符曉明

摘要：自動駕駛具體研發(fā)期間，自動駕駛的汽車測試占據(jù)核心位置，屬于自動駕駛科學技術發(fā)展的關鍵。伴隨國內各項科學技術持續(xù)的進步發(fā)展，自動駕駛的汽車測試科學技術也得以進步發(fā)展，實際應用的成熟度也逐漸提升。那么，在這一背景之下，本文以自動駕駛的汽車測試科學技術和應用進展情況為課題開展深入的研究，便于今后有效發(fā)揮測試技術優(yōu)勢高效化開展自動駕駛的汽車各項測試技術實踐工作。

關鍵詞：汽車;自動駕駛;測試技術;應用進展

0 ?引言

自動駕駛型汽車，即無人駕駛型汽車，屬于借助電腦系統(tǒng)進行無人駕駛一種智能化汽車。為保證自動駕駛型汽車的運行安全，加強對汽車測試十分必要且重要?，F(xiàn)階段，汽車檢測相關領域的技術工作者們更為關注自動駕駛的汽車測試科學技術研究與應用。因而，深入了解自動駕駛的汽車相關測試技術和應用進展情況，對于更好地把握與利用自動駕駛的汽車各項測試技術來說，現(xiàn)實意義較為突出。

1 ?測試手段和工具分析

1.1 技術技術手段

1.1.1 用例測試

用例測試技術手段，即預先定義測試用例，對車輛功能能否滿足于特定條件需求實施測試的一種技術手段，而所指測試用例，則是為特殊目標所編制出一組的測試輸入和執(zhí)行條件、預期結果，測試程序路徑，對其能否滿足于特定需求實施核實。此測試技術手段對測試操作過程與結果要求十分明確，如自動緊急的制動測試，處于不同條件之下，制動讓車輛避免碰撞到障礙物，證明其功能的有效性。此種測試技術手段比較適宜簡單功能，應用條件與預期效果明確的功能測試驗證、ADAS功能與主動安全等測試，還有開發(fā)自動駕駛單項的功能測試等當中應用。用例測試技術手段，有著高效率、較強可重復性特點。但也存在著一定缺陷，主要表現(xiàn)在其需依靠理論分析、事故數(shù)據(jù)、模擬實驗相關數(shù)據(jù)、危險數(shù)據(jù)等分析，前期采集與分析數(shù)據(jù)所需成本較多，所獲取數(shù)據(jù)局限性較大，應用到復雜功能、自動化駕駛系統(tǒng)當中略顯不足，僅適合某項功能測試，無法實現(xiàn)多項功能綜合測試，且自動化駕駛系統(tǒng)無法體現(xiàn)出自主決策方面能力[1]。

1.1.2 場景測試

場景測試技術手段，即預設相應場景，要求車輛務必要完成特定任務或者目標來實現(xiàn)系統(tǒng)測試的一種技術手段。場景描述特定的時間段所發(fā)生事件整個過程，場景確切的定義暫未形成，但通?？蓪⑵淅斫獬伤l(fā)生若干事件順序構成的一個序列，不會延續(xù)一定的時間。那么，也可理解成事件劇本，主要描述特定時間與空間范圍交通的參與者實際狀態(tài)與行為過程。場景測試技術手段特點集中表現(xiàn)在并未明確要求測試結果，不違背所給定任務與目標條件之下，自動駕駛綜合系統(tǒng)能夠自主選定處理方式實施相應處理，自由度相對較高，測試場景總體設計復雜性較為突出，有著十分豐富的環(huán)境要素。場景測試技術手段實際應用期間需要較多數(shù)據(jù)源，將測試場景內容與測試的初始條件確定下來，類似于用例測試技術手段，所需花費較多成本，且需經(jīng)自然駕駛與事故等數(shù)據(jù)分析，找到典型場景。

1.1.3 公路測試

公路測試技術手段，即現(xiàn)實道路與真實的交通環(huán)境測試，相比較用例與場景這兩種測試技術手段，有著一定特殊性，屬于特定測試技術手段，公路需提供真實完整、非人工化模擬交通場景，道路條件、氣候環(huán)境、參與者均為真實存在，且并不會受人為方面的限制，隨機發(fā)生相應事件。公路測試技術手段，可提供更為真實交通環(huán)境，可滿足于環(huán)境感知、規(guī)劃決策等系統(tǒng)測試顯示需求。但也往往存在著缺陷問題，集中表現(xiàn)在高成本、低效率、長測試周期等，可以說，單一應用公路測試技術手段，開展自動駕駛綜合系統(tǒng)測試可操作性相對較低。

