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CATARC中汽中心 |自動駕駛電動汽車測試與評價技術(shù)

2021-11-18 18:59:24·  來源：CATARC中汽中心  
　
2020年以來，中汽中心深化科研體制機制改革，積極擔(dān)當(dāng)國資央企的科技創(chuàng)新國家隊責(zé)任，面向國家戰(zhàn)略和汽車強國建設(shè)需求，不斷完善科研管理體系，加強科技攻關(guān)力度
2020年以來，中汽中心深化科研體制機制改革，積極擔(dān)當(dāng)國資央企的科技創(chuàng)新國家隊責(zé)任，面向國家戰(zhàn)略和汽車強國建設(shè)需求，不斷完善科研管理體系，加強科技攻關(guān)力度，聚焦行業(yè)“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域，迅速部署開展一系列科研攻關(guān)任務(wù)，目前在研79項國家級科研項目，解決了一批行業(yè)共性技術(shù)難題，產(chǎn)生了一批具有代表性的科研成果，體現(xiàn)了中心“引領(lǐng)汽車行業(yè)進步，支撐汽車強國建設(shè)”的使命擔(dān)當(dāng)。

-自動駕駛電動汽車測試與評價技術(shù)-

本項目是2018年度“新能源汽車”重點專項共性關(guān)鍵技術(shù)類項目，項目目標(biāo)是針對自動駕駛電動汽車（Automated Electric Vehicle，以下簡稱AEV）系統(tǒng)級、整車級硬件在環(huán)仿真測試及場地測試需求和AEV行駛環(huán)境復(fù)雜度、任務(wù)復(fù)雜度、人工干預(yù)度、駕駛智能度等評價需求，以AEV測試與評價所涉及的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵共性問題為研究重點，著力解決“人-車-環(huán)境-任務(wù)”復(fù)雜系統(tǒng)高度不確定性條件下AEV多維度評價的關(guān)鍵科學(xué)問題。
圍繞預(yù)期目標(biāo)，項目研究過程中將研究內(nèi)容分解為理論研究、測試場景數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、模擬仿真測試、封閉場地測試和測試評價體系構(gòu)建五個方面。分設(shè)5個課題開展，如圖1。


● 圖1 項目整體組成

- 研究成果 -

一、提出自動駕駛汽車評價理論框架及多維評價方法

在多維評價方法的研究中，提出了評價理論框架并構(gòu)建了多維評價方法。開創(chuàng)性地提出“本體-空間-時間”三維度的評價體系。針對高等級自動駕駛汽車的測試場景和測試任務(wù)難以窮盡的挑戰(zhàn)，創(chuàng)新性地提出“環(huán)境-任務(wù)”復(fù)雜度二維測試條件的評價方法，從而和三維評價體系共同構(gòu)成了以“輸入-輸出雙評價”為基本邏輯的評價理論框架，如圖2。且該套測試評價方法應(yīng)用于百度無人駕駛技術(shù)研發(fā)過程中，支撐百度實現(xiàn)其自動駕駛汽車在路測中平均接管間隔里程排名世界第一（1.8萬英里）的成績，超過谷歌的1.3萬英里，達到了國際領(lǐng)先水平。


● 圖2 “輸入-輸出雙評價”評價理論框架

二、構(gòu)建適用于我國國情的AEV測試場景數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

構(gòu)建了自動駕駛場景數(shù)據(jù)庫，包含高速公路、城市道路、國省道路、鄉(xiāng)村道路等道路類型的AEV測試場景。本項目突破測試場景需求分析、分類、采集及特征提取理論，創(chuàng)新構(gòu)建覆蓋我國典型道路環(huán)境、典型道路類型、典型天氣及光照條件、典型交通流環(huán)境的AEV測試場景數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并支撐了自動駕駛測試場景國際標(biāo)準(zhǔn)制定及國內(nèi)多項行標(biāo)、團標(biāo)的制定工作。

三、構(gòu)建虛擬測試平臺與硬件在環(huán)測試平臺

項目建立了虛擬測試平臺、環(huán)境感知-決策規(guī)劃-控制執(zhí)行多物理系統(tǒng)硬件在環(huán)測試平臺和車輛在環(huán)測試平臺，如下圖3.4.5，形成了完整的自動駕駛電動汽車仿真測試工具鏈，提出了基于測試案例動態(tài)自適應(yīng)隨機生成的自動測試技術(shù)和基于危險場景強化生成的加速測試技術(shù)，牽頭制定了我國AEV仿真測試團體標(biāo)準(zhǔn)一項。


