2021年4月30日，SAE发布了J3016《驾驶自动化分级》第四版，分别是2014年1月16日、2016年9月30日、2018年。6月15日之后，J3016的又一次迭代更新。2021年7月，ISO发布了ISO22737《预定路线的低速自动驾驶(LSAD)性能要求、系统要求和性能测试规范》。本系列将详细讲解自动驾驶ODD、DDT、DDTfallback、OEDR、低速自动驾驶和自动驾驶分类。01基本概念自动驾驶需要在地球上的每个国家和地区正常运行。这就需要综合考虑各类道路、道路标线、交通标志等，以及天气情况等环境问题。确保自动驾驶汽车在其预期的操作环境中充分运行是整个自动驾驶系统验证的关键部分。术语ODD（操作设计域）的原始定义来自SAEJ3016中的定义。SAEJ3016将ODD定义为“特定驾驶自动化系统或其功能专门设计用于操作的操作条件，包括但不限于环境、地理和时间限制，和/或某些交通或道路的存在或不存在特征。”[1]简单一般来说，ODD是定义自动驾驶成为可能的工作条件。没有这些工作条件，自动驾驶就无法保证工作。任何自动驾驶车辆都必须具有某些有限的工作条件。而这个工况可以很宽泛，也可以很精准，决定了自动驾驶汽车可以应对什么样的场景。例如，汽车的自动驾驶系统只能在高速行驶时使用。可以自动保持车道、自动超车、自动跟车、自动让路、自动通过ETC、自动进出匝道等，但在城市还不能实现全自动化。驾驶。同时，要保证自动驾驶测试和验证的完整性，至少需要保证ODD的各个环节都通过，以保证系统安全运行，或者保证系统能够识别超出ODD的范围。在工信部发布的推荐性国家标准中，ODD是设计时确定的车辆状态和驾驶自动化功能的外部环境。运行设计条件ODC（OperationalDesignCondition）是设计运行时确定的驾驶自动化功能能够正常工作的条件，包括ODD、驾驶员状态等必要条件。[2]DDT（动态驾驶任务）是在道路交通中操作车辆所需的所有实时操作和策略功能，不包括调度和目的地和路点选择等策略功能。DynamicDrivingTasktakeoverDDT回退（DynamicDrivingTaskfallback）是用户在相同情况下（1）DDT性能相关系统故障后，或（2）ODD退出，或ADS时，用户对实施DDT或达到最低风险条件的响应对达到最低风险条件的反应。ObjectandEventDetectionandResponseOEDR（ObjectandEventDetectionandResponse）是DDT的一个子任务，包括监控驾驶环境（检测、识别和分类物体和事件，并根据需要准备响应），并对这些物体和事件做出响应事件执行适当的响应（即根据需要完成DDT和/或DDT接管）。低速自动驾驶LSAD（LowspeedAutomatedDriving）是一种最高时速为8.89m/s（32km/h）的自动驾驶系统，将用于最后一英里交通，商业区、商业或机场的交通、港口、大学校园等低速环境中的应用。[3]LevelsorCategoriesofDrivingAutomation（LevelsorCategoriesofDrivingAutomation）基于驾驶自动化系统功能，由该功能与（人类）用户（若有）在DDT和DDT回退执行中的角色划分确定.驾驶自动化系统功能部件的制造商确定功能的要求、ODD和操作特性，包括驾驶自动化水平。02ODD案例(1)ISO22737中定义的LSADODD每个LSAD系统都应该有制造商定义的ODD。LSADODD受限系统应至少规定以下属性：低速：LSAD系统的速度应等于或小于8.89m/s或32km/h；适用范围：例如，限制通行或专用道路（公共或私人），或人行道/自行车道，或限制所有或某些特定类别机动车辆通行的区域。限制道路可以通过车道标记或速度限制或物理分界来指定；预定义路线：在LSAD系统运行之前在LSAD系统中定义的路线。LSAD系统将仅在预定路线上运行。预期路线应由相关利益攸关方（例如地方当局、服务提供商、制造商等）共同确定。调度员应确认任何偏离预定路线不会导致危险情况；d)应用区域的照明条件；天气状况;路况；是否存在VRU；可行驶区域内可能存在的静态障碍物；网络要求等LSAD系统或调度员应根据指定的当前ODD条件（例如，大雾条件、夜间照明条件）为ODD属性选择预定值范围内的操作值（对于LSAD系统驱动的车辆）应用。例如，调度员或LSAD系统可能决定将雨天的最大允许速度限制为低于晴天的速度。(2)B型车辆的3级ODD[4]a)地理限制：地理ODD包括地理围栏的边界和这些边界内区域的所有适用交通规则。