Teleoperation Operational Design Domain based on Minimal Risk Maneuver Capability

📄 arXiv: 2605.29818v1 📥 PDF

作者: Leon Johann Brettin, Nayel Fabian Salem, Ole Hans, Markus Maurer

分类: eess.SY

发布日期: 2026-05-28

备注: This is a preprint. The manuscript is under preparation and has not yet been submitted for peer review

💡 一句话要点

提出基于最小风险机动能力的遥操作车辆运行设计域（ODD）

🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)

关键词: 遥操作 运行设计域 最小风险机动 车辆安全 远程驾驶

📋 核心要点

  1. 现有遥操作车辆的运行条件主要依赖网络性能，但网络可靠性难以保证，存在安全隐患。
  2. 论文提出基于车辆执行最小风险机动能力来确定遥操作系统的ODD，提升安全性。
  3. 通过用例展示了该ODD概念在遥操作系统中的应用，验证了其可行性。

📝 摘要（中文）

本文探讨了专为遥操作道路车辆设计的运行设计域（ODD）概念。为此，针对自动驾驶设计的ODD概念被调整以适应遥操作。随着遥操作在常规交通中变得越来越普遍，一个问题出现了：在哪些操作条件下，此类车辆能够且被允许行驶？目前，这些条件的选择主要基于网络性能。从安全角度来看，很难基于可靠的连接来进行这种选择，因为几乎不可能保证足够的可靠性。考虑到这一点，针对自动驾驶设计的ODD概念被调整以适应遥操作：提出了一个概念，即基于遥操作车辆使用专门为此目的设计的专用系统执行最小风险机动的能力来确定遥操作系统的ODD。然后，通过用例示例演示了这个概念。

🔬 方法详解

问题定义：现有遥操作车辆的运行设计域（ODD）主要依赖于网络连接的性能。然而，由于网络连接的可靠性难以保证，这种方法存在严重的安全隐患。如果网络出现问题，遥操作车辆可能无法安全行驶，从而导致事故的发生。因此，需要一种更可靠的方法来确定遥操作车辆的ODD。

核心思路：论文的核心思路是基于遥操作车辆执行最小风险机动（Minimal Risk Maneuver, MRM）的能力来确定其ODD。这意味着，只有当车辆能够执行MRM时，才允许其在特定的操作条件下行驶。MRM是指在紧急情况下，车辆能够安全地减速、停车或执行其他操作，以避免或减轻事故的发生。

技术框架：该方法的技术框架包括以下几个主要模块：1) 最小风险机动能力评估模块：该模块负责评估车辆在特定操作条件下执行MRM的能力。评估的依据包括车辆的传感器数据、环境信息以及车辆的动力学模型。2) ODD确定模块：该模块基于MRM能力评估结果，确定车辆的ODD。只有当车辆能够执行MRM时，才允许其在该ODD内行驶。3) 遥操作控制模块：该模块负责接收遥操作员的指令，并控制车辆的行驶。同时，该模块还会监控车辆的MRM能力，并在必要时触发MRM。

关键创新：该方法最重要的技术创新点在于，它将车辆的MRM能力作为确定ODD的关键因素。这与现有方法主要依赖网络性能的做法截然不同。通过考虑车辆自身的安全能力，该方法能够更可靠地确定遥操作车辆的ODD，从而提高安全性。

关键设计：论文中，最小风险机动能力评估模块的设计是关键。具体而言，需要定义清晰的MRM策略，并设计相应的算法来评估车辆在各种工况下执行这些策略的能力。这可能涉及到对车辆动力学模型的精确建模，以及对传感器数据的有效融合。此外，ODD的划分也需要仔细考虑，以确保在保证安全的前提下，尽可能地扩大车辆的运行范围。

📊 实验亮点

论文通过一个用例展示了所提出的ODD概念。虽然没有提供具体的性能数据，但该用例验证了基于最小风险机动能力确定ODD的可行性。该用例表明，通过考虑车辆自身的安全能力，可以更可靠地确定遥操作车辆的ODD，从而提高安全性。未来的工作可以集中在量化评估MRM能力和ODD划分对整体系统安全性的影响。

🎯 应用场景

该研究成果可应用于各种需要远程操作的车辆，例如矿山车辆、建筑车辆、物流车辆等。通过提高遥操作车辆的安全性，可以降低事故风险，提高运营效率。此外，该研究还有助于推动遥操作技术在更多领域的应用，例如灾害救援、军事侦察等。

📄 摘要（原文）

This article discusses the concept of an Operational Design Domain (ODD) designed specifically for teleoperated road vehicles. For this purpose, the ODD concept designed for automated driving is adapted for teleoperation. As teleoperation becomes more common in regular traffic, the question arises under which operating conditions such vehicles are able and allowed to drive. Currently, these conditions are selected primarily based on network performance. From a safety perspective, it is difficult to base such a selection on a reliable connection because it is almost impossible to guarantee sufficient reliability. With this in mind, the ODD concept designed for automated driving is adapted for teleoperation: A concept is proposed for basing the ODD for a teleoperation system on the capability of the teleoperated vehicle to perform a minimal risk maneuver using a dedicated system designed solely for this purpose. This concept is then demonstrated using a use case example.