2024-07-04 自动驾驶仿真(三)| 基于场景的测试方法、测试用例及数据标准

一、自动驾驶仿真领域主要有两种测试方法 – 基于用例的测试和基于场景的测试

基于用例的测试方法适合于功能相对比较单一,并且有明确的应用条件和预期结果,该方法不利于去体现自动驾驶的自主决策能力,常见的主要是针对主动安全和ADAS辅助驾驶系统功能进行测试;

基于场景的测试方法适合高等级AD自动驾驶系统的测试需求,通过构建被测车辆及场景中的静态和动态环境要素来建立数字场景,可实现对被测系统多种功能的综合性能进行测试。该方法只规定了测试的初始条件以及任务目标,但不预设测试过程及结果,从而提供自动驾驶系统自主决策的自由度。

二、基于场景的ADAS/AD测试标准

针对主动安全和ADAS辅助驾驶系统的功能测试用例可参考ISO(国际标准化组织)、SAE(美国工程师协会)以及GB/T(推荐性国家标准)发布的相关标准:

  • ISO 17387:2008 智能运输系统(Intelligent Transport Systems)- 车道变更决策辅助系统(Lane Change Decision Aid Systems, LCDAS)- 性能要求和测试规程
  • ISO 22178:2009 智能运输系统 – 低速跟车系统(Low Speed Fowollowing, LSF)- 性能要求和测试规程(英国标准)
  • ISO 15623:2013 智能运输系统 – 车辆前撞预警系统(Forward Vehicle Collision Warning Systems)- 性能要求和测试规程
  • ISO 11270:2014 智能运输系统 – 车道保持辅助系统(Lane Keeping Assistance Systems, LKAS)- 性能要求和测试规程
  • ISO 17361:2017 智能交通系统 – 车道偏离预警系统( Lane Departure Warning Systems)- 性能要求和测试规程
  • ISO 15622:2018 智能交通系统 – 自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control Systems, ACC)- 性能要求和测试规程
  • ISO 21202:2020 智能运输系统 – 部分自动变道系统(Partially Automated Lane Change Systems, PALS)- 功能/操作要求和测试程序
  • SAE J2400-2014 前撞预警系统中的人为因素 – 操作特点和用户界面要求
  • SAE J2399-2021 自适应巡航控制系统 (ACC) – 操作特性和用户界面
  • GB/T 20608-2006 智能运输系统 自适应巡航控制系统 性能要求与检测方法
  • GB/T 26773-2011 智能运输系统 车道偏离报警系统 性能要求与检测方法
  • GB/T 33577-2017 智能运输系统 车辆前向碰撞预警系统 性能要求和测试规程
  • GB/T 37471-2019 智能运输系统 换道决策辅助系统 性能要求与检测方法
  • GB/T 39901-2021 乘用车自动紧急制动系统(AEBS)性能要求及试验方法

针对自动驾驶功能测试场景可参考近几年工信部发布的几个管理规范与测试规程以及汽车工业协会发布的团体标准等都对自动驾驶功能测试内容和场景进行了规范:

  • 2018.04 -《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》
  • 2018.08 -《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》
  • 2021.07 -《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》
  • 2019.10 -《智能网联汽车自动驾驶功能测试技术规范》
自动驾驶测试场景国际标准

三、虚拟场景构建包括静态要素和动态要素

静态要素主要由道路设施要素组成:包括路网(道路拓扑结构、几何特征、表面材质)、车道线、交通标识、路边建筑以及桥梁、隧道等其他特殊要素。静态要素主要采用反映建模对象大小、形状、位置的几何建模和反映对象纹理、材质、颜色、反射率等体现模型真实感的物理建模的方法;

动态要素主要包括气象特征和交通参与者特征。气象特征包括光照、雾霾、雨/雪、风、云等,交通参与者包括交通流信息、行人、交通车辆(含被测车辆)。动态要素在利用几何建模和物理建模实现其三维特征后,还需要进行行为建模,使其具备符合真实世界物理规律的行为能力。

四、基于数据标准将静态和动态场景要素整合为虚拟场景的数据格式

目前国际通用的场景数据格式标准主要为ASAM组织指定的OpenX标准,其中:

  • OpenDRIVE为静态道路逻辑信息标准格式,用于描述路网。存储包括道路、车道和对象(如路标)的几何图形,以及沿途的特征(如信号灯);
  • OpenCRG主要应用在高精度道路表面领域,通过弯曲的规则网格来描述道路表面(如坑洼、卵石路、井盖等),OpenCRG可以与OpenDrive结合实现路面物理信息与静态道路场景的交互;
  • OpenSCENARIO动态交通流信息标准格式,定义了仿真世界的动态内容(如交通参与者行为),OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO三个标准相辅相成,充分覆盖自动驾驶车辆仿真的全部静态和动态要素;
  • OpenLABEL 是首个关于感知数据标注的国际标准,对原始数据和场景给出统一的标定方法;
  • OSI提供了通用接口框架,允许连接任何自动驾驶功能和驾驶模拟器工具,同时集成了多种传感器;
OSI整体逻辑流程示意图
  • OpenODD概念项目于2021年10月发布,旨在提供一种机器可解释格式来描述智能网联汽车的运行设计范围,用于支持ADAS和AD系统开发;
  • OpenXOntology概念白皮书于2022年4月正式发布,OpenXOntology为ASAM OpenX系列标准提供一个共同的语义库与逻辑映射关系,大幅提高ASAM各标准间的兼容性。

推荐阅读

自动驾驶仿真(一)| 自动驾驶仿真平台发展过程
自动驾驶仿真(二)| 自动驾驶仿真体系架构

CARLA(一)| Ubuntu20.04源码编译CARLA0.9.14全过程记录
CARLA(二)| 在RoadRunner中构建高程地形及航拍影像场景地图并导入CARLA(Ubuntu20.04)

参考链接
1. 自动驾驶场景仿真与ASAM OpenX标准应用,机械工业出版社,2022.12
2. 自动驾驶测试场景技术发展与应用,机械工业出版社,2020.2

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注


往期评论