《智能网联汽车路径规划及行为决策系统（报批稿）》

ICS35.240.60CCSL7032Generaltechnicalspecificationforthesystemofpathplanningandbehaviordecisioninintelligentconnected（2024年06月）IDB32/TXXXX—XXXX 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 25总体框架 26功能要求 26.1全局路径规划功能要求 26.2行为决策功能要求 36.3局部路径规划功能要求 37测试的通用要求 37.1测试环境要求 37.2测试道路要求 47.3车载系统要求 48测试和评价 48.1测试步骤 48.2性能评价 5DB32/TXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省工业和信息化厅提出、归口并组织实施。本文件起草单位：江苏智行未来汽车研究院有限公司、常州工学院、苏州创元产业投资有限公司、开沃新能源汽车集团有限公司、金龙联合汽车工业(苏州)有限公司、苏州市智能网联科技发展有限公司、无锡学院、南京理工大学、江苏大学。本文件主要起草人：华国栋、吴峰、李宁、王众、刘立军、王春海、李春、聂石启、康杰伟、谢伯元、王泉、李富、孙家栋、孙朋、夏小鹏、李祎承、蔡英凤、梁军、陆科杰、马小燕。1DB32/TXXXX—XXXX智能网联汽车路径规划及行为决策系统通用技术规范本文件规定了智能网联汽车路径规划及行为决策系统的总体框架，全局路径规划、行为决策、局部路径规划的功能要求，性能测试所需的环境要求、测试道路、车载系统要求及测试评价方法。本文件适用于封闭、半封闭道路或特定开放式道路的智能网联汽车路径规划和行为决策系统的设计、开发和测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB5768.3道路交通标志和标线GB/T20271-2006信息安全技术GB/T26773-2011智能运输系统第3部分:道路交通标线信息系统通用安全技术要求车道偏离报警系统性能要求与检测方法GB/T33577智能运输系统车辆前向碰撞预警系统性能要求和测试规程GB/T34597乘用车防抱制动系统(ABS)直线制动距离开环试验方法GB/T41484汽车用超声波传感器总成CJJ45-2015城市道路照明设计标准JTGB01-2019公路工程技术标准JTGD20公路路线设计规范QC/T1128汽车用摄像头3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1智能网联汽车intelligentconnectedvehicle通过搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、云端等的智能信息交换和信息共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能的新一代汽车。3.2全局路径规划globalpathplanning基于已有的地理信息，按照一定的评价标准（路程、时间或能耗最优等根据算法搜索出一条从起始位置到目标位置、可行行驶路径的过程。3.3行为决策behavioraldecisionmaking根据全局路径规划结果，通过分析道路结构环境，针对自身所处的驾驶场景，基于基本交通规则或驾驶经验组成的驾驶知识，利用规则决策模型、优化方法或学习型算法，确定加速、减速、换道或超车等驾驶行为的过程。2DB32/TXXXX—XXXX3.4局部路径规划localpathplanning基于行为决策的驾驶行为指令，利用搜索或优化算法动态规划满足驾驶安全性、车辆动力学、乘坐舒适性等需求，从当前位置到某一子目标位置的最优行驶轨迹，并确定各轨迹点车辆的速度和加速度的过程。3.5车辆数据vehicledata构等）、应用数据（在本地生成的数据、在用户许可后由外部进入用户数据区的数据）等信息。4缩略语下列缩略语适用于本文件。MFDD充分发出的平均减速度MeanFullyDevelopedBrakingDeceleration5总体框架智能网联汽车路径规划及行为决策系统的总体框架应符合图1的规定，依次经过全局路径规划、行为决策和局部路径规划，得到期望的驾驶行为、运动轨迹和速度，并向车辆线控底盘系统输出车辆的驱动控制、转向控制、制动控制等信号。当汽车运行状态和环境状态发生改变后，应重新执行行为决策，确定车辆的下一步驾驶行为，并开展局部路径规划，通过车辆线控底盘系统，驱动车辆运行，直到抵达终点。