Domena projektowania operacyjnego: granica automatyzacji
Domena projektowania operacyjnego, czyli ODD, to pełny zestaw warunków drogowych, geograficznych, prędkościowych, środowiskowych, ruchowych i innych, w których ma działać funkcja zautomatyzowanej jazdy. Bez tej granicy żadne twierdzenie o poziomie 2, 3 ani 4 nie ma znaczenia.
Co obejmuje ODD
ISO 34503 zawiera taksonomię służącą do definiowania ODD zautomatyzowanych systemów jazdy. Przydatny opis może obejmować:
- Geografię: kraj, miasto, obszar usług, geofencing lub zatwierdzoną sieć dróg.
- Strukturę drogi: autostradę, drogę o rozdzielonych jezdniach, ulicę miejską, stałą trasę, parking, pasy ruchu i typy skrzyżowań.
- Prędkość: obsługiwaną prędkość pojazdu i istotne warunki prędkości ruchu.
- Środowisko: deszcz, śnieg, mgłę, temperaturę, stan nawierzchni, światło dzienne i widoczność.
- Ruch: zatory, niechronionych uczestników ruchu, ruch z przeciwka lub ograniczenia dostępu.
- Infrastrukturę: oznakowanie poziome, znaki, bariery, strefy robót, tunele, bramki poboru opłat i założenia dotyczące łączności.
- Stan pojazdu: czystość czujników, stan opon, jakość lokalizacji i dostępne systemy awaryjne.
Lista zależy od funkcji. System do jazdy w korku na autostradzie i miejski robotaxi działają w innych warunkach i wymagają odmiennych definicji domeny.
Domena jest wielowymiarowa
Funkcja nie ma jednej prostej granicy zasięgu. Może być zatwierdzona na autostradzie, ale nie w strefie robót; w nocy, ale nie podczas ulewnego deszczu; poniżej określonej prędkości w płynnym ruchu, ale nie w nieruchomym korku; albo na zmapowanym obszarze, z wyjątkiem dróg z nierozwiązanymi zamknięciami.
Istotne pytanie brzmi, czy wszystkie wymagane warunki są spełnione jednocześnie. Pojazd może geograficznie znajdować się w swoim obszarze usług, a mimo to pozostawać poza ODD, ponieważ zmieniła się widoczność, stan drogi lub sprawność czujników.
Dlatego ODD należy opisywać za pomocą cech, które można zweryfikować, a nie zwrotów takich jak „większość dróg” czy „normalna pogoda”.
Trzy różne modele domeny
Poziom 2 dla konsumentów
Funkcja poziomu 2 może działać na rozległej sieci dróg. Człowiek monitoruje otoczenie i potrafi kompensować wiele ograniczeń, dlatego funkcja może zażądać natychmiastowej interwencji.
Szeroka dostępność nie czyni jej autonomiczną. Człowiek jest częścią koncepcji działania.
Produkcyjny poziom 3
Obecne funkcje poziomu 3 korzystają ze ściśle ograniczonych domen autostradowych. Ograniczenia mogą obejmować zatwierdzone kraje, rozdzielone jezdnie, prędkość, ruch z przodu, pogodę, oświetlenie, strefy robót i dostępność użytkownika gotowego do przejęcia kontroli.
Węższa domena zmniejsza różnorodność sytuacji, które musi obsłużyć zautomatyzowany system jazdy, i sprawia, że warunki przejścia są bardziej przewidywalne.
Usługa flotowa poziomu 4
Robotaxi może obyć się bez kierowcy w zmapowanym obszarze usług, ponieważ kompletny system operacyjny obejmuje więcej niż sam pojazd. Mapowanie, dyspozycja, utrzymanie floty, ładowanie, czyszczenie czujników, zdalne wsparcie, reagowanie na zdarzenia i lokalne procedury operacyjne wspierają domenę.
Rozszerzenie usługi poziomu 4 oznacza więc zweryfikowanie nowej domeny i działania w jej ramach. Skopiowanie tego samego oprogramowania do innego miasta nie wystarczy.
Wykrywanie i opuszczanie domeny
System musi wiedzieć, czy znajduje się w swoim ODD i czy zbliża się do jego granicy. Wymaga to aktualnych danych, a nie tylko współrzędnej na mapie.
Monitorowanie domeny może wykorzystywać klasyfikację drogi, pewność lokalizacji, prędkość, dane pogodowe, percepcję pokładową, jakość pasów, diagnostykę czujników i stan pojazdu. System potrzebuje marginesów, aby móc zareagować, zanim warunki staną się niebezpieczne.
Na poziomie 2 wyjście poza obsługiwane warunki oznacza, że kierowca musi odzyskać pełną kontrolę. Na poziomie 3 system może wezwać użytkownika gotowego do przejęcia kontroli i potrzebuje reakcji ograniczającej ryzyko, jeśli użytkownik tego nie zrobi. Na poziomie 4 musi osiągnąć stan minimalnego ryzyka bez polegania na kierowcy.
Stan minimalnego ryzyka zależy od kontekstu. Może oznaczać zatrzymanie w bezpiecznej zatoce, zjechanie na bok, dokończenie manewru z małą prędkością lub zatrzymanie na pasie, gdy nie ma bezpieczniejszego rozwiązania. „Bezpiecznego zatrzymania” nie należy traktować jako jednego uniwersalnego zachowania.
Geofencing to tylko jeden element
Geofencing oznacza granicę geograficzną. ODD ma szerszy zakres. Obejmuje także dynamiczne warunki, takie jak pogoda, widoczność, ruch i roboty drogowe.
Mapy HD mogą kodować geometrię pasów, zasady ruchu i oczekiwaną strukturę drogi, lecz mapy się starzeją. Roboty, zamknięcia i tymczasowe znaki mogą sprawić, że aktualna sytuacja różni się od zapisanej reprezentacji. Zautomatyzowany pojazd musi uzgadniać informacje z mapy z percepcją pokładową i aktualizacjami operacyjnymi.
Zdalne wsparcie może dostarczać informacji kontekstowych, gdy pojazd bez kierowcy napotka nietypową sytuację. Nie zmienia ono roli poziomu 4, jeśli osoba zdalna nie wykonuje stale zadania jazdy. Należy jasno rozróżnić zdalne wsparcie od zdalnego prowadzenia.
Jak porównywać domeny
Dla kupujących i decydentów zasięg domeny powinien być wyrażany jako zestaw warunków, a nie pojedyncza liczba zmapowanych kilometrów. Ilość dróg niewiele mówi o:
- tym, jak często funkcja jest faktycznie dostępna;
- działaniu w ciemności lub podczas opadów;
- obsługiwanych skrzyżowaniach, robotach drogowych i zmianach pasa;
- zakresie prędkości;
- postępowaniu przy zasłonięciu czujnika lub utracie lokalizacji; oraz
- tym, co dzieje się na granicy.
Najlepsza dokumentacja produktu pokazuje warunki dostępności i wyjścia przed zakupem oraz jednoznacznie podczas jazdy. Jeśli kierowca nie potrafi wyjaśnić, kiedy system się wyłączy, domena nie została przekazana wystarczająco jasno.