自動駕駛汽車直行時遇到左轉(zhuǎn)汽車應(yīng)該如何行駛?
當(dāng)自動駕駛汽車在道路上直行時,如果前方或鄰道的車輛正準(zhǔn)備左轉(zhuǎn),系統(tǒng)必須在復(fù)雜的交通情境中快速、準(zhǔn)確地做出判斷。這不僅關(guān)乎行車安全,更是對自動駕駛系統(tǒng)感知、決策、預(yù)測與控制等多個模塊協(xié)同能力的全面考驗(yàn)。在很多博主的測試視頻中,我們都能看到這一項測試,那作為自動駕駛汽車,在遇到這類情況時,應(yīng)該如何處理?
其實(shí)在日常交通中,直行車輛和左轉(zhuǎn)車輛的沖突情境極為常見。這種沖突可能發(fā)生在無信號交叉口、有信號但未設(shè)保護(hù)性左轉(zhuǎn)燈的路口,或者是對向來車的場景下。對于人類駕駛員而言,通過經(jīng)驗(yàn)和視覺判斷就可以輕松應(yīng)對,但對于自動駕駛系統(tǒng)而言,這是一系列高度自動化、數(shù)據(jù)驅(qū)動、算法決策的過程。系統(tǒng)需要準(zhǔn)確識別左轉(zhuǎn)車輛的位置、意圖及動態(tài)狀態(tài),這就要依賴多模態(tài)感知融合技術(shù),其中包括激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)以及高清地圖的協(xié)同工作。尤其是在視距受限或視野遮擋的條件下,系統(tǒng)如何做到穩(wěn)定識別,更是一項核心挑戰(zhàn)。
為了能夠準(zhǔn)確識別車輛在左轉(zhuǎn),自動駕駛系統(tǒng)還需要進(jìn)行運(yùn)動軌跡預(yù)測。這項技術(shù)旨在通過歷史軌跡、速度、加速度、方向角等信息推斷出目標(biāo)車輛的下一步動作。對于正在左轉(zhuǎn)的車輛,其路徑預(yù)測需要考慮車道結(jié)構(gòu)、交規(guī)優(yōu)先級以及對方車輛是否存在減速讓行的可能性。在復(fù)雜的城市交通中,左轉(zhuǎn)車輛的動作可能并不總是線性或穩(wěn)定,這對預(yù)測模型提出了更高的要求。當(dāng)前主流的軌跡預(yù)測方法多采用深度學(xué)習(xí)模型,如基于RNN或Transformer結(jié)構(gòu)的多軌跡生成器,通過模擬大量場景數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,使系統(tǒng)能夠從概率上評估各種潛在運(yùn)動路徑的可信度。
完成路徑預(yù)測后,自動駕駛系統(tǒng)需進(jìn)入行為決策階段。這一模塊負(fù)責(zé)綜合各類感知信息、地圖數(shù)據(jù)、交通規(guī)則和當(dāng)前任務(wù)目標(biāo),決定車輛是否需要減速、停車、變道或繼續(xù)直行。在一個典型的非保護(hù)式左轉(zhuǎn)場景下,如果系統(tǒng)識別出左轉(zhuǎn)車輛已明顯進(jìn)入交叉口,且當(dāng)前相對速度較大、距離較近,則會判斷存在碰撞風(fēng)險,從而采取減速或緊急剎車策略。反之,如果判斷左轉(zhuǎn)車正在讓行,或尚未進(jìn)入沖突區(qū)域,系統(tǒng)可保持當(dāng)前速度通過,但必須保持高度警惕并動態(tài)調(diào)整。
行為決策還需要參考交通規(guī)則的優(yōu)先級。在大多數(shù)國家或地區(qū),直行車輛在無特殊交通標(biāo)志指示下?lián)碛袃?yōu)先權(quán)。但自動駕駛系統(tǒng)不應(yīng)盲目依賴這一規(guī)則,而是應(yīng)遵循“安全第一”的原則,綜合判斷現(xiàn)場動態(tài)。即便擁有優(yōu)先權(quán),但若檢測到對向左轉(zhuǎn)車誤操作或搶行的跡象,系統(tǒng)也應(yīng)主動讓行以確保安全。這種“柔性決策”主要是基于自動駕駛系統(tǒng)的保守性原則,特別是在尚未完全理解對方意圖的情況下,寧愿犧牲部分通行效率,也不能冒險。
