辅助驾驶功能开发-功能规范篇(05)-智能限速辅助SLA

1. 智能限速辅助功能概述

    SLA监视道路上与车辆限速关联的交通标志。该信息与来自导航系统的限速信息进行融合，得出最终限速显示给驾驶员。限速信息通过车辆总线发送，并且通过仪表盘或者抬头显示提醒驾驶员。在超速情况下，此功能可以通过提供限速信息或超速报警来提醒驾驶员。

图1

2. 典型用例

表1 SLA 典型用例

使用案例图例	使用案例描述
图2	限速标识 系统可以探测到限速标识并给驾驶员发送限速信息。
图3	可变限速标识别 系统可以探测到可变限速标识并给驾驶员发送限速信息。
图4	限速取消标识 系统可以探测到限速取消标识并给驾驶员发送限速取消信息。
图5	区域限速标识 系统可以探测到区域限速标识并给驾驶员发送限速信息。
图6	多车道 系统应只显示多车道道路中本车道的限速。
图7	多限速值标识 系统应只显示多限速值标识中最高的限速。
图8	高速出口匝道 当车辆驶入匝道时，系统应显示高速出口匝道的限速标志。
图9	高速出口匝道 当车辆未驶入匝道时，系统不应显示高速出口匝道的限速标志。

2.1 仅视觉模式

    视觉模式下，当系统探测到新的标志之后，在穿越交通标志所在平面时，系统应通过输出“SLA_SpeedLimit”信号报告观测到的限速。视觉模式下，当系统探测到“限速解除”或“区域限速解除”之后，在穿越交通标志所在平面时，系统应将输出信号“SLA_SpeedLimit”设置为“1”（取消限速）。当超出保持距离阈值时，SLA系统应通过“SLA_SpeedLimit”输出“0”（未知）。在视觉模式下，显示探测标志的保持距离阈值是500m。保持距离阈值是可调的。

2.2 仅导航模式

    导航模式下，系统应通过输出信号“SLA_SpeedLimit”报告来自导航的“Nav_SpeedLimit”限速值。

2.3 融合模式

    当处于融合模式下时，系统应报告视觉系统观测到的限速，并使用导航系统收入信号验证，通过信号“Nav_SpeedLimit”输出。在融合模式下，显示探测标志的保持距离阈值如下表所示：

表2：SLA融合模式保持距离阈值

时速	保持距离阈值
	生活区域	非生活区
Limit < 20 km/h	150m	200m
20 km/h <= Limit < 30 km/h	200m	400m
30 km/h <= Limit < 40 km/h	350m	500m
40 km/h <= Limit < 50 km/h	400m	600m
50 km/h <= Limit < 70 km/h	700m	1000m
70 km/h <= Limit < 80 km/h	900m	1900m
80 km/h <= Limit < 90 km/h	2200m	2200m
90 km/h <= Limit < 100 km/h	2200m	2800m
100 km/h <= Limit < 110 km/h	2200m	3500m
110 km/h <= Limit < 130 km/h	2200m	3800m
130 km/h <= Limit	2200m	4000m

    当导航与视觉系统不一致时，系统采用如下限速来源：

图10：融合策略 1

图11：融合策略 2

图12：融合策略 3

图13：融合策略 4

图14：融合策略 5

图15：融合策略 6

图16：融合策略 7

图17：融合策略 8

图18：融合策略 9

图19：融合策略 10

图20：融合策略 11

图21：融合策略 12

3. 功能开启

    SLA 在下列条件全部满足的情况之下会被激活（可以根据客户需求进行配置）：

• 摄像头初始化正确完成。
• 驾驶员通过菜单请求开启了SLA功能，或者SLA在之前的点火周期已开启。
• SLA 未检测到相关故障。
• SLA 通过车辆配置码被开启。

4. 功能解除

    SLA 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）：

• 驾驶员通过菜单请求关闭了SLA功能，或功能已经在之前的点火周期关闭。
• SLA 检测到故障，例如摄像头过热。故障解除后，驾驶员需要重新开启功能。
• SLA 检测到摄像头和导航故障。 
• SLA 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

图21：SLA状态机

5.2状态与事件

5.2.1 状态

SLA会使用两种状态

• Main state 主状态
• Sub state 子状态

主状态有四种可能性：

• INIT
• OFF
• FAULT
• ON

子状态有三种：

• Vision Only Mode 仅视频模式

当导航信号在车辆总线上出现规律性或可信度的问题时，功能应在仅视频模式工作

• Fusion Mode 融合模式。

如果SLA完全运行中，并且导航信息正常接收并可信，那么功能应在融合模式下工作

• Navigation Only Mode 仅导航模式。

当摄像头发生阻碍交通标志识别的错误时, 例如，摄像头视野受限，交通标志被遮挡等，功能应在仅导航模式下工作。

表3：SLA 输出信号映射逻辑

输出信号值	主状态	子状态	说明
SLA_OperatingStatus
0x0: Off	OFF
0x1: Operating:  Fusion mode	ON	Fusion Mode
0x2: Operating:  Vision only mode	ON	Vision Only Mode
0x3: Operating:  Navigation only mode	ON	Navigation Only Mode
0x4: SLA failure	FAULT
	INIT		No output neccessary