1.2 測試工具

1.2.1 在虛擬仿真層面

虛擬仿真，它屬于純數(shù)字化仿真的測試工具，內含模擬場景、傳感器基礎模型、車輛的動力學基礎模型、規(guī)劃決策各種算法，能夠仿真測試自動駕駛的汽車整車及其余所有系統(tǒng)，虛擬仿真這種測試技術手段主要會應用至功能開發(fā)的早期節(jié)點，無實物硬件條件下，需驗證系統(tǒng)策略算法。

1.2.2 在硬件在環(huán)層面

硬件在環(huán)這種測試工具之下，自動駕駛整個系統(tǒng)內部部件均真實，環(huán)境則為虛擬，自動駕駛的汽車環(huán)境感知、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行各個系統(tǒng)均實施硬件的在環(huán)測試。測試期間，攝像頭需放置于場景現(xiàn)實屏幕前方，監(jiān)理攝像頭的測試黑箱，對攝像頭處于不同的場景之下認知和感知能力情況實施綜合測試。超聲波的雷達硬件實施在環(huán)測試期間，需借助目標物的超聲波相應信號模擬裝置，模擬各個車輛與障礙物直接雷達波的反射特性，被測定超聲波的雷電會有回波信號產(chǎn)生，把不同系統(tǒng)與部件整合到一起，構建起硬件在環(huán)的集成化測試系統(tǒng)，通過聯(lián)合仿真，以動力總成與底盤硬件的在環(huán)系統(tǒng)平臺，測試自動駕駛路徑的跟隨算法，證明該測試工具實際應用的有效性與可靠性[2]。

1.2.3 在整車在環(huán)層面

①處于封閉場地條件下車輛的在環(huán)測試。封閉空曠場地條件下實施車輛測試，系統(tǒng)場景仿真會有虛擬場景快速形成，借助傳感裝置及其信號的模擬系統(tǒng)軟件，促使虛擬場景傳感裝置信號逐漸生成，發(fā)送至車輛電子的控制單元，結合環(huán)境所感知到數(shù)據(jù)實施決策規(guī)劃，并執(zhí)行相應任務，場景模擬的系統(tǒng)軟件自動讀取車輛航向信息與GPS信息，實現(xiàn)參數(shù)的實時更新，結合新位置信息，發(fā)送傳感裝置模擬信號。相關技術專家采用這種測試工具測試評價了交叉路口的智能化控制系統(tǒng)，對智能化交通系統(tǒng)車輛制動控制、能耗、交通安全保證等效果實施綜合考察和分析，判定該測試工具應用的有效性[3]。

②處于轉鼓平臺條件下車輛的在環(huán)測試。相關技術研究者研發(fā)轉鼓平臺條件下車輛的在環(huán)測試，把安置傳感裝置整車安置轉鼓平臺，被測定車輛絕對位置維持不變，借助機器人的運動系統(tǒng)，對周邊交通的參與者、被測定車輛之間相對運動實施模擬分析，開展車輛的在環(huán)測試。測試系統(tǒng)當中，傳感裝置部件都屬于真實硬件，測試結果可靠且真實。

1.2.4 在封閉場地層面

封閉場地條件下汽車測試，無論是周邊環(huán)境、還是車輛系統(tǒng)，都屬于實物，以專用封閉測試的場地空間為依托，注重場景與環(huán)境還原模擬，以柔性化的設計為基礎，確保自動駕駛的車輛可在處于有限場地條件之下，經(jīng)歷各種環(huán)境與場景測試。以某高速公路路段汽車測試項目為例，選定自動駕駛的汽車典型封閉測試的場地，場地內含多種道路要素與路面，如瀝青、水泥等各種鋪裝路面，還有碎石、泥土等非鋪裝的路面，試驗區(qū)域內設信號燈、車道線、交通標志等基本道路要素，還有施工區(qū)域、環(huán)島、隧道等各個要素。城市場景當中，則搭建相應模擬建筑，設輔助設施與停車位等所有自動駕駛的車輛處于真實環(huán)境當中可能會遇到各種道路要素，對自動駕駛的車輛應對狀況實施系統(tǒng)化測試。經(jīng)測試后可了解到，封閉場地這種測試工具存在著一定缺陷，即為較低測試效率、較高測試風險。而為能夠將測試效率提升，汽車需經(jīng)虛擬測試及硬件的在環(huán)測試，將具備一定測試價值與典型場景篩選出來，實施封閉場地的測試分析，以確保場地的測試周期能夠縮短，保證測試效率得到有效提升。