它只能在有限的高速公路上启动和运行，与迎面而来的交通有持续的结构隔离，没有交叉路口和环形交叉路口。这种道路的特点是行人和自行车的概率较低。是否符合这些激活条件将由车载传感器检测，例如监控交通标志的摄像头，也将由高清地图提供的信息保证。考虑到法律要求等各种因素，L3级别的ADS被设计为在0至85mph（136.79km/h）的速度下运行；b)环境约束：自动驾驶汽车持续监测环境ODD以确保在所有条件下运行的安全性。例如，车辆的速度会根据一天中的时间、光线条件、路面摩擦系数太小（如路面有雪或结冰）或风太大而调整；c)人类驾驶员的局限性：驾驶员必须系好安全带，坐好，保持清醒等。(3)A型L3ODD在高速公路上行驶，或在两车道以上且设有中央隔离带和护栏的机动车专用道路上行驶；机动车道与周围车道距离较近，处于堵车状态；车速不超过60公里/小时；在传感器的检测范围内没有信号灯、行人和骑自行车的人。03NHTSAODDClassificationFrameworkNHTSA使用《A Framework for Automated Driving System Testable Cases and Scenarios》中的六个要素构建设计操作域，包括基础设施、驾驶操作限制、周围物体、互连、环境条件和区域。[5](1)基础设施道路类型：分隔式道路、非分隔式道路、主干道、城市、乡村、停车场、多车道、单车道、高承载车辆（HOV）车道、出入口坡道、紧急疏散路线、单向、转弯车道、私家路、双向车道、交叉路口（信号灯、掉头、四向/双向停车、环形交叉路口、合并车道、转弯车道、人行横道、收费站,铁路道口）（FHWA，2012年）。路面：沥青、混凝土、混合物、格栅、砖块、泥土、砾石、刮擦路面、部分堵塞、减速带、坑洼、草地（Gibbons，1999）。道路边缘：标记线、临时标记线、路肩（铺砌或砾石）、路肩（草地）、混凝土护栏、格栅、栏杆、路缘、锥体（Sage，2016）。道路几何形状：直线、曲线、山丘、侧峰、拐角（常规、死角）、负障碍物、车道宽度（Huang，2010）。(2)驾驶操作限制Speedlimits：最小和最大速度限制（绝对、相对于速度限制、相对于周围交通）（ElpernWaxman，2016）。交通状况：最低交通量、正常交通、拥堵/高峰时段交通、交通状况变化（事故、紧急车辆、施工、封闭道路、特殊事件）（加州大学道路计划，2016年）。(3)周围物体标志：标志（例如，停止、让路、行人、铁路、学校区域等）、交通信号（闪烁、学校区域、消防部门区域等）、人行横道、铁路道口、停靠的公共汽车、施工标志、紧急信号、求救信号、道路使用者信号、手势信号（FHWA，2012年）。道路使用者：车辆类型（汽车、轻型卡车、大型卡车、公共汽车、摩托车、宽载、紧急车辆、施工设备、马车/货车）、停放车辆、移动车辆（手动、自动）、行人、骑自行车的人（加州机动车管理局，2016年）。非道路使用者障碍物/物体：动物（例如狗、鹿等）、购物车、杂物（例如轮胎碎片、垃圾、梯子）、建筑设备、行人、骑自行车的人。(4)车联网：V2V通信（如C-V2X/DSRC、Wi-Fi）、应急车辆。流量密集型信息：众包数据（例如Waze）和V2I。远程车队管理系统：车辆由可以执行远程操作的操作中心提供支持（Aljaafreh等人，2011年）。设施传感器等：工作区警报、弱势道路使用者、路线和事件管理、GPS、3D高清地图（Ellicipuram，2016年）、坑洼位置、天气数据、云数据等。(5)环境条件天气：风、雨，雪，雨夹雪，温度。在高速公路上，小雨或小雪会使平均速度降低3%至13%。大雨使平均速度降低3%至16%。大雪天，高速公路平均速度会下降5%到40%。小雨时自由流速可降低2%～13%，大雨时可降低6%～17%。雪可以将自由流速度降低5%至64%。在降雨期间，速度变化可减少25%（FHWA，2017c）。天气引起的路况：积水、被水淹的道路、结冰的道路、积雪的道路。洪水导致车道被淹没，雪和风吹的碎片阻塞车道，可能导致通行能力下降。大卡车在大风中等危险条件导致的道路封闭和行动限制也会降低道路通行能力（FHWA，2017）。颗粒物：雾、烟、烟、灰尘/污垢、泥浆。低能见度会使速度降低10%至12%。雾和强降水以及风吹雪、灰尘和烟雾会降低能见度。低能见度条件会导致速度差异增加，从而增加碰撞风险。每年有超过38,700起车祸发生在雾中，每年有600多人在这些事故中丧生，超过16,300人受伤（FHWA，2017b）。