基于场景的智能网联汽车模拟仿真测试评估方法与实践

搭载自动驾驶功能的智能网联汽车因可在其设计运行条件内承担全部动态驾驶任务,面临安全验证与评估挑战。基于场景的智能网联汽车安全测试评估方法已成为广泛的行业共识,模拟仿真测试是其重要手段之一。从第三方视角,针对自动驾驶安全性、高场景覆盖度、逻辑完备性等测试验证目标,搭建基于软件在环的模拟仿真测试环境框架,在此基础上研究基于设计运行条件覆盖的测试场景集构建方法,探索形成一套高可信智能网联汽车模拟仿真测试评估方法,并在特定应用场景进行初步实践。研究成果为模拟仿真测试在智能网联汽车安全测试与评估中的落地应用提供了参考。     

基于场景的智能网联汽车“三支柱”安全测试评估方法研究

随着汽车智能化、网联化以及自动驾驶技术的快速发展，搭载自动驾驶功能的智能网联汽车目前正处于测试验证转向多场景示范应用的新阶段，产业化应用需求日益迫切，车辆安全问题更加凸显，针对车辆产品安全的测试评估方法成为关注焦点。由于智能网联汽车及其运行环境的复杂性以及安全事件的偶发性，传统的高里程实车测试在效率、成本等方面难以适应自动驾驶测试评估的发展需要。从第三方视角出发，在汽车生产企业研发测试的基础上，结合工程实践与应用需要，通过分析智能网联汽车的安全目标，对比模拟仿真、封闭场地和实际道路3种测试方法的特点及优缺点，提出基于场景的 “三支柱”融合测试评估方法，为综合评估智能网联汽车的安全性提供支撑。     

自动驾驶汽车在城市道路上面临的主要场景挑战

基于人类的自然驾驶数据、交通事故数据等信息提出的自动驾驶汽车技术要求和测试场景难以反映自动驾驶汽车特有的局限性和安全风险。文章从车辆视角出发,利用搭载高度自动驾驶功能的汽车开展了实际道路测试,并通过分析测试过程中遇到的危险场景和边缘场景,总结了城市道路环境下自动驾驶汽车在感知、定位、决策规划、控制执行和网联通信等方面存在的主要场景挑战。该研究成果弥补了基于人类驾驶数据开展相关研究的不足,能够为自动驾驶汽车的研发和基于场景的测试验证提供参考。     

交通事故场景在智能网联汽车仿真测试中的应用

在汽车全生命周期范围内,通过三支柱测试认证方法来验证智能网联汽车的功能和安全,是提升车辆安全性和交通效率的有效手段,具有广阔的应用前景。其中,如何通过仿真方法来高效验证在危险工况和事故场景下智能网联汽车的主动安全防护能力,成为目前亟待解决的问题之一。基于交通事故场景,建立交通事故数据到仿真测试场景重构的技术方案,并通过实际案例验证了该方案应用于仿真测试的可行性。实践证明,所建方案有助于丰富智能网联汽车仿真测试场景库,提升仿真测试效率,加快完善智能网联汽车的安全测试与评估的进程。     

智能网联汽车热带测试场景研究

环境测试是实现高级自动驾驶的重大技术问题,阐述了国内外智能网联汽车环境测试发展现状,阐明了智能网联汽车热带测试场景建设的必要性。深入挖掘国际上智能网联汽车测试场景建设项目提出的场景框架,然后提取场景框架中的环境要素,指出相应环境要素对于智能网联汽车安全驾驶的重要影响。提出智能网联汽车热带测试场景的环境要素,并凝练了海南热带测试场景环境要素中的气候、交通和植被要素特征,建立了具有代表性的智能网联汽车热带测试场景,为高级自动驾驶实施落地奠定了基础。     

基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试研究进展

随着自动驾驶等级的提高,面向传统汽车的测试工具与测试方法已不能满足自动驾驶汽车测试的需要。基于场景的虚拟测试方法在测试效率、测试成本等方面具有巨大的技术优势,是未来自动驾驶汽车测试验证的重要手段,已成为当前的研究热点。通过对大量相关文献的系统梳理,综述了基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试研究进展。对比分析了自动驾驶测试场景的不同定义方式,明确了测试场景的内涵,归纳了测试场景的要素种类,概述了测试场景的数据来源,总结了场景数据的处理方法。在此基础上,对自动驾驶汽车虚拟测试方法进行了总结,分析了典型的测试方式、测试平台和虚拟测试的技术要点,梳理了软件在环、硬件在环和车辆在环测试方案及其关键技术。针对自动驾驶汽车测试效率问题,研究了基于场景的加速测试技术,概述了典型的测试场景随机生成方法和危险场景强化生成方法。最后,对基于场景的自动驾驶汽车虚拟测试所面临的问题及未来发展趋势进行了分析和展望。研究结果表明：基于场景的虚拟测试是推动自动驾驶技术发展和产业落地的必由之路,未来研究应着力突破基于解构与自动重构的测试场景数据库、人-车-环境系统一体化高置信度建模、自动驾驶汽车虚拟测试标准工具链、不同自动驾驶汽车渗透率下的混合交通模拟与测试、测试案例动态自适应随机生成机制等核心共性技术,建立自动驾驶汽车虚拟测试标准体系。     

