自動(dòng)駕駛安全第一。清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院李駿院士團(tuán)隊(duì)提出包含AI算法健康狀態(tài)在線檢測(cè)、ODD邊界在線檢測(cè)以及道路交通法規(guī)符合性在線監(jiān)測(cè)技術(shù)構(gòu)成的自動(dòng)駕駛車載預(yù)期功能安全防護(hù)系統(tǒng)。近日，團(tuán)隊(duì)王紅副研究員具體提出了道路交通法規(guī)數(shù)字化及符合人類駕駛員行為分布的合規(guī)性閾值選取新方法，在道路交通法規(guī)符合性在線監(jiān)測(cè)方面取得突破。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，道路交通法規(guī)作為人類總結(jié)的最成體系的駕駛經(jīng)驗(yàn)和安全駕駛底線，自動(dòng)駕駛遵循道路法規(guī)是其最基本安全要求。然而現(xiàn)有道路交通法規(guī)是面向人類駕駛員的自然語(yǔ)言法規(guī)，其天然的模糊性，尤其是部分條例的模糊表述，使得各自動(dòng)駕駛汽車企業(yè)對(duì)其理解不同，進(jìn)而導(dǎo)致自動(dòng)駕駛汽車的行為出現(xiàn)分歧。讓自動(dòng)駕駛汽車在各種情況下像人類駕駛員一樣遵循自然語(yǔ)言編寫的道路交通法規(guī)仍然是一個(gè)難題。

為解決這一問(wèn)題，李駿院士團(tuán)隊(duì)提出了自動(dòng)駕駛“合規(guī)性在線監(jiān)測(cè)”技術(shù)，該技術(shù)所構(gòu)建的系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，通過(guò)獲取自動(dòng)駕駛汽車行為信息來(lái)判斷車輛行為是否合規(guī)。該技術(shù)提出了一套道路交通法規(guī)數(shù)字化方式和基于觸發(fā)的分層合規(guī)性在線監(jiān)測(cè)架構(gòu)，該架構(gòu)通過(guò)設(shè)置觸發(fā)條件保證不同法規(guī)條例在恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行環(huán)境下觸發(fā)，并且方便擴(kuò)充及容納數(shù)字化后的不同地域駕駛經(jīng)驗(yàn)及規(guī)則；同時(shí)，還提出了“No Crash”和“No Change”的合規(guī)性模糊閾值選取準(zhǔn)則，通過(guò)數(shù)據(jù)集分析了人類駕駛員在面對(duì)模糊法規(guī)時(shí)的行為分布，并基于準(zhǔn)則選取了符合人類駕駛員行為的合規(guī)性閾值。

車輛合規(guī)性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

研究團(tuán)隊(duì)基于可用數(shù)據(jù)集，依據(jù)各交通法規(guī)條例涉及的約束、閾值及監(jiān)測(cè)類型選取了高速路與十字路典型條例為例，分析了包括“不得騎、軋車行道分界線或者在路肩上行駛”、“變更車道的機(jī)動(dòng)車不得影響相關(guān)車道內(nèi)行駛的機(jī)動(dòng)車的正常行駛”和“轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行”等涉及模糊閾值的條例，確定了包括最大允許壓線時(shí)間、換道時(shí)與前車的最小TTC（Time To Collision）、換道時(shí)與目標(biāo)車道后車的最小允許距離和左轉(zhuǎn)與直行車輛沖突時(shí)最小允許時(shí)間差等合規(guī)性閾值。

高速工況模糊閾值分析過(guò)程及結(jié)果

城市路口工況模糊閾值分析過(guò)程及結(jié)果

研究團(tuán)隊(duì)在仿真和實(shí)車測(cè)試過(guò)程中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證?；诖蠼囕d與吉林大學(xué)主導(dǎo)的AD4CHE數(shù)據(jù)集與清華大學(xué)主導(dǎo)的SIND數(shù)據(jù)集的驗(yàn)證表明該技術(shù)可以有效發(fā)現(xiàn)車輛違規(guī)行為；基于實(shí)車測(cè)試的結(jié)果表明該技術(shù)可與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)無(wú)縫集成，并能夠在保證實(shí)時(shí)性的情況下提供穩(wěn)定準(zhǔn)確的結(jié)果。這一技術(shù)突破是自動(dòng)駕駛汽車合規(guī)性數(shù)據(jù)閉環(huán)的重要一環(huán)，讓自動(dòng)駕駛汽車具備融入現(xiàn)有交通體系的可能。

合規(guī)性在線監(jiān)測(cè)實(shí)車測(cè)試結(jié)果

該技術(shù)在科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目中得到了成功應(yīng)用，部署于解放J7商用車進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證。研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步完善自動(dòng)駕駛合規(guī)性監(jiān)測(cè)方法，以滿足該技術(shù)在閉環(huán)測(cè)試與開環(huán)驗(yàn)證方面的覆蓋度與可靠性要求。

相關(guān)研究以“online legal driving behavior monitoring for self-driving vehicles”為題發(fā)表在《自然·通訊》（Nature Communications）上。清華大學(xué)車輛學(xué)院博士后于文浩為第一作者、來(lái)自北京理工大學(xué)的聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生趙成祥為共同第一作者，清華大學(xué)車輛學(xué)院王紅副研究員為本論文的通訊作者、重慶大學(xué)胡曉松教授為共同通訊作者，北京理工大學(xué)王偉達(dá)教授和美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)趙鼎教授在研究過(guò)程中給予大力支持。作者團(tuán)隊(duì)在本領(lǐng)域近幾年的研究還得到了公安部道路交通安全研究中心、大疆與吉林大學(xué)張玉新老師開源數(shù)據(jù)集的指導(dǎo)性建議與支持。本研究得到國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持。