自動駕駛汽車車輛在環(huán)測試技術(shù)研究

孫宇 范武 朱飛 林遠(yuǎn)利 申亞飛

【摘 ?要】隨著時代的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自動駕駛系統(tǒng)的智能化水平也在不斷提升，復(fù)雜的交通情況會對自動駕駛產(chǎn)生一定影響，在駕駛過程中具有較高的危險性。所以，需要做好自動駕駛功能的測試工作，并且測試過程的復(fù)雜程度較高。因?yàn)樵S多相關(guān)的交通場景只能在限定的環(huán)境和條件中進(jìn)行評估，限制了車輛測試工作的順利開展，需要科學(xué)應(yīng)用自動駕駛汽車車輛在環(huán)測試技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】自動駕駛汽車;車輛在環(huán)測試技術(shù);研究

車輛在環(huán)測試技術(shù)（VIL）和其他試驗(yàn)方法存在很大的差別，此種方法不是在虛擬的環(huán)境中加入真實(shí)車輛，也不是在真實(shí)的測試場景中進(jìn)行駕駛測試，它是通過虛擬傳感器對虛擬的目標(biāo)進(jìn)行感知，從而讓測試環(huán)境得到一定程度的拓展，能夠?qū)⒍喾N測試因素集中到一起，并且還能促進(jìn)這些因素之間的平衡，從而為自動駕駛系統(tǒng)開發(fā)和測試創(chuàng)造出有利條件。

1、自動駕駛汽車車輛在環(huán)測試技術(shù)的特點(diǎn)

自動駕駛汽車車輛在環(huán)測試技術(shù)和其他虛擬仿真測試方法存在較大區(qū)別，通過這種方法可以在虛擬的測試環(huán)境中嵌入真實(shí)車輛，并以此為基礎(chǔ)完成自動駕駛系統(tǒng)的測試工作。VIL測試技術(shù)的重要作用就是讓真實(shí)的測試環(huán)境得到有效增強(qiáng)，而實(shí)現(xiàn)這種目的關(guān)鍵是虛擬傳感器，利用虛擬傳感器對目標(biāo)物體進(jìn)行感知。在應(yīng)用這種測試方法時，和真實(shí)駕駛測試存在一定的差距，而這種差距可以通過提升駕駛的靈活性和多樣性進(jìn)行彌補(bǔ)，通過這一點(diǎn)可以看出車輛在環(huán)測試技術(shù)更像是有效的驗(yàn)證方法。在自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)節(jié)，應(yīng)用此種技術(shù)可以對系統(tǒng)完成測試，根據(jù)測試結(jié)果分析是否符合期望要求。除此之外，這種測試技術(shù)還具備靈活性高的特點(diǎn)，模塊化架構(gòu)可以讓這種技術(shù)在不同的環(huán)境中完成測試，具有較高的適應(yīng)性。自動駕駛汽車車輛在環(huán)測試系統(tǒng)中的控制單元具備發(fā)送指令的功能，除去交互及控制單元，其他所有的零部件都可以用不同的組件來代替，靈活性較高。

2、車輛在環(huán)測試場景

在現(xiàn)階段的無人駕駛系統(tǒng)開發(fā)和測試工作中可以融入車輛在環(huán)測試技術(shù)，注重功能需求特性的驗(yàn)證，不局限于系統(tǒng)開發(fā)后期階段，在功能開發(fā)的早期階段也發(fā)揮著十分重要的作用。這種測試方法既不同于虛擬測試，與實(shí)車測試也有較大差異，而是介于二者之間，使仿真測試和實(shí)際測試之間的差距進(jìn)一步縮小。

在系統(tǒng)開發(fā)后期，為了進(jìn)一步提升功能的成熟性，為實(shí)際道路測試創(chuàng)造有利條件，需要開展駕駛測試工作，在具體測試過程中需要選擇合適的測試場景，最大程度提高測試的真實(shí)性，而且還能為測試過程提供安全保障，避免出現(xiàn)重復(fù)的情況[1]。所以，如果自動駕駛系統(tǒng)的測試場景為縱向控制場景，就可以使用假人假車作為測試工具，并將車輛行駛速度以及碰撞速度的限速值確定下來。這種方法可以有效應(yīng)用到追尾碰撞中，符合普通城市交通場景對自動駕駛系統(tǒng)測試提出的要求，但是不適合應(yīng)用到比較復(fù)雜或是相對速度較高的場景中。因此，如果不是以普通城市為測試場景，可以使用其他測試方法，從而確保測試環(huán)境的真實(shí)性和安全性。合理應(yīng)用車輛在環(huán)測試技術(shù)可以有效解決這個問題，可以在高速行駛并且發(fā)生碰撞的場景中完成對自動駕駛系統(tǒng)性能的測試。

