NOA（Navigation on Autopilot）作為高階自動(dòng)駕駛的核心功能，涵蓋高速智慧導(dǎo)航輔助駕駛、記憶行車/通勤模式及城區(qū)智慧導(dǎo)航輔助駕駛?cè)箢悺?p>

其實(shí)現(xiàn)依賴復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)與多模塊協(xié)同，我們從工程視角出發(fā)，基于ISO 22737等國際標(biāo)準(zhǔn)，深入剖析NOA的功能模塊，包括設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍（ODD）、危險(xiǎn)工況識(shí)別、最小風(fēng)險(xiǎn)策略（MRM）、緊急停車及通勤模式設(shè)計(jì)等，并探討其狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)換邏輯。

通過對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)與開發(fā)任務(wù)的系統(tǒng)性分析，揭示NOA在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與解決方案，NOA技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，其落地需平衡功能性、安全性與用戶體驗(yàn)。

01

NOA功能模塊解析：

從架構(gòu)到核心技術(shù)

NOA作為高階自動(dòng)駕駛功能，系統(tǒng)架構(gòu)需整合多個(gè)子模塊以實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃、環(huán)境感知與動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)（DDT）的無縫執(zhí)行。

根據(jù)ISO 22737的參考框架，一個(gè)完整的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括路徑規(guī)劃、感知識(shí)別、ODD監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)、危險(xiǎn)工況識(shí)別、最小風(fēng)險(xiǎn)策略、緊急停車、控制執(zhí)行、駕駛員監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及V2X通信等子模塊。

● 模塊相互協(xié)作，確保系統(tǒng)在復(fù)雜場(chǎng)景下的安全性和可靠性。

◎ 感知識(shí)別模塊通過激光雷達(dá)、攝像頭和毫米波雷達(dá)提供環(huán)境數(shù)據(jù)，

◎ 路徑規(guī)劃模塊則基于高精地圖生成行駛軌跡，

◎ 而控制執(zhí)行模塊將規(guī)劃轉(zhuǎn)化為車輛的實(shí)際動(dòng)作。

備注：現(xiàn)在整個(gè)架構(gòu)被端到端和VLA開始取代，我們會(huì)從整個(gè)系統(tǒng)出發(fā)，去討論過去和現(xiàn)在，還有未來的變化。

ODD是NOA功能設(shè)計(jì)的基石，明確系統(tǒng)適用的運(yùn)行條件是確保安全的前提。

● ODD需涵蓋以下關(guān)鍵元素：

◎ 速度：如晴天限速80km/h，雨天降至60km/h，顛簸路面進(jìn)一步限制至40km/h。

◎ 區(qū)域：支持高速公路、城市主干道，但可能排除非鋪裝道路或狹窄巷道。

◎ 路線：預(yù)定義導(dǎo)航路徑，如通勤模式下的固定上下班路線。

◎ 照明：支持100-10,000 lux范圍，覆蓋白天至夜間人工照明場(chǎng)景。

◎ 天氣：適配晴天、小雨、中雨，暴雨或大霧可能超出ODD。

◎ 道路：要求清晰車道線、鋪裝路面，無嚴(yán)重沉陷或積水。

◎ 障礙物：識(shí)別行人、騎行者及靜態(tài)物體，如路障或停車車輛。

系統(tǒng)需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)ODD狀態(tài)，判斷是否處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能見度因大霧降至ODD閾值以下時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)觸發(fā)退出機(jī)制。這種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)依賴高精度傳感器與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，工程實(shí)現(xiàn)上需優(yōu)化算法以降低誤判率。

● NOA系統(tǒng)需實(shí)時(shí)識(shí)別危險(xiǎn)工況并采取規(guī)避措施。危險(xiǎn)工況分為無遮擋和有遮擋兩類：

◎ 無遮擋工況：如行人橫穿馬路或騎行者并行，系統(tǒng)需通過目標(biāo)檢測(cè)算法識(shí)別并預(yù)測(cè)其運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合剎車或變道規(guī)避。

◎ 有遮擋工況：如行人從車輛后方突然出現(xiàn)，要求系統(tǒng)利用多傳感器融合（如激光雷達(dá)與攝像頭）增強(qiáng)感知能力。

ISO 22737規(guī)定系統(tǒng)必須應(yīng)對(duì)這些場(chǎng)景，工程實(shí)現(xiàn)上需設(shè)計(jì)魯棒的感知模型，確保在遮擋或低光照條件下的識(shí)別精度。此外，系統(tǒng)需向外部發(fā)出警告（如鳴笛或燈光閃爍），這對(duì)V2X通信的實(shí)時(shí)性提出更高要求。

● 當(dāng)NOA系統(tǒng)無法繼續(xù)執(zhí)行DDT時(shí)，MRM被觸發(fā)以將車輛置于最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)（MRC）。觸發(fā)條件包括：

