以下是針對自動駕駛(AD)策略性能評測指標的詳細解讀,結合其物理意義與工程價值:
核心評測指標分類與含義
1. 安全性指標(Safety)
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動態碰撞率(Dynamic Collision Ratio, DCR)
定義:自動駕駛車輛與動態障礙物(如其他車輛、行人)發生碰撞的頻率。
意義:反映策略在動態交通環境中的實時避障能力,例如對切入車輛的響應、路口博弈決策的可靠性。DCR過高可能表明感知延遲或軌跡規劃存在缺陷。 -
靜態碰撞率(Static Collision Rate, SCR)
定義:自動駕駛車輛與靜態障礙物(如路緣石、隔離墩、違停車輛)發生碰撞的頻率。
意義:衡量靜態環境感知精度(如車道線識別、障礙物分類)和路徑規劃保守性。SCR異常可能暴露地圖依賴性或定位漂移問題。 -
總碰撞率(Collision Ratio, CR = DCR + SCR)
綜合作用:直接量化策略的基礎安全性,是核心否決性指標(CR過高則系統不可用)。
2. 軌跡一致性指標(Trajectory Fidelity)
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位置偏離率(Positional Deviation Ratio, PDR)
定義:自動駕駛車輛實際軌跡與專家軌跡(人類駕駛員參考路徑)的橫向位置偏差(單位:米/公里)。
意義:評估路徑跟蹤能力,例如彎道切線的平滑度、車道居中精度。高PDR可能導致壓線或侵入相鄰車道。 -
航向偏離率(Heading Deviation Ratio, HDR)
定義:車輛前進方向與專家軌跡的航向角偏差(單位:度/公里)。
意義:反映轉向控制的擬人化水平,例如變道時的轉向速率、彎道中的方向盤微調。高HDR可能引發乘客暈動癥。 -
總偏離率(Deviation Ratio, DR = PDR + HDR)
綜合作用:量化策略與人類駕駛習慣的一致性,直接影響用戶對系統擬人化程度的感知。 -
平均偏離距離(Average Deviation Distance, ADD)
定義:在未發生碰撞或嚴重偏離前,車輛軌跡與專家軌跡的最小平均距離。
意義:動態衡量短期軌跡跟蹤質量,例如緊急避障時的路徑優化能力。ADD越小,說明策略對參考軌跡的跟隨越緊密。
3. 舒適性指標(Comfort)
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縱向急動度(Longitudinal Jerk)
定義:車輛縱向加速度的變化率(單位:m/s3),反映油門/剎車的平順性。
意義:急加速或急剎車會導致縱向急動度升高,影響乘客舒適度。例如,頻繁的“點頭式”制動會顯著降低評分。 -
橫向急動度(Lateral Jerk)
定義:車輛橫向加速度的變化率(單位:m/s3),反映方向盤轉向的平順性。
意義:急轉向或方向修正過于頻繁會增大橫向急動度,例如S形車道保持會引發此問題。
指標關聯性與工程啟示
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安全性與軌跡一致性間的權衡
- 過度追求低DR(嚴格跟隨專家軌跡)可能導致CR上升(例如為躲避障礙物需臨時偏離車道)。
- 工程中需通過代價函數(Cost Function)動態平衡兩者,例如在擁堵場景中適當放寬DR以優先避撞。
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舒適性指標的敏感性
- 人類對橫向急動度的感知閾值(約0.5 m/s3)低于縱向急動度(約1.2 m/s3),因此橫向控制算法需更精細化。
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ADD的預警價值
- ADD的突變可提前預警潛在碰撞風險(例如ADD持續增大但未達到碰撞閾值),用于在線調整策略參數。
評測場景的指標差異化
- 城市道路:SCR和橫向急動度更關鍵(靜態障礙多、頻繁啟停)。
- 高速公路:DCR和縱向急動度權重更高(動態博弈復雜、需平穩加減速)。
- 停車場:PDR和ADD主導(狹窄空間內精確軌跡跟蹤)。
行業應用案例
- 特斯拉FSD:通過降低SCR(優化靜態障礙物識別)提升無圖場景通過率,但縱向急動度較高(激進加速策略)。
- 小鵬XNGP:利用ADD指標優化匝道匯入軌跡,在DR不顯著增加的前提下降低CR。
- Waymo:橫向急動度控制在0.3 m/s3以內,接近人類駕駛員水平(0.2–0.4 m/s3)。
總結
這九項指標構成自動駕駛策略的核心性能三角:
- **安全性(CR)**是底線,決定系統可用性;
- **軌跡一致性(DR/ADD)**影響用戶體驗與合規性;
- **舒適性(Jerk)**直接關聯產品競爭力。
實際開發中需結合場景動態調整指標權重,并通過數據閉環持續優化策略參數。