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中科院自動化所與西安交通大學(xué)提出“平行測試”，有效應(yīng)對智能車輛路測安全問題

2019-03-29 00:26:01·  來源：智車科技  
　
中科院自動化所與西安交通大學(xué)提出一種平行測試方法來測試和驗(yàn)證無人車對復(fù)雜交通場景的理解和行駛決策能力，對構(gòu)建和測試其他人工智能系統(tǒng)具有重要的啟發(fā)意義。
中科院自動化所與西安交通大學(xué)提出一種平行測試方法來測試和驗(yàn)證無人車對復(fù)雜交通場景的理解和行駛決策能力，對構(gòu)建和測試其他人工智能系統(tǒng)具有重要的啟發(fā)意義。該團(tuán)隊(duì)以“Parallel Testing of Vehicle Intelligence via Virtual-Real Interaction”為題介紹了平行測試及其在IVFC應(yīng)用的工作被Science Robotics 雜志作為人工智能研究“Focus Article（焦點(diǎn)文章）”發(fā)表。


2016年5月，一輛Tesla Model S型轎車在美國佛羅里達(dá)州與大貨車側(cè)面底部相撞，引發(fā)了全世界對于無人駕駛車輛智能水平之科學(xué)測試和客觀評估的關(guān)注。然而，無人駕駛車輛的真實(shí)道路測試需要龐大的金錢以及時間成本，并且存在很高的風(fēng)險。中科院自動化研究所王飛躍研究員與西安交通大學(xué)鄭南寧教授提出的“平行測試”利用機(jī)器學(xué)習(xí)和平行智能方法，有效解決了無人車真實(shí)交通場景的測試數(shù)據(jù)不充足，難以對路測車輛自身的感知、決策和執(zhí)行等模塊進(jìn)行實(shí)時和精確的評估等問題，為保障智能車輛的安全行駛提供了一種新的視角。

無人駕駛車輛的研究與開發(fā)一直需要面對這三個重要的問題：（1）如何測試無人車系統(tǒng)中每個算法的正確性？（2）如何驗(yàn)證無人車系統(tǒng)對各種道路交通環(huán)境的適應(yīng)性？（3）如何測試和評估無人車系統(tǒng)的智能水平？全部的測試工作都集中在真車上進(jìn)行成本巨大，且安全系數(shù)非常低。Intel的自動駕駛首席架構(gòu)師Jack Weast就曾在2018年IEEEIV作大會報告時指出，如果要達(dá)到無人駕駛安全上路的要求，大概需要進(jìn)行30 b miles(300億英里)的道路測試，而這相當(dāng)于100輛無人車在每天24小時每周7天每年365天跑1000年！

因此，越來越多的公司開始構(gòu)建面向無人駕駛系統(tǒng)更安全更經(jīng)濟(jì)有效的離線測試數(shù)字模擬平臺，通過構(gòu)建具有現(xiàn)實(shí)交通環(huán)境多元傳感數(shù)據(jù)的模擬道路交通場景，獲得現(xiàn)實(shí)交通環(huán)境的數(shù)字視頻圖像、雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)、車輛位姿數(shù)據(jù)、高清地圖等，解決無人車系統(tǒng)研究開發(fā)的仿真測試和自主駕駛能力評估問題。然而，這樣的系統(tǒng)高度依賴于人類的知識來正確地設(shè)計(jì)場景。同時，通過仿真測試的某些場景也需要在現(xiàn)場測試中重新評估和驗(yàn)證，以驗(yàn)證仿真系統(tǒng)的有效性和自主車輛硬件的可靠性，而這一點(diǎn)在目前還做的不夠好。

平行測試提出了一種新的解決方案。它通過將車輛智能測試分為測試環(huán)境、測試規(guī)劃和測試執(zhí)行三個步驟并且在虛擬世界里建立一一映射的測試流程，從而使得：（1）平行的虛擬環(huán)境不僅僅是真實(shí)環(huán)境的一一映射，同時也和真實(shí)環(huán)境在狀態(tài)上存在交互，真實(shí)環(huán)境會影響虛擬環(huán)境，虛擬環(huán)境也會影響真實(shí)環(huán)境，這樣就形成了一個自我不斷增強(qiáng)系統(tǒng)；（2）平行系統(tǒng)是一種自我學(xué)習(xí)的系統(tǒng)，一些在虛擬環(huán)境中的關(guān)鍵元素是數(shù)據(jù)驅(qū)動型，這使得平行系統(tǒng)比那些基于隨機(jī)模型的系統(tǒng)要更加自動化，可信度也更高。
 

在西安交通大學(xué)、中科院自動化研究所、清華大學(xué)、青島智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院以及慧拓智能機(jī)器有限公司、中山大學(xué)、吉林大學(xué)、國科大的通力合作下，在國家自然科學(xué)基金委和常熟市政府的大力支持下，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的平行測試系統(tǒng)平臺從2016年即應(yīng)用于在世界上連續(xù)舉辦時間最長規(guī)模最大的中國智能車未來挑戰(zhàn)賽（IVFC），提高了測評效率，極大地保障了比賽的公開透明、公平公正。

近日，團(tuán)隊(duì)以“Parallel Testing of Vehicle Intelligence via Virtual-Real Interaction”為題介紹平行測試及其在IVFC應(yīng)用的工作被Science Robotics 雜志作為人工智能研究“Focus Article（焦點(diǎn)文章）”發(fā)表。文章借助圖靈對智能系統(tǒng)的構(gòu)想，闡述了一種人工智能的測試方法，以及如何測試和驗(yàn)證無人車對復(fù)雜交通場景的理解和行駛決策的能力。該研究工作引入對抗式學(xué)習(xí)模型, 以使系統(tǒng)能夠自動生成新的任務(wù)實(shí)例, 這些任務(wù)實(shí)例可以呈現(xiàn)復(fù)雜、動態(tài)的交通場景, 以促使無人駕駛車輛進(jìn)一步提高適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力，將有效推動無人駕駛技術(shù)的發(fā)展。

 
 
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