Operasjonelt designdomene: automatiseringens grense
Et operasjonelt designdomene, eller ODD, er det komplette settet av vei-, geografiske, hastighets-, miljø-, trafikk- og andre forhold som en automatisert kjørefunksjon er utviklet for å fungere under. Ingen påstand om nivå 2, nivå 3 eller nivå 4 er meningsfull uten denne avgrensningen.
Hva et ODD inneholder
ISO 34503 gir en taksonomi for å definere et ODD for automatiserte kjøresystemer. En nyttig beskrivelse kan omfatte:
- Geografi: land, by, tjenesteområde, geogjerde eller godkjent veinett.
- Veistruktur: motorvei, vei med atskilte kjørebaner, bygate, fast rute, parkeringsanlegg, kjørefelt og typer kryss.
- Hastighet: støttet kjøretøyhastighet og relevante forhold for trafikkhastighet.
- Miljø: regn, snø, tåke, temperatur, veidekkets tilstand, dagslys og sikt.
- Trafikk: kø, sårbare trafikanter, møtende trafikk eller adgangsbegrensninger.
- Infrastruktur: veimerking, skilt, barrierer, veiarbeid, tunneler, bomstasjoner og forutsetninger om tilkobling.
- Kjøretøyets tilstand: rene sensorer, dekkenes tilstand, lokaliseringskvalitet og tilgjengelige reservesystemer.
Listen er funksjonsspesifikk. Et motorveisystem for køkjøring og en robotaxi i byen møter ulike forhold og trenger forskjellige domenedefinisjoner.
Domenet er flerdimensjonalt
En funksjon har ikke én enkel rekkeviddegrense. Den kan være godkjent på en motorvei, men ikke gjennom et veiarbeid; om natten, men ikke i kraftig regn; under en bestemt hastighet i flytende trafikk, men ikke i en stillestående kø; eller i et kartlagt område bortsett fra veier med uavklarte stengninger.
Det relevante spørsmålet er om alle nødvendige betingelser er oppfylt samtidig. Et kjøretøy kan geografisk befinne seg innenfor tjenesteområdet og likevel være utenfor sitt ODD fordi sikten, veiforholdene eller sensorenes funksjon har endret seg.
Derfor bør et ODD beskrives med egenskaper som kan testes, fremfor formuleringer som «de fleste veier» eller «normalt vær».
Tre forskjellige domenemønstre
Nivå 2 for forbrukere
En nivå 2-funksjon kan brukes på et omfattende veinett. Mennesket overvåker omgivelsene og kan kompensere for mange begrensninger, slik at funksjonen kan be om umiddelbar inngripen.
Den brede tilgjengeligheten gjør den ikke autonom. Mennesket er en del av driftskonseptet.
Nivå 3 i serieproduksjon
Dagens nivå 3-funksjoner bruker strengt avgrensede motorveidomener. Begrensningene kan omfatte godkjente land, atskilte kjørebaner, hastighet, trafikk foran, vær, belysning, veiarbeid og tilgjengeligheten til en bruker som er klar til å overta.
Det snevrere domenet reduserer variasjonen av situasjoner som det automatiserte kjøresystemet må håndtere, og gjør overgangsbetingelsene mer forutsigbare.
Nivå 4-flåtetjeneste
En robotaxi kan kjøre uten menneskelig fører innenfor et kartlagt tjenesteområde fordi det komplette driftssystemet omfatter mer enn kjøretøyet. Kartlegging, disponering, flåtevedlikehold, lading, rengjøring av sensorer, fjernassistanse, hendelseshåndtering og lokale driftsprosedyrer støtter domenet.
Å utvide en nivå 4-tjeneste betyr derfor at et nytt domene og driften der må valideres. Det er ikke nok å kopiere den samme programvaren til en annen by.
Registrering og forlatelse av domenet
Systemet må vite om det befinner seg innenfor sitt ODD, og om en grense nærmer seg. Det krever aktuelle data, ikke bare en kartkoordinat.
Domeneovervåking kan bruke veiklassifisering, tillit til lokaliseringen, hastighet, værdata, kjøretøyets egen persepsjon, kjørefeltkvalitet, sensordiagnostikk og kjøretøyets tilstand. Systemet trenger marginer slik at det kan reagere før en tilstand blir utrygg.
På nivå 2 betyr det å forlate de støttede forholdene at føreren må gjenoppta full kontroll. På nivå 3 kan systemet be den overtakelsesklare brukeren om å gripe inn og trenger en risikoreduserende reaksjon hvis brukeren ikke gjør det. På nivå 4 må det oppnå en tilstand med minimal risiko uten å være avhengig av en fører.
En tilstand med minimal risiko avhenger av sammenhengen. Det kan bety å stanse på et trygt sted, kjøre til siden, fullføre en manøver ved lav hastighet eller stanse i kjørefeltet når det ikke finnes et sikrere alternativ. «Trygg stans» bør ikke betraktes som én universell atferd.
Geogjerde er bare én del
Et geogjerde er en geografisk grense. Et ODD er bredere. Det omfatter også dynamiske forhold som vær, sikt, trafikk og veiarbeid.
HD-kart kan lagre kjørefeltgeometri, trafikkregulering og forventet veistruktur, men kart blir utdaterte. Veiarbeid, stengninger og midlertidige skilt kan gjøre den aktuelle situasjonen annerledes enn den lagrede fremstillingen. Et automatisert kjøretøy må avstemme kartinformasjonen med kjøretøyets egen persepsjon og driftsoppdateringer.
Fjernassistanse kan gi kontekstuell informasjon når et førerløst kjøretøy møter en uvanlig situasjon. Det endrer ikke nivå 4-rollen hvis personen på avstand ikke kontinuerlig utfører kjøreoppgaven. Forskjellen mellom fjernassistanse og fjernkjøring bør være tydelig.
Slik sammenlignes domener
For kjøpere og beslutningstakere bør domenedekning uttrykkes som betingelser, ikke som ett antall kartlagte kilometer. Mengden vei sier lite om:
- hvor ofte funksjonen faktisk er tilgjengelig;
- om den fungerer i mørke eller nedbør;
- hvilke kryss, veiarbeid og filskift den støtter;
- hastighetsområdet;
- hvordan den håndterer blokkerte sensorer eller tap av lokalisering; og
- hva som skjer ved grensen.
Den beste produktdokumentasjonen gjør betingelsene for tilgjengelighet og avslutning synlige før kjøp og entydige under kjøring. Hvis føreren ikke kan forklare når systemet kobler ut, er ikke domenet kommunisert godt nok.