基于Prescan進行CIDAS場景建設

姜家如，劉君程，宋紹文，羅傳東，王濤，李石

基于Prescan進行CIDAS場景建設

姜家如1，劉君程2，宋紹文1，羅傳東1，王濤1，李石1

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

文章主要采用Prescan軟件對中國交通事故深入研究（CIDAS）場景進行模擬，建立虛擬仿真模型。其中CIDAS場景數據主要通過公安部道路交通安全研究中心制定中國車輛安全管理政策的相關數據和汽車安全標準、C-NCAP管理規則的制修訂的微觀事故數據樣本。然后通過Prescan軟件，復現現場，并且結合MATLAB編制的控制策略完成事故發生過程。

自動泊車；場景；雷達傳感器；控制策略；仿真分析

引言

自2017年以來，市場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熱銷車型的主要競爭力，相應的法規也在逐漸出臺，如2018CNCAP要求具備主動安全系統的車輛才能獲得五星評價資格。此外，市場對智能駕駛功能的需求也在不斷增長[2]。要想最大程度贏得客戶對智能駕駛的信任，“安全性”是必不可少的影響因素，除了場地測試和開放道路性能驗證，在開發初期的虛擬開發也要發揮重要的作用。虛擬場景的全面真實與否，決定了ADAS及自動駕駛系統功能及性能驗證全面與否。

為了更加全面真實的進行ADAS及自動駕駛系統仿真與測試，建議進行真實交通場景的采集及轉換工作[3]。除了服務于ADAS及自動系統開發，駕駛場景數據庫對自動駕駛的意義非常重大，由于自動駕駛的特殊性，目前模擬仿真是整車企業自動駕駛開發和驗證的主要手段，行業內大型自然駕駛數據采集項目最終的目的就是服務于自動駕駛。

用實車采集真實場景，進一步數理統計分析，并總結、分析、提煉出場景重構的三大要素，即靜態要素、動態要素、駕駛員行為，得到測試用例，由此形成虛擬測試場景庫，并基于場景的建設進行乘員主觀感受的評價，最終服務于ADAS系統和自動駕駛開發[3]。

1 CIDAS介紹

中國交通事故深入研究China-In-Depth-Accident-Study（CIDAS）項目啟動于2011年7月15日，由中國汽車技術研究中心聯合國內外多家知名汽車企業發起，旨在通過對中國道路交通事故的深入調查、分析和研究，為中國乃至國際汽車行業提供基礎數據支持[4]。

2 Prescan軟件介紹

Prescan軟件是一款基于MATLAB仿真平臺，主要用于高級駕駛輔助系統（ADAS）和無人駕駛系統的仿真模擬，包括多種基于雷達、激光雷達、攝像頭、GPS、V2V和V2I車輛/車路通訊技術的智能駕駛應用。Prescan支持多種使用模式，從模型在環（MIL）到實時的軟件在環（SIL）和硬件在環（HIL）等。Prescan是針對道路場景建設最佳的應用仿真平臺，其中包括OpenDrive導入器、Data Model API和GUI等。

本文中主要是基于GUI建立CIDAS道路場景。

3 實際道路交通事故采集

目前主要采用事故現場勘查、監控視頻和無人機回勘調查的方式來復現交通事故發生全過程。通過現場信息采集、后期信息采集、信息錄入以及后期事故分析來分析整個車輛事故發生過程，形成典型交通事故發生的場景庫。

交通事故數據采集是CIDAS項目重要的一部分。從2011年CIDAS項目建立一條完善且詳細的數據采集流程。依據交通事故中一方是四輪機動車參與，且事故中有人員受傷的采集要求，調查數據包括道路環境數據、車輛數據以及人員傷害數據[4]。

最后通過現場以及后期詢問事故參與者，記錄事故后期的詳細信息，對事故發生的全部過程進行分析，并將事故進行事故還原重建，形成事故發生全過程場景數據。

從事故數據統計分析到交通事故重建還原，針對車輛主被動安全技術所涵蓋的目前最熱門的研究話題，主要包括車輛自動緊急制動系統（AEB）、側面碰撞事故研究以及行人保護系統有效性分析等。供后期應用Prescan進行事故發生過程的虛擬場景建設[1]。

4 基于Prescan進行場景建設

針對交通事故發生過程建立Prescan軟件能夠識別的數據格式。在Prescan GUI場景建設模塊中通過如下流程導入CIDAS場景數據，如下圖所示。

打開Prescan GUI軟件，點擊Plugins，在Preferences對話框里的Plugins中設置場景數據路徑，然后通過下拉菜單點擊CIDAS import scenario，打開如下界面：在上述界面中選擇需要導入的CIDAS場景文件，點擊OK，即可導入CIDAS場景文件。

在此模型基礎之上，建立道路、交通標識等場景要素，然后根據CIDAS道路場景建立車輛以及行人，并根據系統要求設置雷達、激光雷達、超聲波雷達或者攝像頭等傳感器。根據不同道路場景選用不同類型傳感器：BSD、LCA等系統采用毫米波雷達，AEB、FCW、LKAS以及ACC等采用前置毫米波雷達或者激光雷達，APA系統采用超聲波雷達等。

圖2 CIDAS道路場景

CIDAS道路場景建立主要是為了復現交通事故過程，用于中國智能汽車產品設計的仿真模擬分析。

5 結論

總的來說，CIDAS場景的建立對汽車安全研究有至關重要的作用：

（1）可以優化完善汽車安全標準和試驗測試規程；

（2）分析不同結構設計和安全裝置配置車輛在交通事故中對車內乘員及其他交通參與者的保護效果；

（3）調查分析汽車產品質量缺陷，為汽車制造商改進車身強度、剛度提供支持；

（4）典型場景、非典型事故可以服務智能化車輛的測試驗證。

[1] 江麗君,朱西產,等.基于PreScan的場景庫參數化建模方法研究[C] //中國汽車工程學會第十六屆汽車安全技術學術會議.中國汽車工程學會,2013.

[2] 謝春榮,萬華森,熊堅.基于駕駛模擬器的危險場景設計研究[J].交通信息與安全.2008,26(3):133-136.

[3] 蘇江平,陳君毅,王宏雁等.基于中國危險工況的行人交通沖突場景提取與分析[J].交通與運輸(學術版),2017,01:216-221.

[4] 林淼.事故數據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

1671-7988(2021)06-58-02

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1671-7988(2021)06-58-02

姜家如（1988-），女，安徽省六安市人，哈爾濱工業大學學士，中級工程師，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心。