功能需求文档-自适应巡航控制ACC

本文以特斯拉Model3为例，展示如何撰写其主动巡航控制功能的功能需求文档；详情请参照用户手册

功能概述

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主动巡航控制(ACC)是指系统实时监控车辆前方行驶环境，在设定的速度范围内，通过控制油门和制动，自动调整行驶速度并具有减速至停止及从停止状态自动起步的功能，以适应前方交通参与者等引起的驾驶环境变化。主动巡航控制功能通过控制油门和制动，保持与前车的安全时距，减轻了驾驶员的驾驶负担，同时提高了驾驶汽车的舒适性和安全性。该功能支持定速巡航、跟车、Go & Stop 等多个辅助驾驶功能。主动巡航控制功能激活后，驾驶员可随时接管纵向控制，系统将优先响应驾驶员的控制。

设计运行范围ODD

下表从道路类型、临时性操纵、交通参与者、静态障碍物、环境条件几个维度来描述ACC功能的适用范围（ODD）。
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功能场景

定速巡航

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在ACC工作模式下，定速巡航需满足以下功能要求：
1）支持直道、弯道、上下坡；
2）直道、弯道情况下，速度控制精度不得超过±1km/h；
3）上下坡情况下，速度控制精度不得超过±2km/h
4）当驾驶员调整目标巡航速度后，系统应控制车速平稳过渡到驾驶员设定车速；
5）激活ACC时，初始巡航速度判定逻辑：
若当前速度≤30km/h，则设置30km/h作为目标巡航速度；
若当前速度＞30km/h，则设置当前速度作为目标巡航速度；
6）允许驾驶员设定的目标巡航速度范围为【0km/h，150km/h】

智能限速控制

在ACC工作模式下，系统检测限速标识，同时感知道路结构，对车辆速度进行调整。
在这里插入图片描述 ——基于限速标识的智能限速：
1）需识别GB 5768及欧盟法规要求的各类限速标识；
2）限速信息来源需支持：视觉、SD MAP
3）限速信息设定为目标巡航速度需支持：驾驶员确认、自动更新
------驾驶员确认：驾驶员可通过操作将限速设置为目标巡航速度
------自动更新：系统自动将限速设置为目标巡航速度，跟随限速更新
4）允许驾驶员基于限速作偏移量调整，调整方式分为：固定和百分比
-------固定：允许驾驶员在-10km/h至+10km/h之间进行调整
-------百分比：允许驾驶员在-20%至20%之间进行调整
5）智能限速控制工作条件下，智能限速提醒受抑制
——基于道路结构的智能限速：
1）系统需识别道路曲率，进入弯道前，提前减速至合适车速【查表】，完成舒适入弯
2）过弯期间，可根据道路曲率变化实时调整车速，车速变化应保证舒适性
3）出弯之后，系统需舒适加速恢复至原有设定速度
4）弯道对应最大过弯横向加速度不得大于3m/s2，横向加速度的平均变化率不得大于5m/s3

备注：当限速标识与道路结构同时存在时，限速采用两者中较小的值

自动跟行

ACC功能激活后，自车前方存在运动车辆、非机动车或行人，自车跟随前方目标行驶，并保持跟行时距
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自动跟行功能需满足以下要求：
1）跟车时距分为5挡，分别为：1.2s，1.6s，1.8s，2.2s，2.4s；
2）允许驾驶员调整跟车时距，首次默认为3挡，后续记忆
3）系统支持直道、弯道、上下坡跟行，且跟车性能不应受道路结构的影响
4）前车匀速行驶时，自车根据驾驶员设定的车距保持恒定车距行驶；
5）前车出现急减速时，系统应及时感知前车意图，及时减速，保证安全，若检测到存在碰撞风险时，应及时采取紧急功能；前车出现急加速时，自车不应跟随前车急加速，维持自车舒适加速
6）在跟行状态下，自车横向由驾驶员控制，纵向依据驾驶员设定时距行驶，不应随前车的横向移动自车发生偏移
7）当前车判定为跟随目标时，应颜色突出显示，易于驾驶员区分
8）最小跟停距离不得低于2m
9）系统不得将临侧车道目标作为跟行目标

