Operational design domain: automaation rajat
Operational design domain eli ODD-toiminta-alue on niiden tie-, maantieteellisten, nopeus-, ympäristö-, liikenne- ja muiden olosuhteiden kokonaisuus, joissa automatisoitu ajotoiminto on suunniteltu toimimaan. Tasoja 2, 3 tai 4 koskevat väitteet eivät ole mielekkäitä ilman tätä rajausta.
Mitä ODD sisältää
ISO 34503 tarjoaa luokittelun automatisoitujen ajojärjestelmien ODD:n määrittelyyn. Hyödyllinen kuvaus voi sisältää:
- Maantiede: maa, kaupunki, palvelualue, georaja tai hyväksytty tieverkko.
- Tierakenne: moottoritie, ajoradoiltaan erotettu tie, kaupunkikatu, kiinteä reitti, pysäköintialue, kaistat ja risteystyypit.
- Nopeus: tuettu ajoneuvon nopeus ja olennaiset liikenteen nopeusolosuhteet.
- Ympäristö: sade, lumi, sumu, lämpötila, tienpinnan tila, päivänvalo ja näkyvyys.
- Liikenne: ruuhka, suojattomat tienkäyttäjät, vastaantuleva liikenne tai kulkurajoitukset.
- Infrastruktuuri: kaistamerkinnät, liikennemerkit, esteet, työmaat, tunnelit, tietullit ja tietoliikenneyhteyksiä koskevat oletukset.
- Ajoneuvon tila: anturien puhtaus, renkaiden kunto, paikannuksen laatu ja käytettävissä olevat varajärjestelmät.
Luettelo riippuu toiminnosta. Moottoritien ruuhkajärjestelmä ja kaupunkirobotaksi kohtaavat erilaisia olosuhteita ja tarvitsevat erilaiset toiminta-alueen määritelmät.
Toiminta-alue on moniulotteinen
Toiminnolla ei ole yhtä yksinkertaista käyttöalueen rajaa. Se voi olla hyväksytty moottoritiellä mutta ei työmaan läpi; yöllä mutta ei rankkasateessa; tietyn nopeuden alapuolella liikkuvassa liikenteessä mutta ei paikallaan olevassa jonossa; tai kartoitetulla alueella lukuun ottamatta teitä, joilla on selvittämättömiä sulkuja.
Olennainen kysymys on, täyttyvätkö kaikki vaaditut ehdot samanaikaisesti. Ajoneuvo voi sijaita maantieteellisesti palvelualueellaan mutta silti olla ODD:n ulkopuolella, koska näkyvyys, tien tila tai anturien toiminta on muuttunut.
Siksi ODD tulisi kuvata testattavilla ominaisuuksilla eikä ilmaisuilla kuten ”useimmat tiet” tai ”normaali sää”.
Kolme erilaista toiminta-aluemallia
Kuluttajien taso 2
Tason 2 toimintoa voidaan käyttää laajalla tieverkolla. Ihminen valvoo ympäristöä ja pystyy kompensoimaan monia rajoituksia, joten toiminto voi pyytää välitöntä puuttumista.
Laaja saatavuus ei tee siitä autonomista. Ihminen on osa toimintakonseptia.
Tuotantoautojen taso 3
Nykyiset tason 3 toiminnot käyttävät tarkasti rajattuja moottoritiealueita. Rajoituksia voivat olla hyväksytyt maat, erotetut ajoradat, nopeus, edellä kulkeva liikenne, sää, valaistus, työmaat ja ajamiseen valmiin varakäyttäjän saatavuus.
Suppeampi toiminta-alue vähentää automatisoidun ajojärjestelmän käsittelemien tilanteiden kirjoa ja tekee siirtymäehdoista ennakoitavampia.
