辅助驾驶功能开发-功能规范篇(06)-智能远光大灯HMA

1. 智能远光灯激活功能概述

     智能远光灯辅助（HMA）功能根据交通和环境因素来请求开启或关闭远光灯，此功能可以在夜间行车中实现前照灯的优化使用。相关的交通参与者包括ECE48定义的相向和同向行驶车辆，ECE50定义的相向和同向行驶的摩托车以及相向行驶的自行车。相关的环境包括充足照明，可以根据多个路灯存在、数字地图对城镇区域的指示以及外界环境亮度高于阈值来判断。

    HMA可以建议使用下述灯光：

• Low Beam近光灯
• High Beam远光灯

    远光灯开启和关闭的建议通过CAN信号由摄像头传输到相关的控制单元。此控制单元要保证驾驶员可以随时手动更改灯光的分配，例如通过远光灯拨杆。一旦条件满足，系统会立即建议切换到近光灯；但系统会遵循一定的延时机制发出远光的开启请求。基于此，在不干扰其余交通参与者的前提下，HMA实现了远光灯的优化使用。除此之外，HMA还可以避免频繁的灯光切换，从而提高了驾驶的舒适性。

表1：HMA灯光分配请求实例

图1：没有相关交通参与者：HMA建议使用远光灯	图2：会车：HMA建议使用近光灯
图3：跟车：HMA建议使用近光灯	图4：跟随前方摩托车：HMA建议使用近光灯

2.典型用例

2.1请求使用近光灯

2.1.1 功能解除

    在功能已解除的情况下，系统会请求使用近光灯。

2.1.2 功能故障

    若存在下列故障，系统会请求使用近光灯：

• 永久性系统硬件故障
• 临时性系统硬件故障
• 摄像头永久性失明 ( > 45min )
• 摄像头临时性失明 ( ~ 1min )
• 过热保护
• 过压
• 热重启
• 通信故障，例如报文超时，计数器故障，冗余检查故障和数据长度故障
• 信号故障

2.1.3 自眩目

    如果探测到自眩目状况，系统会推荐使用近光灯。

    自眩目可在下列三种条件下被判定：

• 由于夜晚浓雾的存在，摄像头识别到驾驶员被自身车灯的后向散射所干扰。
• 车辆雾灯激活
• 雨刮高速运行或雨量传感器指示环境雨量很大并持续一定时间（约为 1min）

2.1.4 道路照明

    如果道路照明（路灯）被探测到，系统会推荐使用近光灯。

2.1.5 交通状况

    如果探测到相关交通状况，系统会推荐使用近光灯。

    在摄像头的视野之内，可以根据对探测到相关交通参与者的距离和区域区分6种不同的交通状态。参见表2。

表2：交通状况

	< 50 m	50 -200 m	> 200 m
相向行驶	Drivepast	Oncoming	Traffic
同向行驶	Overtaking/ Close Preceding	Preceding	Traffic

    在相关交通参与者离开对应区域后，对应的交通状况会有一段时间的延时。

表3：延时概览

交通状况	延时时间	描述
Close Preceding	中等的延时时间（~ 2 s）	前方同向行驶的车辆在Close Preceding距离内被探测到之后又在近距离内消失。 注：车辆消失的概率比较低，更可能是短暂丢失，故推荐使用与Preceding车辆相同的策略
Overtaking	较长的延时时间 （~ 1.5 s）	前方同右侧向行驶的车辆在Overtaking距离内被探测到（右手交通）。前方车辆会被本车超越。 注：在超车过程中，前方车辆的尾灯不可见，但远光灯很可能通过前车后视镜干扰前车驾驶员。
Drivepast	较短的延时时间（~ 0.5 s）	左侧对向行驶车辆在会车区域内被探测到（右手交通）。对向行驶车辆开过自身车辆。 注：高相对速度
Preceding	中等的延时时间（~ 3 s）	前方同向行驶车辆在Preceding距离内被探测到。 注：前方车辆可能会被弯道、山丘或其他地势遮挡，故车辆很有可能再次出现。低相对速度。
Oncoming	中等的延时时间（~ 2 s）	前方相向行驶车辆在Oncoming距离内被探测到。 注：前方车辆可能会被弯道、山丘或其他地势遮挡，故车辆很有可能再次出现。高相对速度。
Traffic	中等的延时时间（~ 2 s）	前方相向或同向行驶的车辆在Traffic距离内被探测到。 注：前方车辆可能会被弯道、山丘或其他地势遮挡，故车辆很有可能再次出现。