停走功能

ACC功能激活后，自车跟车行驶时，可以跟随前方机动车、非机动车、行人停止或起步状态，交替起停行驶
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停走功能需满足以下功能要求：
1）自车跟停后，开始计时，若跟停时间＜5min，前车起步，自车自动跟随起步；
2）若跟停时间≥5min，则通过HMI告知驾驶员自车处于Hold状态，需要驾驶员的确认【踩油门踏板】，才能继续自动起步
3）若0min≤跟停时间＜10min，收到驾驶员的确认【踩油门踏板】，车辆再次恢复到静止后，重新计时
4）若跟停时间＞10min，ACC功能自动退出，拉起EPB
5）前车起步，自车跟随起步的延迟不得大于2s【可标定】

切入Cut-in

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切入Cut-in需满足以下功能要求：
1）前方出现目标切入后，系统应及时完成跟车目标切换，控制车辆速度，保持与前车安全距离；当超出系统控车能力时，需及时发送接管提醒，通知驾驶员

切出Cut-out

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切出cut-out需满足以下功能要求：
1）前车切出后，若前方无目标物，自车进入巡航状态
2）前车切出后，若前方出现新的跟车目标，应及时进行目标切换且与之保持设定跟车时距
3）前车切出后，若前方出现静止目标物，执行减速刹停

纵向防撞

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纵向防撞需满足以下功能要求：
1）功能运行速度要求：1km/h-60km/h
2）系统需具备检测前方横穿行人、车辆、非机动车辆的能力
3）对于即将侵入自车轨迹的行人、车辆、非机动车，ACC将执行纵向减速
4）待风险消失后，加速至设定巡航车速或按设定时距跟随跟车目标行驶

主动刹停

系统需对以下场景采取刹停策略：
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主动刹停需满足以下功能要求：
1）系统需控制车辆舒适性减速
2）系统应控制车辆于碰撞目标前2m[可标定]处刹停，若无法通过舒适减速安全停车时，需及时应用紧急功能
3）施工路段特征包括：
-----连续锥形桶(3个或3个以上锥形桶斜行或直线排列)
-----施工标识(参照GB 5768)
-----导向装置，如信号灯

超车加速

短暂地开启转向信号灯，使 Model 3 加速超车。短暂地按住转向信号灯，可以在不踩加速踏板的情况下迅速加速到设定速度，但前提是：
-----主动巡航控制正在运行且检测到前方有车辆
-----检测到目标车道内无障碍物或车辆
-----Model 3 以低于设定速度但高于 45 mph (72 km/h) 的速度行驶

在出口附近巡航

在通行受控道路的出口附近巡航以及向匝道出口打转向信号灯时，系统认为您要驶离并开始降低 Model 3 的速度。如果没有驶上匝道出口，系统继续以设定速度巡航。

右舵区域：只有在最右侧车道行驶且在距离出口 50 米以内打开右转向信号灯时，才会出现这种情况
左舵区域：只有在最左侧车道上行驶且在距离出口50 米内打开左转向信号灯时，才会出现这种情况

停车灯和停车标志预警

在ACC运行过程中，如果探测到可能闯红色停车灯或停车标志，Model 3 将在触摸屏上显示一则警告并发出蜂鸣音。如果出现此情况，请立即采取补救措施！几秒后或踩下制动踏板时（以较早者为准），图像和声音警告取消。停车灯和停车标志预警仅提供警报功能。
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人机交互

设置项

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交互说明【设置项】：
1）设定速度：可以选择当前速度和限速两种模式，首次默认为当前速度，后续记忆；选择智能限速模式时，还可对偏移和偏移值进行设置；当前速度模式下，不可设置
2）偏移：可以选择固定或百分比，对限速值进行调整
3）偏移值设置：与偏移选择方式有关
——固定：支持驾驶员在±10km/h之间，以1km/h为单位进行调整
——百分比：支持驾驶员在-20%至+20%之间，以1%为单位进行调整
首次默认为固定，偏移值为0km/h，后续记忆【百分比默认为0%】
4） Autopilot自动辅助驾驶激活：
——单击：如果设置为单击，按一下右滚轮即可同时启用主动巡航控制和自动辅助转向
——按两下：如果设置为按两下，则必须按两下右侧滚轮才能启用自动辅助转向；Autopilot自动辅助驾驶激活必须设置为按两下，才能在不启用自动辅助转向的情况下单独启用主动巡航控制。
备注：首次默认为按两下，后续记忆