2 ?加速測試研究

2.1 在工具加速層面

加速測試工具目的是借助高效率工具，實施加速測試。虛擬測試系統(tǒng)工具應用后，其真正作用才能夠得到有效發(fā)揮。經(jīng)虛擬仿真和真實環(huán)境、硬件等有機融合，可滿足于測試的真實度需求，兼顧著測試效率方面標準，越低的測試效率，所需成本就相對較高一些。故而，實測期間，以滿足于測試要求條件，選定虛擬仿真專業(yè)測試工具，防止真實的環(huán)境測試被大量使用。相關研究者所研究典型場景基礎上循環(huán)迭代基礎模型，發(fā)揮虛擬仿真系統(tǒng)平臺高效性特征，把自然的駕駛數(shù)據(jù)、初始數(shù)據(jù)、事故數(shù)據(jù)等提取出來大量用例，并放置于虛擬環(huán)境當中實現(xiàn)復現(xiàn)測試及篩選操作，將典型用例挑選出來，經(jīng)硬件的在環(huán)測試后，再實施驗證及篩選，把少量典型用例放置于真實環(huán)境完成驗證，以便于確保真實環(huán)境利用得以降低，滿足于功能驗證現(xiàn)實需求[4]。

2.2 在過程加速層面

加速測試過程，主要是借助各種技術手段，將測試執(zhí)行效率提升，測試加速通常需依靠著虛擬測試的環(huán)境有效利用來完成。自動加速的汽車測試加速基本理論，是以自然駕駛的數(shù)據(jù)分析為基礎，采用重要性的抽樣手段，確保虛擬測試的環(huán)境當中危險場景實際發(fā)生概率逐漸放大，將車輛遇險場景頻次增加，同等測試里程條件下會有更多危險場景提出，處于理想狀態(tài)下能夠將測試的里程碑縮小。通過被測定對象數(shù)量增設，實施測試加速全過程，搭建測試專用測試人均后，2000臺自動駕駛的汽車持續(xù)行為，可加速測試過程。

3 ?結語

從總體上來說，通過上述對于自動駕駛的汽車相關測試技術和應用進展情況綜合分析可了解到，自動駕駛的汽車相關測試技術具體應用期間，在測試技術手段、工具及加速測試各個層面上均仍然有諸多不足，詳細如下：①在今后發(fā)展應用自動駕駛的汽車相關測試技術期間，需要持續(xù)完善場景測試技術手段，采用場景構建綜合手段，做好場景實際復雜程度的評價分析，確立場景的定義標準，便于更好地發(fā)揮場景測試技術手段優(yōu)勢;②測試技術工具應當以硬件與整車在環(huán)的測試平臺為基礎，確立可定制、柔性化，且可滿足于各個車輛與硬件平臺需求多功能系統(tǒng)硬件在環(huán)、整車在環(huán)的測試平臺，將虛擬環(huán)境實際仿真度提升，對不同環(huán)境的影響因素之下各個系統(tǒng)平臺的構建;③為找尋更多的測試加速技術手段，就需要更多技術專家研究測試加速基本理論依據(jù)與多種的測試平臺技術手段，以保證自動駕駛的汽車相關測試技術能夠更為成熟化，同步發(fā)展測試技術手段及工具，把場景測試、虛擬仿真硬件在環(huán)、整車在環(huán)測試等更改成自動駕駛的汽車技術實踐技術發(fā)展和應用核心。

參考文獻：

[1]袁建華，王敏，陸文杰，等.自動駕駛技術解讀——國內外自動駕駛測試示范區(qū)現(xiàn)狀（下）[J].道路交通科學技術，2018，20（001）：112-113.

[2]朱冰，張培興，趙健，等.基于場景的自動駕駛汽車虛擬測試研究進展[J].中國公路學報，2019，32（16）：4147-4148.

[3]周干，張嵩，羅悅齊.自動駕駛汽車仿真測試與評價方法進展[J].汽車文摘，2019，19（04）：502-505.

[4]汪忠海，葉都瑋，張曉杰.全自動駕駛車輛的應用及技術展望[J].軌道交通，2018，30（006）：413-415.