2.2 车速过低

    如果仪表车速过低（< 27 kph），系统会推荐使用近光灯。

2.2.1 环境亮度高

    如果环境亮度过高，系统会推荐使用近光灯。

2.3 抑制灯光变换

2.3.1 高优先级抑制

   高优先级抑制表示在当前状况下，不会改变灯光分配请求（例如，如果正推荐使用远光灯，即使近光灯条件得到满足，系统还是会推荐使用远光灯）。

高动态状态：如果ABS或ESP激活，系统不会更改灯光分配请求。

2.3.2 低优先级抑制

    低优先级抑制表示在当前状态下，灯光分配请求会保持，但如果近光灯条件得到满足，系统会推荐使用近光灯。

（1） 曲率抑制

如果左侧或右侧转向灯激活，灯光变换会被抑制。

如果车辆侧向加速度过高（> 3 m/s2），灯光变换会被抑制。

如果车辆横摆角速率过高（> 0.19 rad/s），灯光变换会被抑制。

（2） 车速抑制

    如果仪表车速低于阈值（57 kph），灯光变换会被抑制。

（3）环境亮度抑制

    如果环境亮度较高（但未达到近光灯请求的程度），灯光变换会被抑制。

2.4 请求使用远光灯

    如果系统当前请求使用近光灯，一旦近光灯条件和灯光变换抑制条件不再满足，系统会请求使用远光灯。 作为可选项，如果系统当前请求使用远光灯，为避免远光灯激活时间过短，可以为远光灯请求设定一个最小时间长度。

3. 功能激活

HMA在下列条件全部满足的情况之下会被开启（可以根据客户需求进行配置）：

• 摄像头初始化正确完成。
• 驾驶员通过硬开关或软开关开启了HMA功能，或者HMA在之前的点火周期已开启。
• HMA未检测到故障，例如摄像头失明或过热。
• HMA根据车辆配置码被开启。

4. 功能解除

HMA在下列任何一个条件满足的情况之下会被解除（可以根据客户需求进行配置）：

• 驾驶员通过硬开关或软开关关闭了HMA功能，或功能已经在之前的点火周期关闭。
• HMA检测到故障，例如摄像头失明或过热。故障解除后，驾驶员需要重新开启功能。
• HMA根据车辆配置码被关闭。

5. 状态机/工作序列

5.1 状态迁移图

HMA状态迁移图见图5。

图5

5.2 状态与事件

5.2.1 状态

HMA有三种主状态：

• MAINST_OF
• MAINST_ON
• MAINST_ERROR

MAINST_ON有两种可能的子状态：

• SUBST_STANDBY
• SUBST_ACTIVE

表5-1给出了状态和输出CAN信号的映射机制：

输出信号值	主状态	子状态	说明
HMA_OperatingStatus
HMA off	MAINST_OFF
HMA standby	MAINST_ON	SUBST_STANDBY
HMA active	MAINST_ON	SUBST_ACTIVE
HMA failure	MAINST_ERROR

5.2.2 事件

表5-2给出了触发状态迁移的事件描述

条件	备注
EnableConditionFulfilled (下述条件均需满足)
摄像头初始化已正确完成
驾驶员已将功能开启，或者功能在之前的点火周期已开启
功能已被配置
ErrorDetected (下述条件中至少一项需满足)
永久性系统硬件故障被检测到
临时性系统硬件故障被检测到
摄像头永久性失明被检测到
摄像头处在过热保护模式
摄像头处在高压保护模式
运行时间故障导致系统热重启
相关的通信故障被检测到，例如报文超时，报文计数器故障，冗余检查故障和数据长度故障
相关的信号故障被检测到，例如输入的车速信号无效
AutoHeadlightsActivated (下列条件满足)
信号BCM_AutoLightSts值为0x1 （开启）

6. 性能

关键性能指标	性能	描述
HMA正确	100 km为90%	在模拟时间内，远光灯被正确使用的百分比；根据图象帧之中车辆探测的结果得到（在定义应用的国家）
错误使用近光灯	100 km内低于 10次	错误使用近光灯的数量：车辆和城市的数量被探测到，但在基础事实中并不存在（在定义使用的国家里）
错误使用远光灯	100辆车低于一次	错误使用远光灯的数量：车辆和城市在基础事实中存在但未被探测到（在定义使用的国家里）

7.局限性

性能的边界条件包括：

• 摄像头正确校准
• 没有硬件或软件故障
• 没有由于摄像头失明、尘土覆盖、结冰及其它因素导致的视野受限
• 受雾、尘土、雪和雨的影响，性能会降低
• 所有必要信号都要存在。如果可选信号也存在，可以在特定条件下改善性能

8. 验证

8.1 ECE R-48 tests – Opening Angle

HMA支持ECE-R 48 – Opening Angle测试。

光源至少可以在下述视野内被探测到：水平+/-15o，5o向上，2o向下。

8.2 SAE/FMVSS-108兼容性测试

HMA支持SAE/FMVSS-108兼容性测试。

针对光源强度的灵敏度评估使用一个自动的灯光开关设备进行。各种光源都被测试过：氙气大灯，卤素大灯和红色尾灯。为评估灵敏度，连续调高光源的坎德拉值以确定是否在一定光强下系统从远光切换到近光（近光强度）；连续调低光源的坎德拉值以确定是否在一定光强下系统从近光切换到远光（保持强度）。

9. 接口

    摄像头通过车辆CAN总线与车辆进行通信。对于功能的输入和输出信号，参考客户定义的CAN矩阵。 

10. 功能安全

    按照ISO26262的要求，HMA功能被评定为QM。