图1智能网联汽车路径规划及行为决策系统框架6功能要求6.1全局路径规划功能要求全局路径规划应具备下列功能：a)理解包括道路拓扑结构、交叉口信息、交通标志等数字地图信息；b)设置路径长度最短、红绿灯路口最少、时间最短，或者能耗最少等优先条件；c)根据用户需求，设置起点、终点，还可根据用户需要，设置中间必经节点；3DB32/TXXXX—XXXXd)根据优先条件选择最优路径；e)生成的全局路径能够考虑车辆尺寸，避免与障碍物发生碰撞；f)生成的全局路径达到车道级精度；g)生成的全局路径满足交通规则规定的行驶要求；h)生成的全局路径满足车辆通行要求；i)生成的全局路径应平滑，避免急剧的转弯和加减速，以提高乘坐舒适性和降低能耗；j)生成全局路径的时间应不大于200ms。6.2行为决策功能要求行为决策应具备下列功能：a)配备任务路线、交通环境、交通法规、驾驶规则知识等相互关系的行为规则库；b)获取自车的位置、速度、方向、所在车道，位置定位精度不大于10cm；c)获取道路交通设施等固定障碍物的位置、三维尺寸(长、宽、高)等状态；d)获取行人、机动车、非机动车等道路交通参与者的位置、运动速度、运动方向、三维尺寸(长、宽、高)等状态；e)能够识别交通标志标线和遵守交通规则，包括交通信号、限速、让行、宜识别交警手势指令f)对当前道路环境状态进行逻辑推理，根据车辆状态、周围环境和预测分析，做出相应的安全决策，根据优先级设定、道路宽度、交通流量等考虑因素，做出合适的道路选择和行驶决策；g)加速、减速或保持速度等速度决策；h)应对紧急情况，在出现紧急情况下，能够实现应对，如紧急制动、避让等，以确保自车和周围道路交通参与者的安全；i)生成起步、车道保持、变道、转向、避障、制动等行为及持续时间的决策指令；j)生成行为决策指令的时间应不大于50ms。6.3局部路径规划功能要求局部路径规划应具备下列功能：a)符合车辆行驶安全性要求。规划的路径应确保车辆与场景中的静态障碍物不发生碰撞，应避免与动态障碍物碰撞；b)符合车辆行驶舒适性要求。应考虑到车辆的动力学特性和车身稳定性，汽车行驶的侧向加速度应不大于0.4g，生成的车辆轨迹平滑；c)设置稳定性、驾驶效率等优先条件，并建立最优路径评价函数；d)根据最优路径评价函数确定最优路径；e)生成行驶轨迹，且应生成每个轨迹点的速度和加速度；f)路径生成的轨迹中，相邻轨迹点的距离应不大于10cm；g)向线控底盘系统输出纵向运动控制、横向运动控制、闭环控制信号；h)生成路径的时间应不大于100ms。7测试的通用要求7.1测试环境要求如未表明特殊要求，所有测试均在下述条件下进行：a)无降雪、冰雹、扬尘等恶劣天气情况；4DB32/TXXXX—XXXXb)环境温度在-20℃~45℃之间；c)水平能见度不小于1km；d)测试场电磁环境不会对联网通信测试产生影响。7.2测试道路要求7.2.1道路应为封闭道路、半封闭道路或者开放式特定道路，道路应包含起步、车道保持、变道、转向、避障、制动等驾驶行为对应的测试场景，以支持行为决策和局部路径规划能力测试。7.2.2道路类型应为高速公路或者城市道路，路面为平坦且干燥的混凝土或沥青路面。7.2.3道路车道线标识状态良好，应符合GB5768.3的规定。7.2.4道路照明应符合CJJ45-2015中3.3.1和3.4.1的规定。7.2.5单车道路宽度宜不小于3.5m，双车道路宜不小于7m，应符合JTGB01-2019和JTGD20的规7.2.6道路路段为弯道时，应符合JTGB01-2019第4章的规定。7.2.7道路应涵盖车道变化的情况，包括变道、合流和分流等场景，以测试车辆的变道和并线能力。7.2.8道路应具有道路施工、路口堵塞、临时停车等场景路况，以验证车辆在遇到这些限制时的局部路径规划和行为决策能力。7.3车载系统要求7.3.1车载系统应具备卫星定位功能，定位精度应不大于10cm。7.3.2车载系统宜具备高精度地图导航功能，高精度坐标精度应不大于10cm。高精度的地图数据需包括道路拓扑、车道线、标志标牌、交通信号等。7.3.3车载系统应配备超声波雷达，且符合GB/T41484的规定。7.3.4车载系统应配备毫米波雷达，测距范围在0.5m~80m之间，测距精度±0.35m@5m，测速精度±0.14m/s，测角精度±0.5°@0°。7.3.5车载系统应配备车载摄像机，且符合QC/T1128的规定。7.3.6车载系统可配备激光雷达。7.3.7车载系统处理传感器数据、地图数据和车辆状态信息满足的要求6.1j),6.2j)和6.3h)的要求，并生成路径规划和决策结果。7.3.8车载系统应能与外部通信网络进行连接，与其他车辆、交通基础设施等进行实时通信，获取交通信息、路况信息等，并实现协同规划和决策。