 1
图11:融合策略 2
图12:融合策略 3
图13:融合策略 4
图14:融合策略 5
图15:融合策略 6
图16:融合策略 7
图17:融合策略 8
图18:融合策略 9
图19:融合策略 10
图20:融合策略 11
图21:融合策略 12
3. 功能开启
SLA 在下列条件全部满足的情况之下会被激活(可以根据客户需求进行配置):
- 摄像头初始化正确完成。
- 驾驶员通过菜单请求开启了SLA功能,或者SLA在之前的点火周期已开启。
- SLA 未检测到相关故障。
- SLA 通过车辆配置码被开启。
4. 功能解除
SLA 在下列任何一个条件满足的情况之下会被解除(可以根据客户需求进行配置):
- 驾驶员通过菜单请求关闭了SLA功能,或功能已经在之前的点火周期关闭。
- SLA 检测到故障,例如摄像头过热。故障解除后,驾驶员需要重新开启功能。
- SLA 检测到摄像头和导航故障。
- SLA 根据车辆配置码被关闭。
5. 状态机/工作序列
5.1状态迁移图
图21:SLA状态机
5.2状态与事件
5.2.1 状态
SLA会使用两种状态
- Main state 主状态
- Sub state 子状态
主状态有四种可能性:
- INIT
- OFF
- FAULT
- ON
子状态有三种:
- Vision Only Mode 仅视频模式
当导航信号在车辆总线上出现规律性或可信度的问题时,功能应在仅视频模式工作
- Fusion Mode 融合模式。
如果SLA完全运行中,并且导航信息正常接收并可信,那么功能应在融合模式下工作
- Navigation Only Mode 仅导航模式。
当摄像头发生阻碍交通标志识别的错误时, 例如,摄像头视野受限,交通标志被遮挡等,功能应在仅导航模式下工作。
表3:SLA 输出信号映射逻辑
输出信号值 |
主状态 |
子状态 |
说明 |
SLA_OperatingStatus |
|||
0x0: Off |
OFF |
||
0x1: Operating: Fusion mode |
ON |
Fusion Mode |
|
0x2: Operating: Vision only mode |
ON |
Vision Only Mode |
|
0x3: Operating: Navigation only mode |
ON |
Navigation Only Mode |
|
0x4: SLA failure |
FAULT |
||
INIT |
No output neccessary |
5.2.2 事件
按状态迁移图所示,事件可以触发状态的改变,相关的事件描述见表 4。
表4:事件
事件 |
描述 |
SLASwitch=0 |
SLA 开关关闭 |
SLASwitch=1 |
SLA 开关开启 |
SLASystemFault=0 |
SLA系统没有错误被探测到 |
SLASystemFault=1 |
SLA系统错误被探测到 |
SLASystemFault=0 AND (NavigationFault=0 OR CameraFault=0) |
SLA没有探测到错误 并且 (导航正常 或者 摄像头正常) |
SLASystemFault=1 OR (NavigationFault=1 AND CameraFault=1) |
SLA 探测到系统错误 或者 (导航错误 并且 摄像头错误) |
CameraFault=0 |
摄像头正常 |
CameraFault=1 |
摄像头错误 |
NavigationFault=0 |
导航正常 |
NavigationFault=1 |
导航错误 |
6.性能
表 5:关键性能指标
关键性能指标 |
性能 |
检测率: 视觉探测事件的百分比 |
高于87 % |
正确率:时间百分比,受到摄像头、 导航和SLA融合策略的影响 |
高于95 % |
7.局限性
SLA 功能会受限于摄像头故障,摄像头遮挡以及受限的视野。如果摄像头未正确校准,性能会降低。SLA 功能受到导航精确度的和过期导航数据库的影响。SLA 性能受天气、照明度以及道路标志的可视质量的影响。在背光,日落,被冰雪覆盖以及差的标志条件的情况下,性能会有显著的下降。参见图22。
SLA功能在探测同地面侧倾角度超过约8°, 俯仰角度超过约10°或者横摆角度超过10°的交通标识时,探测质量下降。
图22:性能下降的典型路况
8.验证
SLA的性能通过驾驶测试在公共道路或测试道路进行验证。误触发率基于测试人员的客观评估而获得。功能性能由客户进行最终确认。驾驶几百公里具有合适的混合道路类型的路径来验证是充分的。例如,客户应定义一条几百公里的路线或多条xx公里的路线。如果中国有一些省份的道路条件显著不同,那么,客户应与博世协商一致,为这些省份增加一些路线。
9. 接口
摄像头通过车辆CAN总线与车辆进行通信。对于功能的输入和输出信号,参考客户定义的CAN矩阵。
SLA功能输入信号的传输周期应小于100ms。SLA功能输出信号的传输周期为100ms。SLA功能期望在功能有效时间内接收到有效的输入信号。SLA功能在功能有效时间内输出有效的输出信号。
9.1 SLA功能输入信号
9.1.1数字地图数据
导航系统应至少向SLA功能提供以下信息。
表 6:导航所需提供信号
Signal name |
General Description |
Length |
Value Description |
Cycle time |
Resolution |
Nav_CountryID |
指示当前所在国家 |
4 Bit |
Define by Customer according to target market. |
100 |
1 |
Nav_CurrRoadType |
指示当前所处道路类型 |
3 Bit |
5-road type class 5; The road type classes need to clarify with navigation system. |
100 |
1 |
Nav_SpeedLimit |
来自地图数据库的限速 |
8 Bit |
Enumeration of possible speed limits: 255-SLEND |
100 |
1 |
Nav_SpeedLimitUnits |
输出速度单位 |
2 Bit |
3-reserved; |
100 |
1 |
Nav_SpeedLimitStatus |
导航限速值状态 |
2 Bit |
3-Plural |
100 |
1 |
(1)位置
SLA功能应读取导航发送的当前行驶位置的地理信息,如国家代码,道路类型。
(2)限速
SLA功能应读取导航发送的当前行驶位置的限速信息,如限速,限速状态。
9.1.2车辆数据
(1)车身控制模块
SLA功能应读取车辆状态信号,如转向灯信号,雨刮信号,雾灯状态信号。
SLA功能应读取环境传感器信号,如雨量传感器信号,室外温度信号。
(2)车身电子稳定系统
SLA应读取车辆速度信号。
SLA应读取ABS/ESP状态信号。
SLA功能应读取车辆动态信号,如横摆角速度,纵向/横向加速度。
(3)其他
SLA功能应读取其他车辆信号,如拖车连接状态指示信号。
9.2 SLA功能输出信号
SLA功能应通过车身总线输出当前的功能运行状态信号。SLA功能应输出当前的相关道路交通标志信号,如建议限速信号。SLA功能应输出当前的报警信号,例如视觉报警信号,补充报警信号。
10. 功能安全
SLA function is rated as Quality Management (QM) with respect to ISO26262.
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