《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）》編制說明

1《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》編制說明的三個(gè)關(guān)鍵模塊。全局路徑規(guī)劃負(fù)責(zé)規(guī)劃車輛從起點(diǎn)到終點(diǎn)的整體路徑，考慮全、高效地移動。行為決策負(fù)責(zé)根據(jù)全局路徑和當(dāng)前環(huán)境狀況，制定車輛的行為策略，如超車、跟隨、變道等，以適應(yīng)周圍車輛和道路情況。局部路徑規(guī)劃負(fù)責(zé)在車輛當(dāng)前行駛路徑上處理即將發(fā)生碰撞或遇到障礙物的情況，以生成具體的、短期的路徑規(guī)劃，確保車輛能夠安全地繞過障礙物或做出避障動作。三個(gè)模塊之間的協(xié)同作用使得智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠在復(fù)雜多變的交通環(huán)境中安全、側(cè)重于理論和仿真研究。全局路徑規(guī)劃技術(shù)中研究較多的有，Dijkstra算法、A*算法、圖搜索算法、代價(jià)地圖等方法，現(xiàn)階段基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)的全局路徑規(guī)劃研究取得了很大進(jìn)展，能夠應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境，獲得更準(zhǔn)確的路徑規(guī)劃。在提出的行為決策方法中，具有代表性的方法有加強(qiáng)型深度學(xué)習(xí)方法、隱馬爾可夫模型和部分可觀測隱馬爾可夫模型方法、決策樹理論等。局部路徑規(guī)劃方法主要有基于變道軌跡的規(guī)劃方法、基于正反梯形側(cè)向加速度的軌跡規(guī)劃方法、基于多項(xiàng)式的軌跡規(guī)劃方法、基于人工勢場和基于貝塞爾曲線的軌跡規(guī)劃方法。總的來說，路徑規(guī)劃與行為決策技術(shù)性能逐步提升，能更好地應(yīng)對復(fù)雜多變的交通環(huán)境，提高行車的安全性和效率。但在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，國內(nèi)外還沒有特定的智能網(wǎng)聯(lián)汽車全局路徑規(guī)劃、行為決策或局部路徑規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)或2及到路徑規(guī)劃和行為決策，但主要定義了自動駕駛系統(tǒng)的六個(gè)級別，而不是具性規(guī)范》，關(guān)注系統(tǒng)的安全性能和故障，對路徑規(guī)劃與行為決策有一定的指導(dǎo)價(jià)值，但并未明確各部分概念。國內(nèi)發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T37471-2019《智能運(yùn)輸系統(tǒng)換道決策輔助系統(tǒng)性能要求與檢測方法》涉及車輛換道時(shí)的決策問題，本標(biāo)準(zhǔn)制訂目的在于規(guī)定智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃與行為決策系統(tǒng)總體框架，全局路徑規(guī)劃、行為決策、局部路徑規(guī)劃三個(gè)模塊的功能要求，相關(guān)技術(shù)驗(yàn)證步驟和評判依據(jù)?？紤]到我國目前已經(jīng)形成了一定規(guī)模的研究、生產(chǎn)和使用體系，標(biāo)準(zhǔn)編寫小組根據(jù)我國智能交通行業(yè)的實(shí)際國情和產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，并充分考慮各種汽車安全輔助駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀和趨勢，以及未來各種輔助駕駛功能的集成、相互配合等。本標(biāo)準(zhǔn)對充分發(fā)揮路徑規(guī)劃和行為決策技術(shù)在確保道路交通安全方面的技術(shù)優(yōu)勢具有重大意義。具體來說，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果主要包靠，從而降低事故率，減少因交通事故引起的醫(yī)療和維修成本。規(guī)范有助于確保系統(tǒng)在各種交通狀況下的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)故障的可能性，提高車輛行駛的流暢度，減少擁堵，從而降低燃料消耗和減少行車時(shí)間成本。