馬蓉 張康康

摘 要：為自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸墉h(huán)節(jié)做出指導(dǎo)性的建議，從自動(dòng)駕駛接管的影響因素和自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸芸?jī)效進(jìn)行系統(tǒng)梳理，總結(jié)主要研究?jī)?nèi)容和方法，并展望其未來(lái)研究趨勢(shì)。總結(jié)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究缺少一套針對(duì)駕駛員在不同復(fù)雜度的交通環(huán)境下駕駛?cè)诵袨闇?zhǔn)則，今后對(duì)于自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸芴卣鞯难芯磕康木褪窃谇宄{駛?cè)擞心男┬袨楹髮?duì)自動(dòng)駕駛安全接管設(shè)計(jì)提供理論支持。

關(guān)鍵字：自動(dòng)駕駛;接管績(jī)效;接管影響因素

Abstract： This paper makes guidance Suggestions for autopilot take-over， systematically sorts out the influencing factors of autopilot take-over and autopilot driver take-over performance， summarizes the main research contents and methods， and looks forward to its future research trend. It is concluded that there is a lack of a code of conduct for drivers in traffic environments with different complexity in the existing research， and the purpose of future research on the characteristics of autopilot take-over is to provide theoretical support for the design of autopilot safety take-over after knowing the driver's behaviors.

Keywords： Autonomous driving; Takeover performance; Takeover influence factor

前言

目前，智能化水平不斷提高已經(jīng)成為汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)，車(chē)輛以縱向和橫向接管車(chē)輛控制來(lái)加大力度開(kāi)發(fā)有條件的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。根據(jù)國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）2014年的規(guī)定[1]，駕駛員不再需要持續(xù)監(jiān)測(cè)駕駛環(huán)境，因此能夠從事與駕駛無(wú)關(guān)的工作。若實(shí)際駕駛場(chǎng)景需要駕駛?cè)藖?lái)處理復(fù)雜的情況時(shí)，駕駛?cè)藨?yīng)該時(shí)刻準(zhǔn)備好及時(shí)接管車(chē)輛，避免危險(xiǎn)發(fā)生。

由于自動(dòng)駕駛狀態(tài)在未來(lái)是長(zhǎng)期存在的，正是這一方面刺激了近幾年對(duì)駕駛員接管的研究。主要包含在探究影響自動(dòng)駕駛接管的因素的基礎(chǔ)上，對(duì)接管績(jī)效進(jìn)行衡量，并對(duì)自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸苄袨橼厔?shì)提出意見(jiàn)和建議。本文集中論述現(xiàn)有成果，為自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸苎芯刻峁┮罁?jù)和參考。

1 自動(dòng)駕駛接管相關(guān)概念

根據(jù)美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）制定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[1]（見(jiàn)表1），從本質(zhì)上講，駕駛這種高度自動(dòng)化的汽車(chē)改變了駕駛員的角色，從一個(gè)操作員變成了一個(gè)系統(tǒng)管理員。盡管智能駕駛技術(shù)落實(shí)在車(chē)輛的趨勢(shì)勢(shì)不可擋，但在L2以上的無(wú)人駕駛汽車(chē)普及之前，還需要多年的研發(fā)和測(cè)試。所以，在未來(lái)長(zhǎng)期存在的自動(dòng)駕駛情況下，自動(dòng)駕駛車(chē)輛行駛狀況仍需駕駛?cè)吮O(jiān)督以便能夠及時(shí)做出干預(yù)車(chē)輛的行為，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。

2 自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸艿挠绊懸蛩?/p>

相關(guān)學(xué)者利用場(chǎng)景虛擬測(cè)試方法探索影響自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸艿囊蛩兀?shí)驗(yàn)確定各種因素對(duì)于接管績(jī)效的影響。

2.1 駕駛?cè)舜稳蝿?wù)

SAE規(guī)定的3級(jí)以上自動(dòng)車(chē)輛中，駕駛員允許參與非駕駛相關(guān)任務(wù)。Zeeb等[2]通過(guò)模擬駕駛?cè)舜稳蝿?wù)（寫(xiě)郵件、讀新聞、看視頻）接管車(chē)輛的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)得到的接管操作結(jié)果，分析得到駕駛?cè)诉M(jìn)行和駕駛無(wú)關(guān)的肢體動(dòng)作對(duì)自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸芊磻?yīng)時(shí)間沒(méi)有影響，但接管質(zhì)量會(huì)因?yàn)轳{駛分心而大大減弱。魯光泉等[3]則沒(méi)有選擇具體的行為，重點(diǎn)研究的是簡(jiǎn)單和復(fù)雜的視覺(jué)任務(wù)對(duì)于接管績(jī)效的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有次任務(wù)是會(huì)增加駕駛員的接管時(shí)間，但是沒(méi)有從不同復(fù)雜度的視覺(jué)次任務(wù)對(duì)于接管時(shí)間中發(fā)現(xiàn)不同。