◎ 遇到無法處理的危險(xiǎn)工況（如多車混雜的復(fù)雜路口）。

◎ 系統(tǒng)故障（如傳感器失效）。

◎ V2X通信中斷。

◎ 即將超出ODD（如進(jìn)入未鋪裝道路）。

MRM執(zhí)行過程可能包括減速、在車道內(nèi)停車或變道至路邊停車，在高速公路上檢測(cè)到前方事故，系統(tǒng)可減速并靠邊停車，同時(shí)激活危險(xiǎn)燈。工程設(shè)計(jì)需確保MRM的平滑性，避免二次風(fēng)險(xiǎn)，如突然剎車導(dǎo)致后車追尾。

● 緊急停車功能為用戶或調(diào)度員提供主動(dòng)干預(yù)手段。觸發(fā)場(chǎng)景包括：

◎ 乘客身體不適（如暈車）。

◎ 系統(tǒng)異常（如路徑偏離）。

◎ 車輛失去自動(dòng)駕駛能力（如硬件故障）。

實(shí)現(xiàn)上，緊急停車按鈕需集成至車內(nèi)顯眼位置，觸發(fā)后系統(tǒng)立即執(zhí)行減速并停止，伴隨外部警告信號(hào)。重新激活需駕駛員確認(rèn)，確保系統(tǒng)完整性。此功能對(duì)人機(jī)交互設(shè)計(jì)提出要求，需兼顧便捷性與誤觸防范。

● 通勤模式是NOA的創(chuàng)新亮點(diǎn)，通過記憶軌跡優(yōu)化日常駕駛，核心技術(shù)包括：

◎ 記憶軌跡錄制：記錄全局坐標(biāo)下的經(jīng)緯度點(diǎn)串，包含自車動(dòng)作（如轉(zhuǎn)向、剎車）及環(huán)境信息（如車道線位置）。

◎ 全局到局部轉(zhuǎn)換：將錄制軌跡與實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)對(duì)齊，生成局部導(dǎo)航路徑。例如，利用SLAM（同步定位與建圖）技術(shù)校準(zhǔn)偏差。

◎ 軌跡追蹤：基于局部路徑，結(jié)合感知到的車道線和障礙物，執(zhí)行精確控制。

工程實(shí)現(xiàn)上，可采用傳統(tǒng)規(guī)則或AI模型生成導(dǎo)航軌跡，挑戰(zhàn)在于如何處理動(dòng)態(tài)環(huán)境變化，如道路施工或臨時(shí)障礙，需結(jié)合實(shí)時(shí)感知?jiǎng)討B(tài)調(diào)整軌跡。

02

NOA狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)：

邏輯與實(shí)現(xiàn)

● NOA的狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)依據(jù)ISO 22737標(biāo)準(zhǔn)，包含OFF、Standby和Active三大狀態(tài)及若干子狀態(tài)，旨在清晰定義各階段系統(tǒng)行為且避免功能重疊。

◎ OFF狀態(tài)下系統(tǒng)未激活，適用于車輛熄火或待機(jī)；

◎ Standby狀態(tài)下系統(tǒng)處于待命，準(zhǔn)備激活，包括驗(yàn)證操作設(shè)計(jì)域（ODD）、建立通信并保持靜止；

◎ Active狀態(tài)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)（DDT），進(jìn)一步分為默認(rèn)的DDT子狀態(tài)、緊急停車e-stop子狀態(tài)、最小風(fēng)險(xiǎn)策略MRM子狀態(tài)和最小風(fēng)險(xiǎn)MRC子狀態(tài)。

狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯是系統(tǒng)運(yùn)行的核心，條件涵蓋從上電自檢通過后的A1（OFF到Standby）到駕駛員確認(rèn)解除緊急狀態(tài)后的C6（e-stop到Standby）。

此外，工程實(shí)現(xiàn)面臨實(shí)時(shí)性、魯棒性和用戶體驗(yàn)的挑戰(zhàn)，要求狀態(tài)轉(zhuǎn)換迅速準(zhǔn)確、適應(yīng)傳感器噪聲或通信中斷，并確保平滑的狀態(tài)切換與及時(shí)的用戶反饋。

為此，采用有限狀態(tài)機(jī)框架結(jié)合實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以及高性能計(jì)算平臺(tái)來支持復(fù)雜的感知與決策算法顯得尤為重要。整個(gè)設(shè)計(jì)需保證在各種條件下安全有效地完成狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，以提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的可靠性與用戶體驗(yàn)。

小結(jié)NOA是自主駕駛的開端，從ODD定義到危險(xiǎn)工況識(shí)別，再到MRM與通勤模式的創(chuàng)新，NOA系統(tǒng)需在感知、決策與控制層面實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)協(xié)同，工程實(shí)踐仍面臨諸多挑戰(zhàn)。