通過更精確的路徑規(guī)劃和決策系統(tǒng)，可以更有效地利用交通資源，減少浪費(fèi)，提高整體資源利3策有關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品規(guī)范，推動技術(shù)創(chuàng)新，激發(fā)企業(yè)投資，推動整個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)省地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（蘇市監(jiān)標(biāo)〔2019〕89號）的要求，由江蘇智行未來汽車研究院有限公司聯(lián)合常州工學(xué)院、蘇州創(chuàng)元產(chǎn)業(yè)投資有限公司、開沃新能源汽車集團(tuán)有限公司、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司、蘇州市智能國車聯(lián)網(wǎng)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展起到重要推動作用。標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，江蘇智行未來汽車研究院非常重視標(biāo)準(zhǔn)制定工作，立足智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃與行為決策應(yīng)用業(yè)務(wù)，圍繞江蘇省智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)計(jì)劃，積極指導(dǎo)、推動該標(biāo)準(zhǔn)的編制。經(jīng)過申請立項(xiàng)預(yù)研、征求意見稿編制、送審稿編制等階段，完成智能駕駛系統(tǒng)中路徑規(guī)劃及行為決策技術(shù)，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，4標(biāo)準(zhǔn)編制組，確定各參編單位任務(wù)與人員分工，制定標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)制定內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃與行為決策技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定情況，以及國內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析了百度、蔚來汽車、圖森未來、景馳科技等企業(yè)在自動駕駛領(lǐng)域中的路徑規(guī)劃和行為決策的方案，制定了標(biāo)準(zhǔn)編制工作計(jì)劃、編寫大綱、明確成員單位的任務(wù)分工和進(jìn)度。在消化相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合車內(nèi)部的多次討論，并征求了多個(gè)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商、車企、交管部門的意見和建議，在此基礎(chǔ)上確定了標(biāo)準(zhǔn)的具體范圍、章節(jié)框架，以及總體架構(gòu)、功能要2020年7月21日，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組在南京組織召開了請金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司、東南大學(xué)、南京理工大學(xué)、上汽大通汽車有限公司、滴滴出行科技有限公司、魔門塔(蘇州)科技有限公司、江蘇大學(xué)、清華大學(xué)蘇州汽車研究院、公安部交通管理科學(xué)研究所、南京慧爾視智能科技有限公司、江蘇智行未來汽車研究院等行業(yè)代表性企業(yè)，對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了意見征求。會后，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組根據(jù)會議紀(jì)要，對草案提出的意見、建議進(jìn)行了認(rèn)真分析、理解和總結(jié)，結(jié)合全局和局部路徑規(guī)劃與行為決策的實(shí)際需求，補(bǔ)充了開展相關(guān)技術(shù)測試的要求，對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了完善，形成了標(biāo)準(zhǔn)意5業(yè)龍頭企業(yè)、高校和科研院所征求意見，共收到15個(gè)單位回復(fù)，其中有效意見2021年3月-9月，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組在江蘇南京多次組稿的研討會，來自公安部交通管理科學(xué)研究所、南京萊斯網(wǎng)信技術(shù)研究院有限公司、杭州?？