自动驾驶仿真测试场景与场景库.pdfVIP

自动驾驶仿真测试场景与场景库 导读： 导读： 导读： 本文由九章智驾授权发布，作者为陈康成。 对 于 自 动 驾 驶 ， 真 实 的 测 试 必 不 可 少 ， 所 以 我 们 会 发 现 一 个 现 象 ， 各 类 车 企 的 路 测 视 频 不 断 出 现 。 但 现 实 中 测 试 的 道 路 毕 竟 太 少 ， 并 且 十 分 费 钱 。 所 以，许多车企都会选择在出来糟蹋钱之前，把仿真一关过了~ 据美国兰德公司研究：从统计学角度出发，自动驾驶汽车需要在真实或者虚拟环境中 至少进行110亿英里的里程测试，才能证明自动驾驶系统比人类驾驶员更可靠；然而， 基于里程的测试方法具有测试周期长、效率低、成本高等弊端，自动驾驶汽车要商业 化落地，单纯依靠基于里程的测试方法显然是不够的，基于场景的仿真测试方法不可 或缺。 现实世界中的场景具有无限丰富、极其复杂、不可预测等特点，在虚拟环境中要完全 复现这些场景却又十分的困难；如何利用有限的测试场景去映射出无限丰富的世界是 实现自动驾驶测试验证的关键。基于场景库的仿真测试是目前解决自动驾驶路测数据 匮乏的重要路线。场景库中的测试场景对现实世界的覆盖率越高，仿真测试结果的准 确性就越高。 接下来笔者把最近一段时间关于测试场景和场景库相关的学习体悟整理出来与大家分 享，如有表达不准确或者错误的地方，欢迎各大佬批评指正。 1 测试场景 1.1 测试场景定义及作用 自动驾驶测试场 景 ：是指在一定 的时间和空 间范 围内 ，自动驾驶汽车与行驶环境 中的 其 它车辆 、道路 、交通设施 、气象条件等元素综合交互过程 的一种总体动态描述 。它 是 自动驾驶汽车的驾驶情 景与行驶环境 的有机组合 ，既包括各类实体元素 ，也涵盖了 实体执行的动作及实体之间的连接关系。 测试场景的作用 ：在 自动驾驶汽车设计、研发、测试和评价 中扮演重要角色 开展 自动驾驶汽车测试评价的重要前提 ； 基于场景的 自动驾驶汽车测试方法是实现加速测试、加速评价的有效途径 ； 测试 、验证 、评价 自动驾驶功能与性能 的关键 ，贯穿 自动驾驶车辆研发测试全生命周 期。 1.3 测试场景的常见分类 1）按照场景的抽象程度可分为 ：功能场景、逻辑场景、具体场景 不 同类型场景的抽象等级和场景数量关系 三者之间的关系 ： 自动驾驶系统开发需经历 的三个 阶段 ：概念 阶段 、系统开发 阶段 、测试 阶段 ；随着系 统开发过程 的逐渐深入 ，测试场 景的抽象程度需求不 断降低 ，但测试场 景的数量需求 却不 断在增加 。通过将结构化 的功能场 景与参数范 围相结合能够转换生成逻辑场 景 ， 参数范 围可以通过数据驱动方法来定义 。每个逻辑场 景都可以通过从参数范 围中选择 具体值来转换为具体场景。 a.功能场景 通过语义描述的最抽象级别的操作场景 ， 即通过语言场景符号来描述场景区域 内的 实体以及实体间的关系 ； 功能场景用于概念阶段的项 目定义、危 险分析和风 险评估 ；在测试过程 中 ，往往需 要将功能场景转换为逻辑场景 ，并转换为可用于相应仿真环境的数据格式。 b.逻辑场景 通过定义状态空间内变量的参数范围来表达实体特征和实体间的关系 ； 逻辑场景是基于状态空 间变量对功能场景的进一步详细描述 ，用于项 目开发 阶段生 成需求 ；对于每一个具有连续取值范围的逻辑场景 ， 都可以派生 出任意数量的具体 场景。 c.具体场景 通过确定状态空 间中每个参数的具体值来 明确描述实体和实体 间的关系 ，以状态空 间详细描述了测试场景 ； 具体场景可以直接转化为测试用例 ；要将具体场景转换成测试用例 ， 需要增加被测 对象的预期行为表现以及对相关测试设施的需求。 2) 按照测试场景数据来源分类 ：自然驾驶场景、危 险工况场景、标准法规场景、参数 重组场景 a. 自然驾驶场景 数据源 自汽车真实的 自然驾驶状态场景下 ，是最基础 的数据来源 ；包含 自动驾驶汽 车所处的人 -车-环境-任务等全方位信息 ； 自然驾驶场景能够提供车辆数据、驾驶人行为、道路