照明：白天（太阳：头顶灯、尾灯和头灯）、黎明、黄昏、夜晚、路灯、头灯（常规和远光灯）、迎面而来的交通灯（头顶灯、尾灯和前灯）（FHWA，2017a）。(6)区域地理围栏：中央商务区、校园和退休社区（例如，CityMobil2是固定路线，包括道路和人行道上<20mph的路线）。交通管制区：可能包括临时车道关闭、动态交通标志、可变限速、临时或不存在的车道标记、人工引导交通、装卸区。学校区域：动态限速、不稳定的行人和车辆行为（Marshall，2017年）。国家/州：任何法律、监管、执法、侵权或其他考虑因素（例如，跟踪距离、许可等）（Bomey&Zambito，2017年）。干扰区域：隧道、停车场、茂密的树叶、高层建筑和受大气条件限制的GPS。04英国PAS1883标准2020年8月，英国标准协会BSI发布PAS1883标准《Operational Design Domain (ODD) taxonomy for an automated driving system (ADS) – Specification》，采用三大要素构建设计作业域，包括景观（区域、可行驶区域、路口、特殊结构、固定道路结构、临时道路结构）、环境条件（天气、粒子、照明、连通性）、动态元素（交通、目标车辆）。[6](1)景观区：地理围栏区；交通管理区；学区；国家或地区；干扰区域，例如茂密的树叶或高层建筑导致定位信号丢失。可驾驶区域：可驾驶区域类型；可驾驶区域几何形状；可驾驶区域车道规范；可驾驶区域标志；可驾驶区域边缘；可驾驶区域表面。可行驶区域类型：高速公路、径向道路（道路A是将高速公路连接到指定道路或市中心的高密度交通道路）、指定道路（道路B将道路A连接到二级或地方道路，通常具有低至中等容量）、次要道路（次要道路或地方道路提供通往住宅区和其他地方开发区的通道）、绕行道路、停车场、共享空间；可行驶区域几何形状：水平（直线和曲线）；横向平面（分隔的、不可分割的、人行道、边缘障碍物、不同类型的车道）；纵向平面（上坡（正坡度）、下坡（负坡度）、水平面）。可行驶区域的车道规格：车道大小、车道标记、车道类型（公交车道、行车道、自行车道、电车车道、紧急车道或其他专用车道）、车道数量、行车方向。可行驶区域标志：信息标志、监管标志、警示标志。可行驶区域边缘：标记线、路肩（铺路或砾石）、路肩（草地）、固体障碍物（例如格栅、栏杆、路缘、锥体）、临时标记线，无。可行驶区域表面：可行驶区域表面类型（松散（例如砾石、泥土、沙子）、分段（例如混凝土板、花岗岩、鹅卵石）、均匀（例如沥青））、可行驶区域表面特征（包括交通和造成的损坏根据天气，分类为裂缝、坑洼、车辙或颠簸），由可行驶区域造成的路面状况（结冰、被洪水淹没的道路、海市蜃楼、可行驶区域的积雪、积水、潮湿的道路、表面污染）。路口：环岛、路口（T字路口、Y字路口、十字路口、交错路口、坡度路口）。特殊结构：自动门禁、桥梁、人行横道、铁路道口、隧道、收费站。固定道路结构：建筑物、路灯、街道设施（例如护柱）、植被。临时道路搭建物：工地绕行、垃圾收集、道路工程、道路标线。(2)环境条件天气：风、雨、雪。颗粒物：海洋（仅限沿海地区）、未沉淀的水滴或冰晶（即雾/雾）、灰尘、烟雾和污染、火山灰。照明：白天、夜晚或低环境照明条件、云、人工照明（可能是路灯或迎面而来的交通灯）。互连：V2X。(3)动态要素交通：实体密度、交通量、流量、实体类型、特种车辆（如救护车或警车）。主题车辆：主题车辆的速度是一个额外的ODD属性。05SAEJ2980ODD分类框架SAEJ2980标准推荐使用六大要素构建运营设计域，包括位置（高速公路、乡村道路、城市道路、十字路口、土路、越野、停车场、车道、维修车库),道路状况（道路摩擦力（干、冰、雪、湿、裂）、坡度、道路宽度）、驾驶操作（开始、停止、向前行驶、向后行驶、直行、转弯、避让车道、变道、转弯关闭）、车辆状态（滑行、爬行、加速、减速、停车、停止、碰撞）、其他考虑因素（侧风、迎面而来的交通、施工区域、事故场景、交通拥堵、行人）、其他车辆特性（状态：故障代码、拖车、重载、启动关闭/启动、远程车辆启动、其他技术）。[7]06欧洲PEGASUS项目欧洲PEGASUS项目提出了一个具有六个独立层的场景系统描述模型[8]：Road：Geometry，Topology，RoadQuality，Boundary（Pavement）；基础设施：界线（Structure）、标志、信号灯等；一、二层临时操纵：临时道路设施，如临时封路、道路施工工地等；目标：静态、动态、移动、交互、机动；自然环境：天气、光照等环境信息；数字信息：数字信息，如V2X信息、数字地图信息等。