低暱萍加邢薰?、坤泰車輛系統(tǒng)（常州）有限公司、中汽創(chuàng)智科技有限公司、清華大學(xué)蘇州汽車研究院、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司、南京領(lǐng)行科技股份有限公司、東南大學(xué)，南京航空航天大學(xué)、南京郵電大學(xué)、江蘇大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、蘇州創(chuàng)元產(chǎn)業(yè)投資有限公司等單位的專家圍繞各自領(lǐng)域關(guān)注的問題及自身應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了相關(guān)的意見與建議。標(biāo)準(zhǔn)起草小組根據(jù)與會單位反饋意見逐條梳理討論，對標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)條文進(jìn)行了2022年1月18日，江蘇省市場監(jiān)督管理局在南京組織基本概念開展了討論，并提出了修改意見和建議。專家組認(rèn)為，該標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于路徑規(guī)劃及行為決策技術(shù)規(guī)范，應(yīng)刪除“數(shù)2022年12月8日，江蘇省市場監(jiān)督管理局在南京組織6提出了優(yōu)化文本結(jié)構(gòu)的建議。由于當(dāng)前國內(nèi)外尚缺少同類標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)概念不夠成熟，專家組建議將本標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為“智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃及行為決策系院、南京市標(biāo)準(zhǔn)化研究院專家，從標(biāo)準(zhǔn)格式角度，對標(biāo)準(zhǔn)送審討論稿的語言表達(dá)方式、文本結(jié)構(gòu)、格式等方面逐條梳理，提出相關(guān)的意見與建議。標(biāo)準(zhǔn)起草小組根據(jù)反饋意見，優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)送審討論稿文本結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步規(guī)范語言表達(dá)，經(jīng)2024年5月31日，江蘇省市場監(jiān)督管理局在南京組織方標(biāo)準(zhǔn)《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》審查會議，專家組由來自省工業(yè)和信息化廳、南京郵電大學(xué)、南京工程學(xué)院、江蘇省質(zhì)量和會議期間，標(biāo)準(zhǔn)起草組匯報(bào)了標(biāo)準(zhǔn)編制情況和主要技術(shù)要點(diǎn)，專家組審議了標(biāo)準(zhǔn)送審稿的全部內(nèi)容，肯定了本標(biāo)準(zhǔn)制定在推動路徑規(guī)劃及行為決策技術(shù)在智針對標(biāo)準(zhǔn)適用范圍，制動測試性能評價(jià)方法等方面，提出了具體的修改意見。徑規(guī)劃、行為決策、局部路徑規(guī)劃的功能要求，性能測試所需的環(huán)境要求、測試道路、車載系統(tǒng)要求，及測試評價(jià)方法。路徑規(guī)劃和行為決策是智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)安全、高效、智能駕駛的核心組成部分，具體包括全局路徑規(guī)劃、行為7決策、局部路徑規(guī)劃三個(gè)關(guān)鍵模塊，它們的協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)車輛在復(fù)雜交通環(huán)境中的自主導(dǎo)航。本標(biāo)準(zhǔn)旨在使全局路徑規(guī)劃、行為決策、局部路徑規(guī)劃三個(gè)模塊的功能和相互聯(lián)系明確化，并規(guī)定各模塊性能的測試和驗(yàn)證需遵循的基本明確的定義。