智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛測試方案

任振彬 郭長春 滕建鍇

摘要：自動駕駛技術(shù)是未來交通發(fā)展的重要方向，自動駕駛汽車測試技術(shù)是對自動駕駛的可靠性、安全性及駕駛環(huán)境等方面做出全面客觀的評價。本文簡要概述了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，包括系統(tǒng)組成、技術(shù)分級及常用的測試方法，且針對智能駕駛輔助系統(tǒng)（L2級以下）從封閉場地測試和開放道路兩個維度進行了介紹，對自動駕駛測試（L3 級以上）則從仿真測試、封閉場地測試和開放道路測試進行了介紹。

關(guān)鍵詞：自動駕駛測試技術(shù)；智能駕駛輔助系統(tǒng)；仿真測試；封閉場地測試；開放道路測試

中圖分類號：U471 DOI ：10.20042/j.cnki.1009-4903.2024.01.004

0 引言

隨著全球能源短缺、環(huán)境污染、傳統(tǒng)汽車交通擁堵以及安全事故等問題的日益突出，汽車產(chǎn)業(yè)正面臨著迫切的轉(zhuǎn)型升級需求。因此，各國紛紛將智能網(wǎng)聯(lián)汽車視為重要的發(fā)展方向，各大互聯(lián)網(wǎng)公司和傳統(tǒng)汽車制造業(yè)也積極投入自動駕駛汽車技術(shù)的研發(fā)，推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品的落地應用[1]。

據(jù)美國IEEE 預測，到2040 年，全球?qū)⒂?5% 的新款汽車采用自動駕駛技術(shù)。預計到2050 年，自動駕駛技術(shù)的應用有望使污染物排放降低50%，道路交通傷亡率接近零。此外，自動駕駛汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展預計將帶來大約7 萬億美元的年產(chǎn)值[2]。

1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車組成

智能網(wǎng)聯(lián)汽車由環(huán)境感知系統(tǒng)、智能決策系統(tǒng)以及控制執(zhí)行系統(tǒng)組成[3]

環(huán)境感知系統(tǒng)通過車載傳感器（ 如毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達、智能攝像頭等）、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)以及4G/5G和V2X 無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)對車輛周圍環(huán)境的全面認知。

智能決策系統(tǒng)則類似于人腦，負責將感知系統(tǒng)獲取的環(huán)境信息進行融合處理，并輸出控制指令給控制系統(tǒng)。

控制執(zhí)行系統(tǒng)則根據(jù)這些指令操控車輛，保障汽車的安全行駛及舒適駕駛。

2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試方法

目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試方法主要有虛擬仿真測試和實車測試。虛擬仿真測試包括軟件在環(huán)測試、硬件在環(huán)測試和整車在環(huán)測試等；實車測試包括封閉場地測試和開放道路測試。

3 ADAS（L2 級以下） 系統(tǒng)測試及典型系統(tǒng)測試解決方案

目前針對車輛ADAS（L2 級以下） 系統(tǒng)的測試主要采用封閉場地測試和道路測試的方法。封閉場地測試主要進行系統(tǒng)的人機交互、功能邏輯及性能試驗；道路測試主要在開放道路進行，通過采集車輛的姿態(tài)信息、速度信息、CAN 總線信號及車身發(fā)出的其他信號，分析試驗數(shù)據(jù)，對車輛的輔助駕駛系統(tǒng)進行交通環(huán)境適應性綜合測試。