功能要求：
1）若ACC激活期间，驾驶员更改巡航模式，自车不会应用当时的设置，待下次激活时，才允许应用
2）相关设置适用于所有行车类功能（ACC/ICA/NOP）

功能开启

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交互说明【功能开启】：
1）状态图标显示：
——无图标：ODC不满足/系统故障，不显示状态图标
——灰色图标：ODC满足，显示灰色状态图标，图标元素包括颜色及目标巡航速度
●颜色：显示为灰色
●目标巡航速度数字：与巡航模式关联

目标巡航速度数字显示逻辑如下：
若设定速度为当前速度：
-----若当前速度≤30km/h，则设置30km/h作为目标巡航速度；
-----若当前速度＞30km/h，则设置当前速度作为目标巡航速度；
若设定速度为限速：
-----若当前速度≤限速+偏移值，则设置限速+偏移值作为目标巡航速度；
-----若当前速度＞限速+偏移值，则设置当前速度作为目标巡航速度；

存在以下情况之一，视为ODC不满足：
1）ODD不满足
2）主驾安全带未系
3）驾驶员踩制动
4) 车速为0km/h
5）行驶速度超过150km/h
6）车辆处于非D挡
7）四门两盖，任一处于打开状态
8）系统故障（含传感器）
9）关联ECU故障（含转向、制动、驱动）
10）车辆不稳定，ESC/ABS/TCS/EBD激活
11）胎压异常（胎压过高、过低）
12）自车发生碰撞
13）AEB激活

功能激活

交互说明【功能激活】：
1）激活方式：按右滚轮，然后松开加速踏板
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2）激活提示：
——激活成功：
●状态图标：显示蓝色状态图标
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●声音提示：ACC-Voice-1【激活成功提示音】
——激活失败（失败原因-1）：
●文言提示：“巡航控制暂不可用”
●声音提示：ACC-Voice-2【激活失败提示音】
——激活失败（失败原因-2）
●文言提示：“系统故障，巡航控制无法使用”
●声音提示：ACC-Voice-2【激活失败提示音】

失败原因-1：
1）ODD不满足
2）主驾安全带未系
3）驾驶员踩制动
4）车速为0km/h
5）行驶速度超过150km/h
6）车辆处于非D挡
7）四门两盖，任一处于打开状态
8）车辆不稳定，ESC/ABS/TCS/EBD激活
9）胎压异常（胎压过高、过低）
10）自车发生碰撞
11）AEB激活

失败原因-2：
1）系统故障（含传感器）
2）关联ECU故障（含转向、制动、驱动）

功能要求【功能激活】：
1）功能激活速度要求：1km/h-150km/h
2）若在限速模式下激活ACC，则巡航速度将自动随限速值更新

调整跟车时距

交互说明【调节跟车时距】：
1）调整方式：允许驾驶员左右拨动滚轮调整跟车时距，左减右增，单位为1
2）跟车时距有5挡，首次默认为3挡，后续记忆
3）若已调至最小/大挡位，若再左/右拨动滚轮，则维持最小/大挡位不变
4）跟车时距调整时，显示时距变化动画，待驾驶员停止调整后，3秒消失
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功能要求：
1）跟车时距5挡：1.2s，1.6s，1.8s，2.2s，2.4s
2）无论ACC是否激活，驾驶员均可调整跟车时距

调节巡航速度

交互说明【调节巡航速度】：
1）巡航速度调节方式：允许驾驶员通过上下滚动滚轮调节巡航车速，上增下减，快滚+5，慢滚+1
2）若调节至最大/小巡航速度，继续拨动滚轮，巡航速度不在变化
3）ACC激活且非Override状态下，允许驾驶员向下拨动换挡杆到底维持约1S，将当前限速（+偏移值）设为目标巡航速度；通过此方式设置的目标巡航速度不会随限速值更新
4） ACC激活且在Override状态下，允许驾驶员向下拨动换挡杆到底一次，将当前速度设为目标巡航速度；若当前速度≤30km/h，则设置30km/h作为目标巡航速度

功能要求：
1）巡航速度调整范围：【0km/h，150km/h】
2）巡航速度调整值适用于所有行车类功能（ACC/ICA/NOP）
3）巡航速度仅在ACC激活情况下，才可调节