港口自动驾驶现状及典型场景测试技术研究

目前,港口自动驾驶是智能网联汽车应用落地的典型应用方向。港口工作环境差、人员工作时间长,易发生生产事故,而港口自动驾驶的应用将降低生产事故的发生,节约人工成本,增大港口经济效益。针对港口自动驾驶应用,分析当前市场现状和落地影响因素,提出典型测试场景和测试方法。     

智能网联汽车测试场景三维评价模型研究

测试驱动型开发是智能网联汽车技术发展的重要路径,而测试场景作为测试驱动型开发过程的核心要素,需要建立科学合理的建模和分类方法。首先,从应用层面定义了智能网联汽车测试场景的三个评价指标;其次,提出了测试场景评价的三维建模与评价方法;最后,结合具体应用案例分析了测试场景三维评价模型的应用场景。提出的测试场景三维评价模型对智能网联汽车的测试与评价具有重要指导作用。     

浅析无线信道环境对LTE-V2X通信性能的影响

由于智能网联汽车LTE-V2X功能对安全预警、自动驾驶的重要作用,如何定量准确评估汽车无线通信能力是智能网联汽车测评领域的关注点。其中,汽车通信能力除了受自身芯片能力及天线系统增益的制约外,还受到外界无线信道环境的影响。本文针对前期LTE-V2X功能实际道路测试中发现的通信中断问题,选取了3个典型道路场景,对LTE-V2X终端的通信距离、丢包率等数据进行采集与分析。下一步将对采集到的无线信道环境进行信道建模与试验室复现,为智能网联汽车通信可靠奠定基础。     

雷达场景仿真测试如何助力自动驾驶研发?

从L1、L2驾驶辅助到L4、L5自动驾驶,各项智能及网联技术的发展,推进了自动驾驶产业的进程.在这个过程中,仿真测试是新技术研发必不可少的环节.针对目前自动驾驶研发中,对于真实仿真场景测试的需求,是德科技推出了雷达场景仿真器,用于雷达传感器和算法研发.汽车制造商可以在实验室中测试复杂的真实场景,从而加快自动驾驶研发进程...     

基于典型非机动车事故的自动驾驶汽车测试场景构建方法研究

基于交通事故卷宗、交通事故视频信息数据,研究机非混行交通环境下典型交通事故形态,构建了面向机非混行交通环境下的自动驾驶汽车测试场景,旨在针对我国较为特殊的机非混行环境下的自动驾驶汽车的测试场景及测试评价方法提供参考。本文首先分析了自动驾驶测试场景的构建需求,建立交通事故数据筛选标准,得到133例可用于构建自动驾驶汽车测试场景的机动车与非机动车交通事故数据集;其次基于《中华人民共和国道路交通安全法》行驶要求,对133例交通事故的发生地点、车辆行为、道路类型、环境光线等方面进行解构分析;最后通过聚类分析,建立了5类典型的自动驾驶测试场景模型,并分析了不同场景模型的关键要素,为实际道路测试提供理论指导。     

高寒环境下的智能网联汽车试验场研究

随着汽车智能驾驶技术的快速发展,为了建立完整的智能驾驶技术验证体系,国内外的智能网联汽车试验场遍地开花,极大地丰富了智能驾驶测试场景库,但高寒环境下的智能驾驶成为技术发展的瓶颈。本文主要介绍了三种不同类型的智能网联汽车试验场的特点,分析了高寒环境对智能驾驶汽车的影响,阐述了建设高寒环境智能网联汽车试验场的必要性,最后通过将环境和场景设计相结合的例子,为高寒环境下的智能驾驶技术研究提供一种可行的思路。     

智能网联汽车测试场场景设计方法研究

智能网联汽车测试场是"无人驾驶"车辆运行安全测试的基础设施.构建测试场景、分析测试场设计要素和技术指标是测试场设计的核心.基于"车-路-环境"的测试场景分类,给出典型测试场景模型构建方法和建设需求,可用于支撑智能网联汽车测试场总体设计.     

商用车AEB系统测试场景构建及仿真研究

随着车辆智能化的发展,提高商用车主动安全水平的必要性增强,自动紧急制动(A EB)系统成为车辆主动安全领域的研究热点.文中从商用车自动紧急制动功能测试评价技术着手,基于场景元素分类构建商用车自动驾驶测试场景,建立自动紧急制动典型场景与控制模型,并通过仿真验证商用车A EB测试场景搭建与测试评价方法的有效性.     

