姜家如，劉君程，宋紹文，羅傳東，王濤，李石

基于Prescan進(jìn)行CIDAS場(chǎng)景建設(shè)

姜家如1，劉君程2，宋紹文1，羅傳東1，王濤1，李石1

（1.安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230601； 2.安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司 海外汽車研究所，安徽 合肥 230601）

文章主要采用Prescan軟件對(duì)中國(guó)交通事故深入研究（CIDAS）場(chǎng)景進(jìn)行模擬，建立虛擬仿真模型。其中CIDAS場(chǎng)景數(shù)據(jù)主要通過公安部道路交通安全研究中心制定中國(guó)車輛安全管理政策的相關(guān)數(shù)據(jù)和汽車安全標(biāo)準(zhǔn)、C-NCAP管理規(guī)則的制修訂的微觀事故數(shù)據(jù)樣本。然后通過Prescan軟件，復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，并且結(jié)合MATLAB編制的控制策略完成事故發(fā)生過程。

自動(dòng)泊車；場(chǎng)景；雷達(dá)傳感器；控制策略；仿真分析

引言

自2017年以來，市場(chǎng)上具有智能駕駛功能的車輛如雨后春筍，不僅是合資車，自主車型的智能駕駛功能也逐漸全面[1]。智能駕駛汽車成為市場(chǎng)熱銷車型的主要競(jìng)爭(zhēng)力，相應(yīng)的法規(guī)也在逐漸出臺(tái)，如2018CNCAP要求具備主動(dòng)安全系統(tǒng)的車輛才能獲得五星評(píng)價(jià)資格。此外，市場(chǎng)對(duì)智能駕駛功能的需求也在不斷增長(zhǎng)[2]。要想最大程度贏得客戶對(duì)智能駕駛的信任，“安全性”是必不可少的影響因素，除了場(chǎng)地測(cè)試和開放道路性能驗(yàn)證，在開發(fā)初期的虛擬開發(fā)也要發(fā)揮重要的作用。虛擬場(chǎng)景的全面真實(shí)與否，決定了ADAS及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)功能及性能驗(yàn)證全面與否。

為了更加全面真實(shí)的進(jìn)行ADAS及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)仿真與測(cè)試，建議進(jìn)行真實(shí)交通場(chǎng)景的采集及轉(zhuǎn)換工作[3]。除了服務(wù)于ADAS及自動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)，駕駛場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫對(duì)自動(dòng)駕駛的意義非常重大，由于自動(dòng)駕駛的特殊性，目前模擬仿真是整車企業(yè)自動(dòng)駕駛開發(fā)和驗(yàn)證的主要手段，行業(yè)內(nèi)大型自然駕駛數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目最終的目的就是服務(wù)于自動(dòng)駕駛。

用實(shí)車采集真實(shí)場(chǎng)景，進(jìn)一步數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，并總結(jié)、分析、提煉出場(chǎng)景重構(gòu)的三大要素，即靜態(tài)要素、動(dòng)態(tài)要素、駕駛員行為，得到測(cè)試用例，由此形成虛擬測(cè)試場(chǎng)景庫，并基于場(chǎng)景的建設(shè)進(jìn)行乘員主觀感受的評(píng)價(jià)，最終服務(wù)于ADAS系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛開發(fā)[3]。

1 CIDAS介紹

中國(guó)交通事故深入研究China-In-Depth-Accident-Study（CIDAS）項(xiàng)目啟動(dòng)于2011年7月15日，由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家知名汽車企業(yè)發(fā)起，旨在通過對(duì)中國(guó)道路交通事故的深入調(diào)查、分析和研究，為中國(guó)乃至國(guó)際汽車行業(yè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持[4]。

2 Prescan軟件介紹

Prescan軟件是一款基于MATLAB仿真平臺(tái)，主要用于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和無人駕駛系統(tǒng)的仿真模擬，包括多種基于雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭、GPS、V2V和V2I車輛/車路通訊技術(shù)的智能駕駛應(yīng)用。Prescan支持多種使用模式，從模型在環(huán)（MIL）到實(shí)時(shí)的軟件在環(huán)（SIL）和硬件在環(huán)（HIL）等。Prescan是針對(duì)道路場(chǎng)景建設(shè)最佳的應(yīng)用仿真平臺(tái)，其中包括OpenDrive導(dǎo)入器、Data Model API和GUI等。

本文中主要是基于GUI建立CIDAS道路場(chǎng)景。

3 實(shí)際道路交通事故采集

目前主要采用事故現(xiàn)場(chǎng)勘查、監(jiān)控視頻和無人機(jī)回勘調(diào)查的方式來復(fù)現(xiàn)交通事故發(fā)生全過程。通過現(xiàn)場(chǎng)信息采集、后期信息采集、信息錄入以及后期事故分析來分析整個(gè)車輛事故發(fā)生過程，形成典型交通事故發(fā)生的場(chǎng)景庫。

