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自动驾驶中的数据记录方案
2020-10-24 09:23   作者:   来源:焉知自动驾驶    推荐人:脱祥亮   浏览:114   我要评论

       数据记录作为自动驾驶中的一种非实时的记录方式,只有在自动驾驶激活时才能打开记录激活控制程序,记录信息包含视频和数据等信息。一般的较为直观的记录方式与行车记录仪一样是采集的视频信息。与行车记录仪记录的视频信息通常针对前方环境有所不同,自动驾驶中采集的视频信息包括实际检测到的前方路面视频、周边环视视频以及后方视频等。这种记录方式都是直接采集车辆视觉传感器(如前视摄像头、环视摄像头、后视摄像头等)直接发送的数据进行存储的。

       从视觉层面的算法来看是一个切入点,但对于整个判断环境而言,需要除视觉以外的信息来评估和探测整个决策的合理性。因此,对车辆的数据记录也是比较重要的。数据信息的记录包括车辆基本数据、自动驾驶控制状态、执行器状态、环境数据、车辆通信数据等。这种记录方式则是通过自动驾驶系统控制器及执行控制器来进行记录的。

自动驾驶数据记录主要服务于两种场景模式:

1)全自动泊车系统AVP;
2)高速代驾系统HWP与低速拥堵工况驾驶TJP;

3)主动安全系统AEB触发;

       一般地,数据记录系统的启动开始于自动驾驶系统功能开启之时,不一定是激活状态,当本地存储空间充足时,利用本地存储空间进行存储,当本地存储空间不足时,告知后台启动无线网络存储要求在网络空闲时可将记录的数据上传到制定云端,同时支持收到远程发送的请求后上传(每类事件每次数据单独区分),便于及时读取、分析。数据上传可由HU通过TBOX或控制器自行上传。数据记录的具体操作过程如下,当车辆上电时,数据记录系统进行自检及初始化,无故障时则发送相关的信息给自动驾驶系统,系统接收到该状态后在驾驶员操作下可以启动激活功能,此时数据记录系统进入可激活待机状态。

数据记录开始时有两种典型的触发方式:

      1)当L3级自动驾驶系统正常工作时,发送相应的功能标志位给数据记录系统,自动驾驶系统功能状态标志包括激活、退出、超越、接管以及紧急制动等,随后数据记录系统随时进行监控,并根据相关数据信号信息(如下图一般在驾驶进入Active、退出Exit、超越Override、接管请求TakeOver时)发起记录过程。

       其中自动驾驶控制器发出的记录请求包括:请求标志位及计数信息:其中泊车系统AVP与行车系统HWP需要分开记录;请求的具体事件:如AEB事件、驾驶员疲劳状态;请求的事件地点:HWP/TJP为道路名称或编号、代客泊车AVP为停车场名称或编号

       一般的,L3自动驾驶会针对记录事件2(驾驶员超越)以及记录事件3(系统立即接管请求)进行记录。若期间系统检测到驾驶员存在误操作及疲劳等状态时,还需要激活相应的的视频记录系统进行相应的视频记录。此外,如果高精地图或系统传感器显示环境恶劣,如大雨大雾等天气时,同时也要进行视频记录。对于视频记录而言可采用分布式记录方式进行,如前视摄像头探测的视频信息可由DVR进行同步记录与存储;对于驾驶员状态监控系统DMS则可由网关进行同步记录入总线数据;测视或后视摄像头数据则可直接由全景系统AVM进行记录存储。而针对紧急记录事件如AEB时,则是直接采集AEB激活信号进行记录,同时考虑到网络传输故障,也可以对可能产生碰撞的关联系统指示信息进行记录,比如急剧变化的减速度、安全气囊点爆信号等。

       这里要注意,当数据记录系统有故障时,则需要将故障状态发送给L3级系统知晓,为了规避无数据记录驾驶车辆的情况,系统此时将不能进入自动驾驶激活状态。此外,以上发出的各个状态都要对应的做时间同步存储操作。

        2)当L3工作异常时,自动驾驶控制器状态进入failure,各个记录终端自动开始记录,记录内容一般包括当前时间节点前一定时间(一般设置为20s)内系统相关内容状态,此时从触发记录开始计时,当触发时间大于一定值如10s后系统仍旧不能恢复,则退出此次记录过程,并将数据上传至后台。



       如上两种情况有可能有交叉,比如TJP/HWP正常工作时,系统检测到记录事件发出数据记录请求,但是期间数据记录系统检测到L3系统异常,则数据记录终端应保持继续记录前一个异常事件,同时等记录完成后判断当前系统状态是否恢复正常,若未恢复则从此时开始向前瞬移一定时间进行系统状态记录,同时向后顺延一定时间结束记录过程。当触发多个事件记录时,则需要按照事件触发的时间先后及紧急状态自动进行归类存储。数据记录记录过程完成后,需要针对系统存储空间进行上传存储。其上传过程包括存储检测与上传确认。

       本地存储空间检测,当检测到DVR、GW、AVM即将存储满时,则发出相应的提示信息(该提示信息应该是在还有一定剩余存储的情况下就发出来比如内存还剩余1/10,以避免出现来不及处理及时发送过来的数据导致数据丢失)。自动驾驶数据与TBox建立通信将相应的记录数据上传至TBox,当TBox也存储满时,则进行实际状态转发,并将相应的数据通过TSP上传到云端。DVR、网关、AVM上传时需要支持断点续传,无论是由于电源断电IGOFF还是网络卡顿、中断等,需要保留数据断点信息,以便在系统电力或网络恢复后,重新接续上传。同时,本地数据上传完成后,需要定时删除以保持相对应的容量。由于最终记录的数据会上传至云端,其存在一定的数据泄密风险,因此需要对公司私有云的信息进行安全保护,可以采用多重加密算法进行数据加密。同时所记录数据,可作为法律意义上的证据,必要时候可用于作证。记录数据的读取方式可通过发送诊断请求形式,通过诊断口或专用接口读取所记录的数据。

      由于自动驾驶在处理其运行边界的过程中往往需要驾驶员的介入,而这一人机共驾过程在某种程度上涉及到伦理问题,即当出现驾驶事故过程后如何界定驾驶员还是系统失误造成的结果,需要有个清晰的记录和回放过程,在测试验证乃至后续路试的过程中,出现的每个事都可以在一定范围内回溯。由此本文详述了相关的自动驾驶系统数据记录原理及方法,实际开发过程中需要更多的考虑数据记录的方法优化及响应能力过程,当前已经将数据记录是否能够完整完善作为开发自动驾驶系统必由之路。

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