3.1 封閉場地測試

（1） 擁堵輔助駕駛系統(tǒng)（TJA） 測試。

TJA 測試主要從人機交互、功能邏輯及系統(tǒng)性能方面開展，其中性能測試主要考察車輛的跟車性能和跟線性能。TJA 測試框圖如圖1 所示。

（2） 自適應巡航控制系統(tǒng)（ACC） 測試。

ACC 測試主要從人機交互、功能邏輯及系統(tǒng)性能方面開展，主要考察車輛的加減速性能、速度穩(wěn)定性及行駛舒適性。

3.2 道路測試

道路測試按照輔助泊車、輔助安全、輔助行車3 大類系統(tǒng)進行測試。其中自動泊車輔助系統(tǒng)（APA） 主要以尋找大量不同停車位的車位搜索能力、泊車能力、操作邏輯進行測試；輔助安全類系統(tǒng)FCW、AEB 系統(tǒng)以測試傳感器性能為主；輔助行車類系統(tǒng)覆蓋基本功能、設計邏輯、環(huán)境適應性等測試。

4 自動駕駛系統(tǒng)（L3 級以上） 測試及典型系統(tǒng)測試解決方案

現(xiàn)階段自動駕駛行業(yè)中將測試方法分為3 類：仿真測試（ 含駕駛模擬器測試）、封閉場地測試和開放道路測試。

仿真測試（ 含駕駛模擬器測試） 通過搭建自動駕駛仿真平臺，借助傳感器模擬器和仿真工具，在虛擬環(huán)境中進行整車、系統(tǒng)及零部件試驗。仿真測試主要有模型在環(huán)測試、軟件在環(huán)測試、硬件在環(huán)測試和車輛在環(huán)測試。

封閉場地測試在保證車輛行為安全且無任何交通流干擾的情況下，通過還原易復現(xiàn)的典型交通場景，測試自動駕駛系統(tǒng)的基本功能。

開放道路測試則是讓車輛處于真實交通流下的隨機未知場景中，是自動駕駛測試的最終評價過程，其測試成本高，耗時長，具有一定的風險性（ 真實車輛、真實目標、場景無限、場景不可控）。

4.1 虛擬仿真測試

通過搭建硬件在環(huán)環(huán)境，將車輛模型、環(huán)境模型和軟件二次開發(fā)場景進行整合，硬件在環(huán)平臺搭建各類實時系統(tǒng)，實現(xiàn)虛擬場景與真實傳感器的結(jié)合，開展零部件級、系統(tǒng)級和整車級的傳感器測試、控制器測試、通信設備測試以及主觀評價測試。傳感器測試包括攝像頭測試、毫米波雷達測試、激光雷達測試等；控制器測試包括ADAS 控制器、自動駕駛控制器、底盤動力學控制器等不同類型的控制器測試；通信設備測試主要包括V2X 通信設備的功能級測試；主觀評價測試主要是指ADAS 系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、V2X 系統(tǒng)等的主觀測試評價。

4.2 封閉場地測試

封閉場地測試包括真實交通場景中易復現(xiàn)的典型場景，在保證測試場景覆蓋完全的前提下，盡可能將更多的自動駕駛基礎(chǔ)功能納入到測試項目中。

4.3 開放道路測試

自動駕駛開放道路測試主要分為交通擁堵領(lǐng)航（ TJP） 功能測試和高速功能領(lǐng)航（HWP） 功能測試兩大類。TJP 功能測試是測試評價自動駕駛汽車在高速、類高速道路中低速擁堵路段的表現(xiàn)，而HWP 功能測試則是測試車輛在高速路段中跟車、避讓、標志識別等功能特性。

5 總結(jié)與展望

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，如何進行測試已成為業(yè)界公認的難題，也是技術(shù)發(fā)展中亟待解決的問題。特別是在我國，道路工況更為復雜多樣，如何確保智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全性，并驗證自動駕駛系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及合理性，已成為我們重點研究和關(guān)注的問題。與此同時，我們也期望國家能進一步推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，在更多地區(qū)開放自動駕駛道路測試路段，并不斷完善自動駕駛測試體系。

參考文獻

[1] 崔勝民，俞天一，王趙輝.智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù).化學工業(yè)出版社，2019.

[2]中國汽車工程學會，天津智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)研究院中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2018）[M].北京：社會科學文獻出版社，2018.

[3] 中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院.智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試與評價技術(shù).人民郵電出版社，2017.