其中對本標(biāo)準(zhǔn)涉及的全局路徑規(guī)劃、行為決策、局部路徑規(guī)劃三目標(biāo)位置、障礙物分布等因素，以確保車輛能夠在整個(gè)行程中安全、高效地移動。全局路徑規(guī)劃需要考慮全局范圍內(nèi)的道路網(wǎng)絡(luò)和地形信息，輸出結(jié)果是一條全局路徑，通常用于提供給下一級的行為決策模塊。行為決策負(fù)責(zé)根據(jù)全局路徑和當(dāng)前環(huán)境狀況，制定車輛的行為策略，如超車、跟隨、變道等，以適應(yīng)周圍車輛和道路情況。局部路徑規(guī)劃負(fù)責(zé)在車輛當(dāng)前行駛路徑上處理即將發(fā)生碰撞或遇到障礙物的情況，以生成具體的、短期的路徑規(guī)劃，確保車輛能夠安全地繞過障礙物或做出避障動作。這三個(gè)模塊之間的協(xié)同作用使得智能網(wǎng)聯(lián)汽車能夠在復(fù)雜多變的交通環(huán)境中安全、高效地行駛。全局路徑規(guī)劃提供了整體路徑，行為決策在動態(tài)環(huán)境中制定合適的行為策略，而局部路徑規(guī)劃則負(fù)責(zé)處理具體時(shí)刻的障礙物避讓，包括軌跡規(guī)劃和速度規(guī)劃。這些模塊的聯(lián)合工作是車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)約定，給出了各縮略語的完整英語表達(dá)和中文翻譯。本標(biāo)準(zhǔn)正文中8前車輛所在位置，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)使車輛能夠準(zhǔn)確地確定自己的位置。起點(diǎn)也可以是用戶自選的某個(gè)位置。此外，用戶需要輸入途中必經(jīng)點(diǎn)和終點(diǎn)，全局路徑規(guī)劃算法依據(jù)車載地圖數(shù)據(jù)，在遵守交通規(guī)則的前提下，計(jì)算多條滿足車通行時(shí)間最短或者能耗最少等需求，從其中選擇一條最優(yōu)路線。因此，全局路徑規(guī)劃過程中，用戶端需要輸入起點(diǎn)、必經(jīng)點(diǎn)，終點(diǎn)。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、地圖、交通規(guī)則是全局路徑規(guī)劃的必要信息支持。全局路徑規(guī)劃算法則是從眾多況，選擇起步、車道保持、變道、轉(zhuǎn)向、避障或者制動等駕駛行為。車輛可通路側(cè)設(shè)備、其他汽車終端或者云平臺準(zhǔn)確獲取當(dāng)前環(huán)境狀況（包括交通標(biāo)識和地繞過障礙物或做出避障動作。因此，在行為決策過程中，車輛依據(jù)環(huán)境感知設(shè)備、路側(cè)設(shè)備、其他汽車終端或者云平臺感知環(huán)境交通信息和自車狀態(tài)，做前位置到一下節(jié)點(diǎn)的軌跡和速度。開展局部路徑規(guī)劃，需要考慮滿足決策行為的前提下，根據(jù)最優(yōu)路徑評價(jià)函數(shù)設(shè)定的穩(wěn)定性、駕駛效率等優(yōu)先條件，計(jì)算軌跡，每個(gè)軌跡點(diǎn)的速度和加速度。這些信息將轉(zhuǎn)換成車輛線控底盤系統(tǒng)能執(zhí)行的驅(qū)動控制、轉(zhuǎn)向控制、制動控制等信號，驅(qū)動車輛完成駕駛行為。因此，在局部路徑規(guī)劃階段，車輛將計(jì)算未來一段時(shí)間的9在全局路徑規(guī)劃的前提下，車輛將反復(fù)循環(huán)行為決策和局部路徑規(guī)劃過程，直必經(jīng)點(diǎn)，終點(diǎn)，以及優(yōu)先條件，必須以全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、地圖、交通規(guī)則作為必要的信息支持，以實(shí)現(xiàn)遵守交通規(guī)則前提下的無碰撞、安全通行。因此，智能網(wǎng)聯(lián)汽車開展全局路徑規(guī)劃，首先應(yīng)當(dāng)能夠從配備的數(shù)字地圖中獲得具體的道路交通情況和周邊環(huán)境信息。其次，應(yīng)當(dāng)允許用戶設(shè)置起點(diǎn)、必經(jīng)點(diǎn)，終點(diǎn)，選擇路徑長度最短、紅綠燈路口最少、時(shí)間最短，或者能耗最少等優(yōu)先條件。規(guī)劃得到的全局路徑能達(dá)到車道級精度，以滿足最優(yōu)條件。