當(dāng)無人駕駛系統(tǒng)的開發(fā)工作進(jìn)入后期之后，應(yīng)用車輛在環(huán)測試方法不但能讓駕駛可能性得到有效擴(kuò)展，而且還可以對部分功能進(jìn)行校準(zhǔn)，比如校準(zhǔn)功能參數(shù)，合理調(diào)整特性曲線。在功能校準(zhǔn)測試過程中，可以使用AR技術(shù)，讓測試工作人員收獲更好的體驗(yàn)，有利于對測試效果進(jìn)行合理評估，這也是車輛在環(huán)測試技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢之一。

3、車輛在環(huán)測試技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前階段，車輛在環(huán)測試技術(shù)在縱向碰撞場景中得到廣泛應(yīng)用，可以對多種主動安全功能進(jìn)行測試，比如前向碰撞警告、防碰撞、緊急輔助制動等，這些測試場景基本上都是比較常見的駕駛?cè)吮Ｗo(hù)場景。無論是常規(guī)測試還是車輛在環(huán)測試都可以應(yīng)用到這種場景的測試中，預(yù)先拉緊安全帶、將車窗關(guān)閉、制動等都是車輛的預(yù)期行為。通過對測試結(jié)果的比較可以發(fā)現(xiàn)：車輛在環(huán)測試技術(shù)具有較高的優(yōu)勢，比較重要的一項內(nèi)容就是無論在任何環(huán)境中都可以開展測試工作，而且不需要準(zhǔn)備太長時間，工作效率比較高，能夠節(jié)省大量的測試時間，加快測試工作進(jìn)度，也可以對場景進(jìn)行切換，使測試過程中的危險性降低[2]。在車輛在環(huán)技術(shù)今后的發(fā)展過程中，需要將測試精確度作為重點(diǎn)研究內(nèi)容，不斷提升測試水平和質(zhì)量，比如讓虛擬傳感器的仿真精度得到提升，這樣可以提高真實(shí)性。讓AR的顯示效果進(jìn)一步增強(qiáng)，通過更加準(zhǔn)確的方法將車輛的每一個運(yùn)動反映歘來。

4、車輛在環(huán)測試技術(shù)的發(fā)展前景

雖然車輛在環(huán)測試技術(shù)具有很多的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠完成常規(guī)測試方法無法完成的測試任務(wù)，可以在復(fù)雜程度較高，危險性較大的場景中進(jìn)行自動駕駛功能測試。但此種測試技術(shù)目前仍然處于初級發(fā)展階段，還沒有將自身的功能和作用充分發(fā)揮出來，具有較大的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。在整個測試過程中，參與測試的駕駛?cè)藛T無需做太多動作，如果發(fā)生意外情況有必要時再親自操作即可。如果在實(shí)際測試過程中沒有出現(xiàn)任何意外，而且所測試的功能正常，能夠滿足預(yù)期效果，那么測試人員就不會有太大壓力，同時通過車載屏幕觀看測試交通場景，并做出正確評估。尤其是自動化水平較高的車輛，還可以通過車輛在環(huán)測試技術(shù)校準(zhǔn)自動駕駛系統(tǒng)。在這種情況下，可以實(shí)現(xiàn)被測試的車輛會在測試場景中進(jìn)行自動化運(yùn)行的目的，在測試系統(tǒng)中自動加入相關(guān)場景，然后系統(tǒng)就可以完成校準(zhǔn)工作。在未來不斷發(fā)展的過程中，車輛在環(huán)測試技術(shù)會得到更加廣泛的應(yīng)用，在自動駕駛汽車測試中發(fā)揮出更大的作用。比如，被測試車輛在測試場景中正常行駛，然后在測試系統(tǒng)中隨機(jī)加入不同的場景，對車輛的反應(yīng)速度進(jìn)行測試，從實(shí)現(xiàn)硬件在全自動測試的目的。

結(jié)語

車輛在環(huán)測試方法可以有效提升自動駕駛系統(tǒng)的測試驗(yàn)證水平和效率，通過此種測試技術(shù)能夠讓真實(shí)測試和虛擬測試之間的差距進(jìn)一步縮小，可以作為一種行之有效的自動駕駛系統(tǒng)開發(fā)和測試方法，而且具有十分遼闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙祥模，陳南峰，承靖鈞，等.基于整車在環(huán)仿真的自動駕駛汽車室內(nèi)快速測試平臺[J]. 中國公路學(xué)報，2019，32（6）：124-136.

[2]唐蘭文，任女爾.整車在環(huán)仿真測試法在自動駕駛汽車室內(nèi)快速測試中的應(yīng)用[J].信息與電腦，2020，32（4）：79-80.