功能场景触发

定速巡航

交互说明【定速巡航】：
——无交互提示

智能限速控制

交互说明【智能限速控制】：
——限速图标：显示当前限速值

自动跟行

交互说明【自动跟行】：
——场景重构：ACC-SR-1【普通车辆】、ACC-SR-2【骑行者】、ACC-SR-3【行人】，跟车目标渲染深灰色

停走功能

交互说明【停走功能】：
——场景重构：ACC-SR-1【普通车辆】、ACC-SR-2【骑行者】、ACC-SR-3【行人】，跟停/车目标渲染深灰色
——动画显示：显示减速动画
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——1min＜停止时间＜5min: 无交互提示
——5min≤停止时间＜10min：保持状态图标：当前速度下方增加”保持“二字+文字提示：“前车已起步，请轻踩油门继续行驶”
——停止时间＞10min：文字提示：“巡航控制已退出”+声音提示：ACC-Voice-4【退出提示音】

切入Cut-in

交互说明【切入Cut-in】：
——场景重构：ACC-SR-1【普通车辆】、ACC-SR-2【骑行者】、ACC-SR-3【行人】
——信息提示：【适用于紧急切入，超出系统控车能力】
●文字提示：”请立即接管“
●声音提示：ACC-Voice-5【接管报警音】
●动画显示：白手扶红色方向盘大图标
●场景重构：目标物红色渲染

切出Cut-out

交互说明【切入Cut-out】：
——场景重构：ACC-SR-1【普通车辆】、ACC-SR-2【骑行者】、ACC-SR-3【行人】、ACC-SR-4【障碍物】
——信息提示：【适用于紧急切出，超出系统控车能力】
●沿用切入Cut-in接管提示

纵向防撞

交互说明【纵向防撞】：
——场景重构：ACC-SR-5【横穿普通车辆】、ACC-SR-6【横穿骑行者】、ACC-SR-7【横穿行人】
——信息提示：【适用于鬼探头场景，超出系统控车能力】
●沿用切入Cut-in接管提示

主动刹停

交互说明【主动刹停】：
——场景重构：ACC-SR-1【普通车辆】、ACC-SR-2【骑行者】、ACC-SR-4【行人】、ACC-SR-4【障碍物】、ACC-SR-8【锥桶】、ACC-SR-9【路沿】
——信息提示：【适用于速度较高/距离较近场景，超出系统控车能力】
●沿用切入Cut-in接管提示

超车加速

交互说明【超车加速】：
——无交互提示

在出口附近巡航

交互说明【在出口附近巡航】：
——无交互提示

停车灯和停车标志预警

交互说明【停车灯和停车标志预警】：
——场景重构：ACC-SR-10【信号灯】、ACC-SR-11【停止线】、ACC-SR-12【停车牌】
——信息提示：【探测到闯红灯或停止线】
●沿用切入Cut-in接管提示

功能抑制

交互说明【功能抑制】：
——文字提示：““巡航控制将不会减速，您已踩下油门踏板”

功能说明：
1）驾驶员油门扭矩指令超出当前系统的扭矩指令时，系统响应驾驶员油门扭矩指令，触发纵向Override；
2）驾驶员纵向Override解除后，油门扭矩指令小于系统扭矩指令后，系统接管扭矩请求，接管的过渡平缓连续；
3）驾驶员纵向Override时，系统响应当前驾驶员选择的驾驶模式；
4）若FSRA处于减速阶段，此时驾驶员踩下加速踏板，系统不应对驾驶员请求有延迟，且加速请求不会缩减

功能中断

交互说明【功能中断】：
——功能中断【中断原因-1】
●文字提示：“巡航控制已退出”
●声音提示：ACC-Voice-4【退出提示音】
●状态图标：无图标显示
——功能中断【中断原因-2】
●文字提示：“系统故障，巡航控制已退出”
●声音提示：ACC-Voice-4【退出提示音】
●状态图标：无图标显示

中断原因-1：
1）ODD不满足
2）主驾安全带未系
3）行驶速度超过150km/h
4）车辆处于非D挡
5）四门两盖，任一处于打开状态
6）车辆不稳定，ESC/ABS/TCS/EBD激活
7）胎压异常（胎压过高、过低）
8）自车发生碰撞
9）AEB激活

中断原因-2：
1）系统故障（含传感器）
2）关联ECU故障（含转向、制动、驱动）