5.2.2 事件

    按状态迁移图所示，事件可以触发状态的改变，相关的事件描述见表 4。

表4：事件

事件	描述
SLASwitch=0	SLA 开关关闭
SLASwitch=1	SLA 开关开启
SLASystemFault=0	SLA系统没有错误被探测到
SLASystemFault=1	SLA系统错误被探测到
SLASystemFault=0 AND (NavigationFault=0 OR CameraFault=0)	SLA没有探测到错误 并且 （导航正常 或者 摄像头正常）
SLASystemFault=1 OR (NavigationFault=1 AND CameraFault=1)	SLA 探测到系统错误 或者 （导航错误 并且 摄像头错误）
CameraFault=0	摄像头正常
CameraFault=1	摄像头错误
NavigationFault=0	导航正常
NavigationFault=1	导航错误

6.性能

表 5：关键性能指标

关键性能指标	性能
检测率: 视觉探测事件的百分比	高于87 %
正确率：时间百分比，受到摄像头、 导航和SLA融合策略的影响	高于95 %

7.局限性

    SLA 功能会受限于摄像头故障，摄像头遮挡以及受限的视野。如果摄像头未正确校准，性能会降低。SLA 功能受到导航精确度的和过期导航数据库的影响。SLA 性能受天气、照明度以及道路标志的可视质量的影响。在背光，日落，被冰雪覆盖以及差的标志条件的情况下，性能会有显著的下降。参见图22。

    SLA功能在探测同地面侧倾角度超过约8°, 俯仰角度超过约10°或者横摆角度超过10°的交通标识时，探测质量下降。

图22：性能下降的典型路况

8.验证

    SLA的性能通过驾驶测试在公共道路或测试道路进行验证。误触发率基于测试人员的客观评估而获得。功能性能由客户进行最终确认。驾驶几百公里具有合适的混合道路类型的路径来验证是充分的。例如，客户应定义一条几百公里的路线或多条xx公里的路线。如果中国有一些省份的道路条件显著不同，那么，客户应与博世协商一致，为这些省份增加一些路线。

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。

    SLA功能输入信号的传输周期应小于100ms。SLA功能输出信号的传输周期为100ms。SLA功能期望在功能有效时间内接收到有效的输入信号。SLA功能在功能有效时间内输出有效的输出信号。

9.1 SLA功能输入信号

9.1.1数字地图数据

导航系统应至少向SLA功能提供以下信息。

表 6：导航所需提供信号

Signal name	General Description	Length	Value Description	Cycle time	Resolution
Nav_CountryID	指示当前所在国家	4 Bit	Define by Customer according to target market.	100	1
Nav_CurrRoadType	指示当前所处道路类型	3 Bit	5-road type class 5; 4-road type class 4; 3-road type class 3; 2-road type class 2; 1-road type class 1; 0-road type unknown. The road type classes need to clarify with navigation system.	100	1
Nav_SpeedLimit	来自地图数据库的限速	8 Bit	Enumeration of possible speed limits: 255-SLEND 254-Unknown; 33~253-Reserved; 32-SL160; ……; 3-SL15; 2-SL10; 1-SL5; 0-no speed limit detected.	100	1
Nav_SpeedLimitUnits	输出速度单位	2 Bit	3-reserved; 2-unit mph; 1-unit kph; 0-unknown.	100	1
Nav_SpeedLimitStatus	导航限速值状态	2 Bit	3-Plural 2-No Speed limit 1-Speed limit exists 0-Unknown	100	1

（1）位置

    SLA功能应读取导航发送的当前行驶位置的地理信息，如国家代码，道路类型。

（2）限速

    SLA功能应读取导航发送的当前行驶位置的限速信息，如限速，限速状态。

9.1.2车辆数据

（1）车身控制模块

    SLA功能应读取车辆状态信号，如转向灯信号，雨刮信号，雾灯状态信号。

    SLA功能应读取环境传感器信号，如雨量传感器信号，室外温度信号。

（2）车身电子稳定系统

    SLA应读取车辆速度信号。

    SLA应读取ABS/ESP状态信号。

    SLA功能应读取车辆动态信号，如横摆角速度，纵向/横向加速度。

（3）其他

    SLA功能应读取其他车辆信号，如拖车连接状态指示信号。

9.2 SLA功能输出信号

    SLA功能应通过车身总线输出当前的功能运行状态信号。SLA功能应输出当前的相关道路交通标志信号，如建议限速信号。SLA功能应输出当前的报警信号，例如视觉报警信号，补充报警信号。

10. 功能安全

    SLA function is rated as Quality Management (QM) with respect to ISO26262.