7.3.9车载系统的安全性和可靠性应符合GB/T20271-2006第4章的要求，能够防止黑客攻击、故障和意外情况，并保证系统的正常运行。7.3.10车载传感系统、路径规划及行为决策系统、线控底盘系统应自检无故障。8测试和评价8.1测试步骤智能网联汽车路径规划及行为决策能力应按下述步骤进行测试：a)车辆在起始位置，处于停车状态；b)按以下步骤开展全局路径规划：1)车辆获取自车初始位置；2)选择行驶终点、中间必经节点；3)选择路径长度最短、红绿灯路口最少、时间最短，或者能耗最少等优先条件；5DB32/TXXXX—XXXX4)车辆根据数字地图，计算满足优先条件的路径；5)生成一条全局规划路径。c)车辆根据全局规划路径，从起始位置启动，按照图1框架，不断开展行为决策、局部路径规划、底盘驱动和车辆行驶，直至到达终点。其中行为决策测试按以下步骤开展：1)获取车辆当前位置、速度、方向、所在车道等信息；2)通过车载环境感知设备，测量静态障碍物的位置和尺寸，分析碰撞风险；3)通过车载环境感知设备，感知动态障碍物的位置、尺寸、运动速度、运动方向，估算其未来的运动轨迹，分析潜在碰撞风险；4)通过车载环境感知设备，感知交通标志标线信息；5)根据全局路径规划任务需求，结合当前环境的静止障碍物位置和尺寸、动态障碍物运动趋势以及交通标志标线信息，确定车辆的下一步驾驶行为和持续时间。其中局部路径规划测试，按以下步骤开展：1)获取车辆当前位置；2)依据行为决策确定的驾驶行为及持续时间，计算子目的地位置；3)依据行为决策确定的驾驶行为，生成从当前位置到子目的地位置的无碰撞行驶轨迹，以及各轨迹点的速度、加速度和横向角速度。8.2性能评价8.2.1全局路径规划性能评价当同时满足下述条件时，全局路径规划被评估为通过：a）规划得到的全局路径应从起点开始，按照先后顺序依次经过所有中间必经点，最后到达终点；b）根据选择的优先条件，规划得到的全局路径长度、经过的红路灯路口数量、行驶时间、能耗与理想值相比，误差应不超过1%；c）规划得到的全局路径应确保车辆能够遵循交通规则，避免碰撞，并确保车辆行驶的平稳性。8.2.2行为决策和局部路径规划性能评价8.2.2.1基本要求行为决策和局部路径规划性能评价应符合以下要求：a）根据车辆在起步、车道保持、变道、转向、避障、制动等驾驶行为对应的测试场景中的测试效果，评价行为决策和局部路径规划的性能。b）所有测试均在测试车辆自动驾驶状态下完成，仅当车辆在所有测试场景、所有驾驶行为满足通过性条件，且全程与周围静、动态障碍物无碰撞，遵守交通规则和交通标志标线指示的交通法规，则认为行为决策和局部路径规划性能通过测试评价。8.2.2.2起步起步行为的示意图见图2，当同时满足下述条件时，起步的行为决策和局部路径规划被评估为通过：a)车辆起步启动时间不大于5s；b)车辆完成起步后，速度不小于10km/h；c)规划得到从车辆启动到完成起步的局部路径沿车道线方向，局部路径与所在车道中心线的偏移量按GB/T26773-2011之4.3.2的规定，最大偏移量不大于0.3m。6DB32/TXXXX—XXXX8.2.2.3车道保持车道保持的示意图见图3，当同时满足下述条件时，车道保持的行为决策和局部路径规划被评估为通过：a）车辆应沿直线以不小于20km/h速度行驶，且以稳定车速行驶；b）规划得到的局部路径沿车道线方向，局部路径与所在车道中心线的偏移量按GB/T26773-2011之4.3.2的规定，最大偏移量不大于0.3m；c）车辆在本车道内行驶，车轮不触轧道路边缘线。图3车道保持8.2.2.4变道变道分为向左变道和向右变道，示意图分别见图4和图5。当同时满足下述条件时，变道的行为决策和局部路径规划被评估为通过：a)车辆变道前，应沿直线以不大于当前道路限速的速度行驶；b)行驶路径不应连续变换两条或两条以上车道；c)行驶路径中的横向移动应连续完成，路径曲率不应有突变；d)变道过程中车辆的侧向加速度应不大于0.4g；e)应符合GB/T33577的要求，自车与前、后方车辆无碰撞。7DB32/TXXXX—XXXX图4向左变道图5向右变道8.2.2.5转向转向分为沿弯道转向、交叉路口左转、交叉路口右转三种方式，示意图分别见图6、图7和图8。当同时满足下述条件时，转向的行为决策和局部路径规划被评估为通过：a)转向时车速应不大于20km/h；b)侧向加速度应不大于0.4g；c)车辆沿弯道转向时，行驶路径与车道线方向保持一致，行驶路径与所在车道中心线的偏移量按按GB/T26773-2011之4.3.2的规定，最大偏移量不大于0.3m；d)车辆按照交叉路口左转或交叉路口右转方式转向时，行驶路