变道安全评估是 L2 级智驾(DCAS,Driver Control Assistance Systems)的核心命题。这里最容易踩的坑是:把法规里的 TTC 当成"变道允许门限"来用。真正的判据是一个运动学约束公式。

一、法规里的 TTC 是什么

依据 UN Regulation No. 171(00 系列,OJ L 2024/2689,2024-09-22 生效)。DCAS 是驾驶员仍负责的持续横纵向辅助(SAE L2 这一类)。变道可以是驾驶员发起、驾驶员确认或系统发起,三种都要过第 6.2 条。

Annex 4 第 2.1 条:

TTC = 纵向距离 / 纵向相对速度

这是试验设置用的定义,不是"TTC 大于某秒才允许变道"的通过门限。变道是否允许由第 6.2.4 条决定。TTC 在试验准备里只在 Annex 4 第 4.2.2 条用到:系统必须在 10 s TTC 与 250 m 纵向距离二者中较小者之前进入 active。

二、后方来车安全距离(第 6.2.4 条)

1. 判定(6.2.4.1)

变道机动(LCM)开始后,经过延迟 A,后方来车只需以不超过 3 m/s² 减速,两车间距离就始终不小于 DCAS 车辆 1 秒内驶过的距离。

延迟 A 的取值:

条件

A

LCM 开始前,来车横向运动过程中其全宽已被检测 ≥ 1.0 s

0.4 s

不满足上一条

1.4 s

0.4 s 对应传感器稳定看到整车;刚进入探测区、只看到部分宽度、或跟踪不足 1 s 时必须用 1.4 s,临界距离明显变大。安全距离要在 LCM 开始时刻已经满足。

2. 可直接写进代码的距离

v_rel = v_rear - v_ego          # 仅在来车更快、正在接近时 v_rel > 0
S_crit = v_rel * A + (v_rel^2) / (2 * 3.0) + v_ego * 1.0

允许开始 LCM 的条件:当前后向净距 S ≥ S_crit。

算例(A = 0.4 s):

本车

后车

v_rel

S_crit

100 km/h

120 km/h

5.56 m/s

约 33 m

100 km/h

130 km/h

8.33 m/s

约 43 m

80 km/h

130 km/h

13.89 m/s

约 60 m

同一组速度若跟踪不足 1 s(A = 1.4 s),上表分别约为 38 m、52 m、74 m。门限必须随检测质量切换,不能只用一个固定 TTC。

3. 没检测到车时,按假想来车算(6.2.4.2)

目标车道后方无目标时,仍用同一公式,假设:

  • 假想车位于实际后向探测距离处;

  • 车速 = 该车道允许最高速度,或 130 km/h,取较低者;

  • 全宽已被检测 ≥ 1 s(A = 0.4 s)。

若 探测距离 < S_crit,禁止变道。后向雷达/摄像头的有效距离直接决定最高可变道速度。

驾驶员确认式变道更严(6.2.9.1.2):假想车速度改为 min(限速 × 1.1, 130 km/h)。

4. 本车变道过程中减速(6.2.4.3 / 6.2.4.4)

  • 变道中计划减速不得超 2 m/s²(除非为避免/减轻即将碰撞)。

  • 变道结束时后车时距仍不够:完成后至少 2 s 内不得再加大减速度。

  • 实现上 S_crit 里的 v_ego 要用变道过程中的预测速度,本车减速会增大 v_rel,临界距离变长。

三、侧向占用(盲区车辆)

法规没有单独的"盲区 TTC"门限,侧向目标走另一条逻辑:

  • 6.2.1:没有足够的前、侧、后环境信息,不得变道。

  • 5.3.1.2:机动只允许在前、侧、后探测距离相对该机动足够时执行。

  • Annex 4 扩展试验:邻车道并排行驶、挡住变道的车辆必须抑制变道;另一辆车同时向同一空隙变道时,系统必须反应以避免碰撞。

并排车辆的纵向相对速度接近 0,用 TTC 会得到无穷大或无意义值。抑制条件应是"目标位于相邻车道、横向重叠本车全长",而不是 TTC 小于某值。

"全宽检测满 1.0 s"把侧向和后向接在一起:车从侧后方进入、尚未稳定跟踪满 1 s 时后向公式用 A = 1.4 s;已经并排则直接禁止。

四、变道程序的其他硬限制

条款

要求

2.12 LCP

顺序:转向灯 → 横向移动 → LCM → 新车道稳住 → 关转向灯

6.2.2

不得变入对向车道

6.2.3

系统产生的横向加速度增量 ≤ 1.5 m/s²;总横向加速度 ≤ 3.5 m/s²;0.5 s 平均横向 jerk ≤ 5 m/s³

6.2.6

系统自己点亮/关闭转向灯,整个 LCP 期间保持

6.2.7

LCM 开始前至少指示 3 s(除非交规允许更短且其他人仍能被通知)

6.2.8

系统抑制变道时:光学 + 声音或触觉

6.2.9.4

行人/自行车未被禁止的道路:能避免碰弱势道路使用者才允许变道

6.2.9.5

LCP 开始到 LCM 开始 > 7 s 仅在不违反交规时允许

五、测试方法(Annex 4)

通用条件

  • 车辆目标:M/N 类量产车或 ISO 19206-3 软目标;摩托车:ISO 19206-5 或 L3 量产。

  • 基础试验 ≥ 2 次,两次里一次失败可再补 1 次。

  • 扩展试验每个列出参数都要变化。

  • 跟车距离:默认距离,或驾驶员可调的最近档。

驾驶员发起变道(基础试验)

  • 驾驶员发起 LCP 后,VUT 完成一次完整变道,横向位移 3.5 m。

  • 变道前与前车同向直线 ≥ 2 s,中心线偏移 ≤ 1 m。

  • 前车比 VUT 设定限速至少慢 20 km/h。

扩展试验必含的四条交通工况:对向/超车交通、后方接近、并排阻挡、抢同一空隙。

系统发起变道

基础试验与驾驶员发起相同,额外覆盖驾驶员确认式的假想车 +10% 速度(6.2.9.1.2):后向无目标时按探测距离尽头、较高假想速度计算,距离不够则不得发起。

六、算法实现检查项

  1. 变道许可用 S ≥ S_crit,不用单一 TTC 门限。

  2. A 在 0.4 s 与 1.4 s 之间切换的条件:来车全宽在横向运动中已连续检测 ≥ 1.0 s。

  3. 后方无目标时插入假想车:距离 = 当前后向探测距离,速度 = min(限速, 130);确认式为 min(限速 × 1.1, 130)。

  4. 目标车道刚出现且向后可见段无车,不套假想车。

  5. 并排重叠车辆直接抑制,不走后向距离公式。

  6. 本车变道中计划减速 ≤ 2 m/s²,计入 v_ego 预测重算 S_crit;完成后时距不足时 2 s 内不加大减速度。

  7. 转向灯先于 LCM 至少 3 s;LCP 到 LCM > 7 s 受交规限制。

  8. 横向加速度增量 ≤ 1.5 m/s²,总 ≤ 3.5 m/s²,jerk 半秒平均 ≤ 5 m/s³。

  9. 抑制输出:光学 + 声音或触觉。

  10. 不得变入对向车道;无隔离道路要证明目标车道不是对向;有行人/自行车道路要能避碰。


本文依据 UN Regulation No. 171(00 系列,2024-09-22 生效)整理,开发以现行合并本核对第 6.2.4 条与 Annex 4,型式认证请以官方文本为准。