什么是自動(dòng)駕駛仿真測試

虛擬仿真技術(shù)是汽車研發(fā)、制造、驗(yàn)證測試等環(huán)節(jié)不可或缺的技術(shù)手段，能有效縮短技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)周期，降低研發(fā)成本；隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化趨勢的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)有了更大的發(fā)揮空間，比如自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的仿真測試驗(yàn)證；虛擬仿真測試是實(shí)現(xiàn)高階自動(dòng)駕駛落地應(yīng)用的關(guān)鍵一環(huán)，具備自動(dòng)駕駛功能的車輛必須經(jīng)過大量的虛擬仿真測試以及實(shí)車路測之后才能商用化；

自動(dòng)駕駛汽車商用化需經(jīng)歷的三個(gè)測試階段：仿真測試、封閉場地測試、開放道路測試。

自動(dòng)駕駛仿真測試：主要是以數(shù)學(xué)建模的方式將自動(dòng)駕駛的應(yīng)用場景進(jìn)行數(shù)字化還原，建立盡可能接近真實(shí)世界的系統(tǒng)模型，無需實(shí)車直接通過軟件進(jìn)行仿真測試便可達(dá)到對自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及算法的測試驗(yàn)證目的。

仿真測試包括以下幾種類型：模型在環(huán)仿真（MIL）— 軟件在環(huán)仿真（SIL）— 硬件在環(huán)仿真（HIL）— 整車在環(huán)仿真（VIL）


自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開發(fā)V字流程

自動(dòng)駕駛仿真測試的必要性

實(shí)車道路測試面臨的問題：

據(jù)美國蘭德公司研究：一套自動(dòng)駕駛系統(tǒng)至少需要通過110億英里的駕駛數(shù)據(jù)來進(jìn)行系統(tǒng)和算法的測試驗(yàn)證才能達(dá)到量產(chǎn)的條件；因此單純依靠實(shí)車路測極難完成這一目標(biāo)，并且實(shí)車路測還存在以下問題：

道路測試周期長，成本高，效率低
覆蓋的場景工況有限，尤其是對于“corner case”，很難復(fù)現(xiàn)
對于一些極端的危險(xiǎn)場景，道路測試安全性無法保障

仿真測試的優(yōu)勢：
測試場景配置靈活，場景覆蓋率高；
測試過程安全，且對于一些“corner case”能夠進(jìn)行復(fù)現(xiàn)再測試
可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試和云端加速仿真測試，有利于提升測試效率和降低測試成本


實(shí)車測試與仿真測試方案對比
備注：● 真實(shí) ○ 虛擬 ◎ 虛擬或部分真實(shí) 數(shù)據(jù)參考：中國汽車工程研究院

三者之間的關(guān)系

仿真測試、封閉場地測試、開放道路測試三者之間互相補(bǔ)充，形成測試閉環(huán)，共同促進(jìn)自動(dòng)駕駛車輛的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)體系建立：
1）仿真測試結(jié)果可以在封閉場地和開放道路進(jìn)行測試驗(yàn)證；
2）通過道路測試得出的危險(xiǎn)場景，將會(huì)反饋到仿真測試中，便可有針對性的去調(diào)整設(shè)定場景和參數(shù)空間；
3）仿真測試和封閉場地測試的最終結(jié)果要進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，基于評(píng)價(jià)結(jié)果不斷地去完善評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和測試場景庫。



仿真測試、封閉場地測試、道路測試形成閉環(huán)促進(jìn)研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)建立（資料來源- i-VISTA）

自動(dòng)駕駛仿真測試的重要構(gòu)成：場景庫、仿真平臺(tái)、評(píng)價(jià)體系；其中，場景庫是基礎(chǔ)，仿真平臺(tái)是核心，評(píng)價(jià)體系是關(guān)鍵；三者緊密耦合，相互促進(jìn)：場景庫的建設(shè)需要仿真平臺(tái)和評(píng)價(jià)體系作為指導(dǎo)，仿真平臺(tái)的發(fā)展進(jìn)化需要場景庫和評(píng)價(jià)體系作為支撐，而評(píng)價(jià)體系的建立和完善也需要以現(xiàn)有的場景庫和仿真平臺(tái)作為參考基礎(chǔ)；接下來筆者將從場景庫、仿真平臺(tái)、評(píng)價(jià)體系這三個(gè)重要方面依次展開來介紹。




一、場景庫

1.1 什么是測試場景，包含哪些核心要素？

自動(dòng)駕駛測試場景定義：自動(dòng)駕駛汽車與其行駛環(huán)境各組成要素在一段時(shí)間內(nèi)的總體動(dòng)態(tài)描述，要素組成由所期望檢驗(yàn)的自動(dòng)駕駛汽車的功能決定；（定義引自：中汽協(xié)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)功能測試第7部分 – 仿真測試）簡言之，場景可以被視為是自動(dòng)駕駛汽車行駛場合與駕駛情景的有機(jī)組合。具有場景無限豐富、極其復(fù)雜、難以預(yù)測、不可窮盡等特點(diǎn)。

測試場景要素：測試車輛自身要素以及外部環(huán)境要素；外部環(huán)境要素又包括：靜態(tài)環(huán)境要素、動(dòng)態(tài)環(huán)境要素、交通參與者要素、氣象要素等。