2.2 請(qǐng)求接管時(shí)間和方式

自動(dòng)駕駛的車(chē)輛發(fā)出請(qǐng)求接管的時(shí)間和方式對(duì)駕駛?cè)私庸芤彩怯斜容^明顯的影響的。

鈕建偉等[4]在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)嗽诘玫较到y(tǒng)請(qǐng)求接管信號(hào)后，存在兩種接管切換方式，第一種切換是立刻接管，第二種是在得到信號(hào)并且直到看到有危險(xiǎn)情況時(shí)才進(jìn)行接管車(chē)輛。并且研究發(fā)現(xiàn)不同的駕駛次任務(wù)對(duì)于這兩種切換方式都有著比較明顯的影響，但是二者的因果關(guān)系還不明晰，需要深一步分析研究。Gold等[5]發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)接管請(qǐng)求時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)于駕駛?cè)诉M(jìn)行決策和反應(yīng)有明顯的影響作用，請(qǐng)求時(shí)間越短，駕駛?cè)朔磻?yīng)時(shí)間越短，但接管質(zhì)量更差。

2.3 其他影響因素

駕駛員年齡與性別、自動(dòng)駕駛車(chē)輛自動(dòng)化程度、交通復(fù)雜度也是近些年研究的內(nèi)容。Korbe等[6]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同年齡的駕駛?cè)嗽诮庸茏詣?dòng)駕駛車(chē)輛時(shí)的接管效果無(wú)明顯差異。Strand等[7]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)越智能的自動(dòng)駕駛車(chē)輛在行駛時(shí)駕駛?cè)嗽讲蝗菀捉庸?，接管?jī)效水平降低。Radlmay等[8]分析得到在低密度交通流下駕駛?cè)说慕庸懿僮鞲鼮榉潘?，而視覺(jué)和N-back次任務(wù)對(duì)駕駛接管質(zhì)量的影響無(wú)顯著差異。

3 自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸芸?jī)效

現(xiàn)在關(guān)于接管績(jī)效的評(píng)價(jià)方法主要為兩類，一類是駕駛?cè)说闹饔^評(píng)價(jià)，在接管實(shí)驗(yàn)完成后由駕駛?cè)藦耐瓿傻碾y易程度等方面對(duì)駕駛完成度進(jìn)行接管績(jī)效評(píng)價(jià)。另一類是針對(duì)駕駛?cè)嗽诮庸茏詣?dòng)駕駛車(chē)輛時(shí)的客觀指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 反應(yīng)時(shí)間

Ruscio，D等[9]對(duì)接管請(qǐng)求反應(yīng)分為感知過(guò)程、心理處理過(guò)程和動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行過(guò)程。魯光泉等[3]將反應(yīng)時(shí)間分為接管反應(yīng)時(shí)間、制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間、轉(zhuǎn)向反應(yīng)時(shí)間。其中Damb?ck， D等[10]定義接管反應(yīng)時(shí)間又包含發(fā)出接管請(qǐng)求后眼睛在道路上的時(shí)間、手控轉(zhuǎn)向時(shí)間、第一反應(yīng)時(shí)間。

3.2 車(chē)輛行駛狀態(tài)

鈕建偉等[4]在劃分車(chē)輛接管時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，利用橫向控制和縱向控制分別對(duì)接管績(jī)效做出評(píng)價(jià)，前者數(shù)據(jù)包含接管時(shí)車(chē)輛橫向位置的標(biāo)準(zhǔn)差和轉(zhuǎn)向控制的標(biāo)準(zhǔn)差。學(xué)者利用標(biāo)準(zhǔn)差代替平均值的優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)差更能反映駕駛?cè)朔€(wěn)定控制車(chē)輛橫向位置的能力。縱向控制包括對(duì)速度的控制和車(chē)頭間距的控制。同時(shí)，有學(xué)者指出自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸苓^(guò)程碰撞率也可以作為評(píng)價(jià)接管績(jī)效的指標(biāo)。

3.3 駕駛?cè)搜蹌?dòng)特征

通過(guò)對(duì)駕駛?cè)嗽诮庸苘?chē)輛時(shí)的眼動(dòng)特征可以對(duì)自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸芸?jī)效研究做出起到補(bǔ)充作用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究表明，眼動(dòng)行為是反映駕駛?cè)俗⒁饬Ψ峙渥钣行У姆绞?。Zeeb等[2]根據(jù)研究駕駛?cè)俗⒁曅袨榈慕Y(jié)果，統(tǒng)計(jì)劃分的每個(gè)注視區(qū)域的平均注視頻率、掃視持續(xù)時(shí)間、平均總掃視持續(xù)時(shí)間，按照高、中、低風(fēng)險(xiǎn)駕駛?cè)后w分析得到，低風(fēng)險(xiǎn)駕駛?cè)说慕庸苤苿?dòng)時(shí)間是最短的，但是總體的接管時(shí)間是沒(méi)有明顯差別的。

4 結(jié)論

未來(lái)關(guān)于自動(dòng)駕駛接管研究應(yīng)該在確定有代表性的接管次任務(wù)的基礎(chǔ)上完善一套針對(duì)駕駛員在不同復(fù)雜度的交通環(huán)境下駕駛?cè)说男袨闇?zhǔn)則，故今后對(duì)于自動(dòng)駕駛駕駛?cè)私庸芴卣鞯难芯磕康木褪窃谇宄{駛?cè)擞心男┬袨楹髮?duì)自動(dòng)駕駛安全接管設(shè)計(jì)提供理論支持。

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