同時(shí)，全局路徑規(guī)劃必須遵守交通規(guī)則，確保車輛與障礙物不發(fā)生碰撞，路徑平滑，以滿足存在靜態(tài)障礙物、動態(tài)障礙物、交通標(biāo)識標(biāo)志，其中靜態(tài)障礙物位置、形狀、尺寸信息，動態(tài)障礙物位置、運(yùn)動速度、運(yùn)動方向、三維尺寸，交通標(biāo)識標(biāo)志的指示信息均對行為決策的實(shí)施起著決定作用。因此行為決策應(yīng)根據(jù)車輛自身位置、速度、方向等狀態(tài)信息，結(jié)合靜、動態(tài)障礙物和交通標(biāo)識標(biāo)志所包含的交通信息，開展邏輯推理，做出合理決策，確定車輛執(zhí)行起步、車道保持、變道、轉(zhuǎn)向、避障或者制動等行為，以保障車輛的安全行駛。在此過程中，包含任務(wù)路線、交通環(huán)境、交通法規(guī)、駕駛規(guī)則知識等相互關(guān)系的行為規(guī)則庫是成實(shí)現(xiàn)行為決策確定的駕駛行為時(shí)車輛應(yīng)具備的行駛軌跡和速度，其中軌跡有多個(gè)不連續(xù)的軌跡點(diǎn)組成，速度為車輛所在軌跡點(diǎn)處具有的速度、加速度、方向規(guī)劃得到的局部路徑滿足車輛行駛安全性要求、行駛舒適性要求。同時(shí)，為了使車輛控制系統(tǒng)能執(zhí)行規(guī)劃結(jié)果，該局部路徑需轉(zhuǎn)換成線控底盤系統(tǒng)能理解的包括路面、車道線、道路照明、車道寬度。此外，為實(shí)現(xiàn)對路徑規(guī)劃、行為決策性能的全面測試，道路應(yīng)包含測試所需的全部場景路況，如車道變化、道路JTGD20-2019《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，彎道符合JTGB01-2019《公路工程現(xiàn)路徑規(guī)劃和行為決策的前提條件，因此車載系統(tǒng)應(yīng)衛(wèi)星定位、高精度地圖導(dǎo)航功能，配備超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、車載攝像機(jī)、激光雷達(dá)等感知設(shè)備?？紤]成本因素，激光雷達(dá)作為可選項(xiàng)。此外，路側(cè)感知設(shè)備、其他車輛和云端也是環(huán)境信息的重要來源。因此要求智能網(wǎng)聯(lián)車載系統(tǒng)具備與外部通信網(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)通信的功能。其次，路徑規(guī)劃和行為決策必須在很短時(shí)間內(nèi)完成，而交通狀況的復(fù)雜性、數(shù)據(jù)的多樣性決定了車載系統(tǒng)必須有強(qiáng)大的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力。在特殊情況下，車載系統(tǒng)可借規(guī)劃、行為決策、局部路徑規(guī)劃性能，其中在行程開始前完成全局路徑規(guī)劃，行為決策、局部路徑規(guī)劃在整個(gè)行程中將反復(fù)執(zhí)行多求，感知靜、動態(tài)障礙物和交通標(biāo)識標(biāo)志信息，分析潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，通過行為起點(diǎn)經(jīng)過必經(jīng)點(diǎn)，再到終點(diǎn)的無碰撞全局路徑，因此依據(jù)全局路徑規(guī)劃是否滿來評價(jià)其性能。行為決策和局部路徑規(guī)劃性能，則應(yīng)根據(jù)車輛在起步、車道保在所有的測試場景中，行為決策和局部路徑規(guī)劃結(jié)果均需滿足車輛穩(wěn)定性、安全性、舒適性要求，遵守交通規(guī)則。穩(wěn)定性要求車輛路徑平滑，曲率應(yīng)連續(xù)變化，不應(yīng)存在突變。安全性要求車輛與障礙物無碰撞，舒適性要求車輛在轉(zhuǎn)彎(GB/T26773-2011),《智能運(yùn)輸系統(tǒng)車輛前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)性能要求和測試主要內(nèi)容是有關(guān)道路上標(biāo)線的規(guī)范，如何繪制不同類型的標(biāo)線，以及標(biāo)線的顏了乘用車防抱制動系統(tǒng)在直線制動條件下的開環(huán)試驗(yàn)方法，包括如何進(jìn)行測試求、性能規(guī)范、測試方法等方面的內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試道路標(biāo)志標(biāo)線應(yīng)符適用于汽車制造企業(yè)的智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)和測試，也適用于為汽車行業(yè)序號單位名稱起草人工作分工1江蘇智行未來汽車研究院