什么是自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試

虛擬仿真技術(shù)是汽車(chē)研發(fā)、制造、驗(yàn)證測(cè)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(kāi)發(fā)周期，降低研發(fā)成本；隨著汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化趨勢(shì)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(cè)試驗(yàn)證；虛擬仿真測(cè)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(chē)輛必須經(jīng)過(guò)大量的虛擬仿真測(cè)試以及實(shí)車(chē)路測(cè)之后才能商用化；

自動(dòng)駕駛汽車(chē)商用化需經(jīng)歷的三個(gè)測(cè)試階段：仿真測(cè)試、封閉場(chǎng)地測(cè)試、開(kāi)放道路測(cè)試。

自動(dòng)駕駛仿真測(cè)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(chǎng)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(wú)需實(shí)車(chē)直接通過(guò)軟件進(jìn)行仿真測(cè)試便可達(dá)到對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及算法的測(cè)試驗(yàn)證目的。

仿真測(cè)試包括以下幾種類(lèi)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(chē)在環(huán)仿真（VIL）


自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開(kāi)發(fā)V字流程

自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試的必要性

實(shí)車(chē)道路測(cè)試面臨的問(wèn)題：

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

道路測(cè)試周期長(zhǎng)，成本高，效率低
覆蓋的場(chǎng)景工況有限，尤其是對(duì)于“corner case”，很難復(fù)現(xiàn)
對(duì)于一些極端的危險(xiǎn)場(chǎng)景，道路測(cè)試安全性無(wú)法保障

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


實(shí)車(chē)測(cè)試與仿真測(cè)試方案對(duì)比
備注：● 真實(shí) ○ 虛擬 ◎ 虛擬或部分真實(shí) 數(shù)據(jù)參考：中國(guó)汽車(chē)工程研究院

三者之間的關(guān)系

仿真測(cè)試、封閉場(chǎng)地測(cè)試、開(kāi)放道路測(cè)試三者之間互相補(bǔ)充，形成測(cè)試閉環(huán)，共同促進(jìn)自動(dòng)駕駛車(chē)輛的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)體系建立：
1）仿真測(cè)試結(jié)果可以在封閉場(chǎng)地和開(kāi)放道路進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證；
2）通過(guò)道路測(cè)試得出的危險(xiǎn)場(chǎng)景，將會(huì)反饋到仿真測(cè)試中，便可有針對(duì)性的去調(diào)整設(shè)定場(chǎng)景和參數(shù)空間；
3）仿真測(cè)試和封閉場(chǎng)地測(cè)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(cè)試場(chǎng)景庫(kù)。



仿真測(cè)試、封閉場(chǎng)地測(cè)試、道路測(cè)試形成閉環(huán)促進(jìn)研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)建立（資料來(lái)源- i-VISTA）

自動(dòng)駕駛仿真測(cè)試的重要構(gòu)成：場(chǎng)景庫(kù)、仿真平臺(tái)、評(píng)價(jià)體系；其中，場(chǎng)景庫(kù)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(chǎng)景庫(kù)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(chǎng)景庫(kù)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(chǎng)景庫(kù)和仿真平臺(tái)作為參考基礎(chǔ)；接下來(lái)筆者將從場(chǎng)景庫(kù)、仿真平臺(tái)、評(píng)價(jià)體系這三個(gè)重要方面依次展開(kāi)來(lái)介紹。




一、場(chǎng)景庫(kù)

1.1 什么是測(cè)試場(chǎng)景，包含哪些核心要素？

自動(dòng)駕駛測(cè)試場(chǎng)景定義：自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(chē)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(cè)試第7部分 – 仿真測(cè)試）簡(jiǎn)言之，場(chǎng)景可以被視為是自動(dòng)駕駛汽車(chē)行駛場(chǎng)合與駕駛情景的有機(jī)組合。具有場(chǎng)景無(wú)限豐富、極其復(fù)雜、難以預(yù)測(cè)、不可窮盡等特點(diǎn)。

測(cè)試場(chǎng)景要素：測(cè)試車(chē)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。