Tason 4 kalustopalvelu
Robotaksi voi toimia ilman ihmiskuljettajaa kartoitetulla palvelualueella, koska koko käyttöjärjestelmä sisältää muutakin kuin ajoneuvon. Kartoitus, ajojärjestely, kaluston huolto, lataus, anturien puhdistus, etätuki, poikkeamatilanteisiin vastaaminen ja paikalliset toimintamenettelyt tukevat toiminta-aluetta.
Tason 4 palvelun laajentaminen tarkoittaa siis uuden toiminta-alueen ja sen toimintojen validointia. Saman ohjelmiston kopioiminen toiseen kaupunkiin ei riitä.
Toiminta-alueen tunnistaminen ja poistuminen
Järjestelmän on tiedettävä, onko se ODD:n sisällä ja lähestyykö se rajaa. Tämä edellyttää ajantasaisia tietoja, ei vain karttakoordinaattia.
Toiminta-alueen valvonta voi käyttää tieluokitusta, paikannuksen luotettavuutta, nopeutta, säätietoja, ajoneuvon omaa havainnointia, kaistojen laatua, anturidiagnostiikkaa ja ajoneuvon kuntoa. Järjestelmä tarvitsee turvamarginaaleja, jotta se voi reagoida ennen olosuhteen muuttumista vaaralliseksi.
Tasolla 2 tuetuista olosuhteista poistuminen tarkoittaa, että kuljettajan on otettava täysi hallinta takaisin. Tasolla 3 järjestelmä voi pyytää ajamiseen valmista varakäyttäjää puuttumaan ja tarvitsee riskiä vähentävän toimenpiteen, jos käyttäjä ei reagoi. Tasolla 4 sen on saavutettava vähimmäisriskitila kuljettajasta riippumatta.
Vähimmäisriskitila riippuu tilanteesta. Se voi tarkoittaa pysähtymistä turvalliseen suojapaikkaan, tien sivuun siirtymistä, hitaan ajoliikkeen suorittamista loppuun tai pysähtymistä kaistalle, jos turvallisempaa vaihtoehtoa ei ole. ”Turvallista pysähdystä” ei pidä käsitellä yhtenä yleispätevänä toimintatapana.
Georaja on vain yksi osa
Georaja on maantieteellinen raja. ODD on laajempi. Siihen kuuluvat myös dynaamiset olosuhteet, kuten sää, näkyvyys, liikenne ja tietyöt.
HD-karttoihin voidaan tallentaa kaistageometria, liikenteenohjaus ja odotettu tierakenne, mutta kartat vanhenevat. Työmaat, sulut ja tilapäiset merkit voivat tehdä ajantasaisesta tilanteesta erilaisen kuin tallennettu esitys. Automatisoidun ajoneuvon on sovitettava karttatiedot yhteen ajoneuvon oman havainnoinnin ja toiminnallisten päivitysten kanssa.
Etätuki voi antaa tilannetietoa, kun kuljettajaton ajoneuvo kohtaa epätavallisen tilanteen. Se ei muuta tason 4 roolia, jos etähenkilö ei jatkuvasti suorita ajotehtävää. Etätuen ja etäajamisen ero on ilmaistava selvästi.
Toiminta-alueiden vertailu
Ostajille ja päättäjille toiminta-alueen kattavuus tulisi ilmaista ehtoina eikä yhtenä kartoitettujen kilometrien lukuna. Teiden määrä kertoo vähän:
- kuinka usein toiminto on todella käytettävissä;
- toimiiko se pimeässä tai sateessa;
- mitä risteyksiä, tietöitä ja kaistanvaihtoja se tukee;
- mikä sen nopeusalue on;
- miten se käsittelee anturien peittymisen tai paikannuksen menetyksen; ja
- mitä rajalla tapahtuu.
Paras tuotedokumentaatio tekee saatavuus- ja poistumisehdot näkyviksi ennen ostamista ja yksiselitteisiksi ajon aikana. Jos kuljettaja ei osaa selittää, milloin järjestelmä kytkeytyy pois käytöstä, toiminta-aluetta ei ole viestitty riittävän hyvin.