交通事故數(shù)據(jù)采集是CIDAS項(xiàng)目重要的一部分。從2011年CIDAS項(xiàng)目建立一條完善且詳細(xì)的數(shù)據(jù)采集流程。依據(jù)交通事故中一方是四輪機(jī)動(dòng)車參與，且事故中有人員受傷的采集要求，調(diào)查數(shù)據(jù)包括道路環(huán)境數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)以及人員傷害數(shù)據(jù)[4]。

最后通過現(xiàn)場(chǎng)以及后期詢問事故參與者，記錄事故后期的詳細(xì)信息，對(duì)事故發(fā)生的全部過程進(jìn)行分析，并將事故進(jìn)行事故還原重建，形成事故發(fā)生全過程場(chǎng)景數(shù)據(jù)。

從事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析到交通事故重建還原，針對(duì)車輛主被動(dòng)安全技術(shù)所涵蓋的目前最熱門的研究話題，主要包括車輛自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEB）、側(cè)面碰撞事故研究以及行人保護(hù)系統(tǒng)有效性分析等。供后期應(yīng)用Prescan進(jìn)行事故發(fā)生過程的虛擬場(chǎng)景建設(shè)[1]。

4 基于Prescan進(jìn)行場(chǎng)景建設(shè)

針對(duì)交通事故發(fā)生過程建立Prescan軟件能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)格式。在Prescan GUI場(chǎng)景建設(shè)模塊中通過如下流程導(dǎo)入CIDAS場(chǎng)景數(shù)據(jù)，如下圖所示。

打開Prescan GUI軟件，點(diǎn)擊Plugins，在Preferences對(duì)話框里的Plugins中設(shè)置場(chǎng)景數(shù)據(jù)路徑，然后通過下拉菜單點(diǎn)擊CIDAS import scenario，打開如下界面：在上述界面中選擇需要導(dǎo)入的CIDAS場(chǎng)景文件，點(diǎn)擊OK，即可導(dǎo)入CIDAS場(chǎng)景文件。

在此模型基礎(chǔ)之上，建立道路、交通標(biāo)識(shí)等場(chǎng)景要素，然后根據(jù)CIDAS道路場(chǎng)景建立車輛以及行人，并根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)置雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)或者攝像頭等傳感器。根據(jù)不同道路場(chǎng)景選用不同類型傳感器：BSD、LCA等系統(tǒng)采用毫米波雷達(dá)，AEB、FCW、LKAS以及ACC等采用前置毫米波雷達(dá)或者激光雷達(dá)，APA系統(tǒng)采用超聲波雷達(dá)等。

圖2 CIDAS道路場(chǎng)景

CIDAS道路場(chǎng)景建立主要是為了復(fù)現(xiàn)交通事故過程，用于中國(guó)智能汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的仿真模擬分析。

5 結(jié)論

總的來說，CIDAS場(chǎng)景的建立對(duì)汽車安全研究有至關(guān)重要的作用：

（1）可以優(yōu)化完善汽車安全標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)測(cè)試規(guī)程；

（2）分析不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全裝置配置車輛在交通事故中對(duì)車內(nèi)乘員及其他交通參與者的保護(hù)效果；

（3）調(diào)查分析汽車產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，為汽車制造商改進(jìn)車身強(qiáng)度、剛度提供支持；

（4）典型場(chǎng)景、非典型事故可以服務(wù)智能化車輛的測(cè)試驗(yàn)證。

[1] 江麗君,朱西產(chǎn),等.基于PreScan的場(chǎng)景庫參數(shù)化建模方法研究[C] //中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)第十六屆汽車安全技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議.中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì),2013.

[2] 謝春榮,萬華森,熊堅(jiān).基于駕駛模擬器的危險(xiǎn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)研究[J].交通信息與安全.2008,26(3):133-136.

[3] 蘇江平,陳君毅,王宏雁等.基于中國(guó)危險(xiǎn)工況的行人交通沖突場(chǎng)景提取與分析[J].交通與運(yùn)輸(學(xué)術(shù)版),2017,01:216-221.

[4] 林淼.事故數(shù)據(jù)CIDAS與汽車安全研究[EB/OL].2017,06 -25. http: //www.cheyun.com/content/16900.

CIDAS Scene Construction Based on Prescan

Jiang Jiaru1, Liu Juncheng2, Song Shaowen1, Luo Chuandong1, Wang Tao1, Li Shi1

( 1.Technology Center of Anhui Jianghuai Automobile Group Crop., Ltd., Anhui Hefei 230601; 2.Anhui Jianghuai Automobile Group Crop., Ltd. International Company, Anhui Hefei 230601 )

This article mainly uses Prescan software to simulate the China In-depth Study of Traffic Accidents (CIDAS) scenario and establish a virtual simulation model. Among them, the CIDAS scene data is mainly based on the data related to the development of China's vehicle safety management policies by the Road Traffic Safety Research Center of the Ministry of Public Security, and the micro accident data samples of the formulation and revision of automobile safety standards and C-NCAP management rules. Then use Prescan software to reproduce the scene, and complete the accident process in combination with the control strategy compiled by MATLAB.

Automatic Parking; Scene; Radar Sensor; Control Strategy; Simulation Analysis

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.06.017

TP391.9

B

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姜家如（1988-），女，安徽省六安市人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)士，中級(jí)工程師，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。