一种自动驾驶仿真场景要素的提取方法

针对场景及其内容定义不明确、场景基本要素提取多为主观分析和不同测试主体的场景要素选择和设计不可解释等问题,本文中提出一种汽车自动驾驶仿真场景的关键要素提取方法。该方法从自动驾驶系统角度逐级分析场景要素对感知、决策和控制模块的影响,并根据对自动驾驶不同子模块的影响,建立为一种要素-结构-功能平面的映射方程,然后基于平面节点判别矩阵建立场景要素的提取模型,量化场景要素的重要性并进行判别和筛选。最后通过分析第四届世界智能驾驶仿真挑战赛的行人安全避撞场景的元素构成,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于多通道态势图的自动驾驶场景表征方法

开展自动驾驶测试场景研究能够大幅减少自动驾驶汽车的测试周期与开发成本，是未来评价和提升自动驾驶技术的重要基础。为此，联合基于本体论的场景解构方法，提出了一种基于多通道态势图的自动驾驶场景表征方法，并对多通道态势图的场景聚类与场景复杂度进行研究。首先，对目前的自动驾驶测试方法进行分析，论述道路测试的不足之处以及基于场景的自动驾驶虚拟测试的优点，并对当前的场景解构与表征方法进行了总结；然后，运用本体论解构场景中的信息，并建立场景的本体模型，对模型中的数据属性进行参数化；接着，对真实场景、场景中的语义信息和多通道态势图场景进行对比分析，定义表征场景的多通道态势图的数据格式，将解构出的场景信息重组到多通道态势图的不同层中；之后，以汉明距离为基础设计了多通道态势图的对象层相似度计算方法，采用K均值聚类算法对驾驶场景对象层进行聚类分析，并借助层次分析法对基于多通道态势图的驾驶场景复杂度计算进行研究；最后，以KITTI数据集的一些真实场景为例，绘制场景开始时刻的多通道态势图，分析聚类出的9种对象分布类型。研究结果验证了多通道态势图场景复杂度计算方法的有效性。     

无信号灯十字路口自动驾驶汽车直行关键场景构建

自动驾驶汽车在开发过程中需要进行全面的测试以确保其安全性，关键场景是有条件和高度自动驾驶汽车进行安全测试验证的重要基础。首先，针对测试场景参数离散化全组合后测试用例数量巨大的问题，分别采用3路定强度和变强度组合测试策略及场景初筛规则，以自动驾驶主车直行通过无信号灯十字路口及周围2辆干扰车的测试场景为例，使测试用例数量从全组合的3.9×10⁷组分别减少到6 525组和26 496组。其次，采用碰撞时间、后侵占时间和最大减速度作为场景关键性识别和评价指标。利用基于动态安全区域的避障策略和基于模型预测控制的自动驾驶主车运动规划与控制模型，以及搭建的基于MATLAB/Simulink和CarSim软件的自动驾驶汽车联合仿真平台，通过仿真并与安全指标阈值比较，获得数量大幅减少的关键测试用例。最后，采用基于加权欧氏距离的K-medoids聚类方法对变强度组合策略获得的2 234组关键测试用例进行聚类，获得9组典型关键测试用例。研究结果表明：碰撞时间、后侵占时间和最大减速度指标阈值可以用于识别十字路口场景关键性；相对3路定强度参数组合策略，变强度参数组合策略提供了更多的关键测试用例，对其随机抽样获得少量随机关键测试用例；随机和典型关键测试用例可以应用于封闭试验场验证无信号灯十字路口自动驾驶汽车直行运动规划的安全性。     

面向L3级自动驾驶高速公路道路测试场景的构建方法

自动驾驶技术的发展离不开道路测试,科学完善的自动驾驶测试评价体系需要完整的测试场景做支撑。高速公路场景作为L3级自动驾驶的典型应用场景,相关的测试标准、测试方法、测试场景亟需明确。文章通过对L3级自动驾驶高速公路道路测试场景来源、场景分类与要素、场景构建关键技术等分析,结合L3级自动驾驶高速公路应用场景,从自动驾驶车辆应急处置、人工介入能力和综合驾驶能力等方面,提出L3级自动驾驶高速公路道路测试场景及测试项目,为后续道路测试评价方法提供基础。     

基于关键场景的预期功能安全双闭环测试验证方法

预期功能安全作为道路运行安全的重要组成，是智能网联汽车的核心挑战。全面高效的预期功能安全测试验证方法能够有效支撑系统安全开发流程。本文提出一种以关键场景为载体、由封闭验证和开放论证双闭环构建的测试验证框架，并综合论述关键场景构建技术，进一步建立接受准则的量化方法。最后，本文展望在预期功能安全测试验证领域亟待推进的关键研究。本文旨在为智能网联汽车预期功能安全测试验证的工程实践提供兼具可操作性和理论充分性的参考依据。     

智能网联汽车产业发展的迫切需求

正智能网联汽车在正式推向市场之前,必须要在真实交通环境中进行充分的测试,全面验证自动驾驶功能,实现与道路、设施及其他交通参与者的协调,这是智能网联汽车技术研发和应用过程中必不可少的步骤。4月12日,工业和信息化部、公安部、交通运输部联合发布了《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》,为智能网联汽车道路测试奠定了基础。