進(jìn)入具體控制階段后,系統(tǒng)會將行為決策模塊的輸出轉(zhuǎn)化為精確的控制指令,這其中就涉及加速度調(diào)整、制動強(qiáng)度控制、轉(zhuǎn)向角度設(shè)定等動作,這一過程需要高度實(shí)時性和魯棒性。如在高速行駛過程中,若左轉(zhuǎn)車突然切入直行路徑,系統(tǒng)必須在毫秒級別內(nèi)完成急剎并保持車身穩(wěn)定,避免因橫向偏移或車輛姿態(tài)變化引發(fā)側(cè)滑甚至二次碰撞。在控制執(zhí)行過程中,還可能動態(tài)調(diào)整計劃路徑,通過微調(diào)行駛軌跡繞過障礙,或者為后續(xù)的緊急變道或避讓動作預(yù)留空間。
很多時候,左轉(zhuǎn)車輛在接近交叉口之前,其狀態(tài)不穩(wěn)定,還可能存在臨時變道、猶豫不決甚至誤打轉(zhuǎn)向燈等情況。因此,自動駕駛系統(tǒng)還需借助如地理位置信息、歷史交通行為統(tǒng)計數(shù)據(jù)、信號燈控制邏輯等更豐富的上下文信息進(jìn)行推理。在有些智能駕駛系統(tǒng)中,會引入“意圖識別模塊”,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),結(jié)合環(huán)境線索推斷左轉(zhuǎn)車是否是真正準(zhǔn)備執(zhí)行左轉(zhuǎn)操作,進(jìn)而指導(dǎo)系統(tǒng)調(diào)整風(fēng)險等級和處理策略。
自動駕駛處理左轉(zhuǎn)沖突問題通常會由多個子模塊協(xié)同完成,從而形成一個完整的感知—預(yù)測—規(guī)劃—控制閉環(huán)流程。在感知階段,多源傳感器同時采集信息,并通過傳感器融合技術(shù)提升精度與魯棒性。在預(yù)測階段,左轉(zhuǎn)車輛的可能行為路徑被抽象為概率分布圖,供決策模塊參考。在行為規(guī)劃階段,系統(tǒng)基于風(fēng)險評估做出相應(yīng)的通行或避讓策略。控制模塊能將這些決策以具體的車輛操作形式落地執(zhí)行,確保系統(tǒng)行為連貫、精準(zhǔn)且安全。
在真實(shí)場景中,遇到左轉(zhuǎn)的處理策略還需考慮不同速度等級、道路等級及交通密度下的變化。在高速公路匝道出口或城市快速路主輔道交匯處,左轉(zhuǎn)車輛通常帶有更高速度與更強(qiáng)交互需求,這要求自動駕駛系統(tǒng)提前識別風(fēng)險并預(yù)判可行的變道策略。而在城市道路或復(fù)雜路口環(huán)境下,系統(tǒng)需具備高精度定位與復(fù)雜路權(quán)理解能力,要能識別是否為黃實(shí)線、是否可壓線通行、是否需進(jìn)入待轉(zhuǎn)區(qū)等,在合法合規(guī)前提下靈活處理。
不同等級自動駕駛系統(tǒng)在面對左轉(zhuǎn)沖突時的處理能力也有差異。L2級系統(tǒng)多為輔助決策,仍需駕駛員主導(dǎo)操作,因此其規(guī)避沖突能力較弱。當(dāng)自動駕駛系統(tǒng)達(dá)到L3或者L4級別時,則對系統(tǒng)提出了更高的要求,L3及以上系統(tǒng)應(yīng)具備環(huán)境監(jiān)控與完全控制能力,能夠在大多數(shù)情境下獨(dú)立完成識別、預(yù)測與應(yīng)對過程。若達(dá)到L4級,系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)構(gòu)建的行為模型,可動態(tài)調(diào)整如激進(jìn)式搶行、保守式等待、假動作誤導(dǎo)等行駛策略以適應(yīng)不同風(fēng)格的左轉(zhuǎn)行為,提升整體應(yīng)對魯棒性。
綜上所述,自動駕駛車輛在直行過程中遇到左轉(zhuǎn)行為,表面看是簡單的路徑交叉問題,實(shí)則背后涉及多個感知、預(yù)測、規(guī)劃、控制模塊的精密協(xié)作,代表了自動駕駛系統(tǒng)對復(fù)雜動態(tài)交互情境的核心應(yīng)對能力。隨著技術(shù)不斷演進(jìn),未來車輛在此類場景中的表現(xiàn)將越來越接近甚至超越人類駕駛員,真正實(shí)現(xiàn)安全、高效、智能的城市交通。
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原文標(biāo)題 : 自動駕駛汽車直行時遇到左轉(zhuǎn)汽車應(yīng)該如何行駛?
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