● 圖3 毫米波雷達在環(huán)測試試驗臺實物


● 圖4 相機在環(huán)測試試驗臺實物


● 圖5 決策規(guī)劃系統(tǒng)在環(huán)測試平臺實物

四、構(gòu)建完成信息安全及預(yù)期功能安全測試平臺

在信息安全測試平臺方面，基于信息安全風(fēng)險評估理論和測試方法，研究設(shè)計了AEV信息安全風(fēng)險評估軟件。包含1000條經(jīng)過權(quán)威機構(gòu)驗證的漏洞數(shù)據(jù)庫，開展了10款車型的信息安全測試。提出一套AEV信息安全的風(fēng)險評估模型。
在預(yù)期功能安全測試平臺方面，針對AEV預(yù)期功能安全風(fēng)險評估方法，項目創(chuàng)新性構(gòu)建了AEV預(yù)期功能安全風(fēng)險評估模型，能夠?qū)?類以上主要風(fēng)險源進行識別和評估。

五、形成“道路-氣象-信息”多要素融合的AEV封閉測試環(huán)境柔性構(gòu)建方法

封閉測試環(huán)境方面，完成了AEV柔性測試場地構(gòu)建、規(guī)?；詣玉{駛封閉測試道路環(huán)境集群建設(shè)、封閉測試環(huán)境模擬氣象系統(tǒng)構(gòu)建及基于V2X的網(wǎng)絡(luò)化智能路側(cè)系統(tǒng)集成與優(yōu)化等核心方法與關(guān)鍵技術(shù)的研究，形成了融合“道路-氣象-信息”多要素的AEV柔性封閉測試環(huán)境構(gòu)建方法體系。
在氣象模擬方面，完成了面向AEV測試的多模式氣象模擬構(gòu)建，如圖6。


● 圖6 氣象模擬環(huán)境設(shè)計方案

在基于V2X的網(wǎng)絡(luò)化智能路側(cè)系統(tǒng)集成與優(yōu)化方面，實現(xiàn)了面向AEV測試的V2X網(wǎng)絡(luò)化智能路側(cè)系統(tǒng)集成應(yīng)用。如圖7。


● 圖7 AEV感知與決策系統(tǒng)場地測試平臺

針對封閉測試場地下AEV系統(tǒng)級及整車級測試的安全性、可靠性需求，研制了AEV測試專用低速目標(biāo)移動平臺、高速移動交通目標(biāo)模擬試驗系統(tǒng)，如圖8。


● 圖8 各類交通目標(biāo)模擬系統(tǒng)

六、完成AEV測試評價體系構(gòu)建及相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)編制

項目在對安全、舒適、能效的評價內(nèi)容及指標(biāo)的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合智能度的評價研究，提出了自動駕駛電動汽車測試評價指標(biāo)體系，如圖9。根據(jù)評價指標(biāo)體系，完成了自動駕駛電動汽車的測試評價方法，并進行了試驗驗證。


● 圖9 自動駕駛電動汽車測試評價指標(biāo)體系

項目整體制訂了相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)14項，團體標(biāo)準(zhǔn)1項。其中測試場景類標(biāo)準(zhǔn)1項、整車級測試評價標(biāo)準(zhǔn)5項、駕駛自動化測試評價標(biāo)準(zhǔn)1項、駕駛自動化等級劃分測試評價標(biāo)準(zhǔn)1項、環(huán)境感知、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行等系統(tǒng)級測試方法標(biāo)準(zhǔn)3項、信息安全類測試評價標(biāo)準(zhǔn)2項、功能安全類測試評價標(biāo)準(zhǔn)1項。

- 社會經(jīng)濟效益 -

項目提出的面向中國開放復(fù)雜道路交通環(huán)境的自動駕駛汽車多維測試評價方法填補了針對高等級自動駕駛汽車智能性評價的空白。將有效助推自動駕駛汽車安全測試，助力研發(fā)、測試、示范、運行等產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。
此外在本項目的支撐下共完成了國內(nèi)6個封閉測試場地的構(gòu)建，獲得了國家交通運輸部、國家工業(yè)和信息化部、國家市場監(jiān)督管理總局等單位組織認(rèn)定或批復(fù)，如圖10，已成為國內(nèi)承擔(dān)自動駕駛/智能網(wǎng)聯(lián)汽車封閉場地測試的重要公共基礎(chǔ)平臺。


● 圖10 獲批相關(guān)測試基地

文字：張志強
圖片：項目團隊提供
編輯：高昂 李建樹
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