自动驾驶人机交互[四]：用户接管和主动干预

一、接管与干预

根据SAE J3016标准的定义，从L0级到L3级的驾驶自动化系统都要求人类驾驶员作为动态驾驶任务后援DDT fallback，在必要时可以接管驾驶控制。即使到了L4级自动驾驶，由于系统无法覆盖所有驾驶场景，因此在超出设计运行区域ODD时，人类驾驶员也需要接管驾驶控制。

图 1  人类驾驶员作为自动驾驶系统的“备胎”

接管的本质就是车辆驾驶控制权在“人”与“机”之间的转换问题，根据驾驶权转换的发起者和执行者不同，接管可分为由自动驾驶系统发起的被动接管和由用户发起的主动干预。

图 2  接管与干预

被动接管的准确定义为：当出现动态驾驶任务DDT相关的系统失效或车辆超出设计运行区域ODD范围时，由自动驾驶系统向用户发出接管请求，用户通过控制横纵向运动控制的方式予以响应。被动接管强调由自动驾驶系统发起，用户被动执行。

主动干预的准确定义为：用户在自动驾驶系统仍处于活动状态时，主动向横纵向运动控制装置提供输入，系统根据用户的输入是否达到阈值选择退出功能还是继续执行动态驾驶任务DDT。主动干预则强调由用户主动发起。

二、被动接管

1、被动接管基本要求

触发自动驾驶系统发出接管请求的事件可分为可预期事件和意外事件两类：由可预期事件触发的接管请求通常属于非紧急状况的驾驶权转换，系统应尽早向用户发出接管请求，以保证用户有足够的时间完成接管动作；由意外事件触发的接管请求通常属于紧急状况的驾驶权转换，一般难以保证用户有足够的接管时间。

图 3  请求接管

系统发出的接管请求信号应跟随请求时间逐步提升警告强度，例如从单纯视觉信号报警升级到视觉信号加声音信号报警，直至接管请求结束。

2、接管功能时序

当可预期事件触发了非紧急状况下的被动接管时，自动驾驶系统应继续运行。如果用户在一段时间后仍未及时恢复对车辆的控制，自动驾驶系统应能进入最小风险控制MRM，可通过逐步降低车速，确保车辆在可预期事件发生前刹停。

下图3、图4分别展示了用户成功接管及用户未接管，系统进入最小风险控制MRM的两种情况下的被动接管功能时序图。

图 4  可预期事件触发被动接管：用户成功接管

图 5  可预期事件触发被动接管：用户未接管，系统进入最小风险控制MRM

三、主动干预

自动驾驶系统可允许有多种主动干预实现方式，例如用户可通过操控制动踏板、加速踏板、驻车制动开关、转向灯开关、危险警报灯开关等不同方式实施主动干预。

而根据用户采用的干预方式，自动驾驶系统可实现可逆干预和不可逆干预两种响应：

• 不可逆干预：用户实施不可逆干预后，自动驾驶系统退出；

• 可逆干预：用户可选择只干预一部分动态驾驶任务，自动驾驶系统仍可执行剩余部分的动态驾驶任务，当用户干预撤出后，自动驾驶系统可恢复执行所有动态控制任务。

自动驾驶系统的报警类功能和运动控制类功能对用户干预的响应策略可分为以下三类：

• 对于报警类的驾驶辅助功能，主动干预可作为系统报警的抑制条件，如制动操作可抑制碰撞报警FCW、转向灯操作可抑制车道偏离预警LDW等；

对于运动控制类功能，当用户干预和系统请求冲突时

• L3级及以下的系统优先响应用户请求；

• L3级以上的系统应首先保证车辆运行安全，在此前提下再响应用户请求。