自動駕駛汽車車輛在環測試技術研究

孫宇 范武 朱飛 林遠利 申亞飛

【摘 ?要】隨著時代的不斷發展和進步，自動駕駛系統的智能化水平也在不斷提升，復雜的交通情況會對自動駕駛產生一定影響，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，并且測試過程的復雜程度較高。因為許多相關的交通場景只能在限定的環境和條件中進行評估，限制了車輛測試工作的順利開展，需要科學應用自動駕駛汽車車輛在環測試技術。

【關鍵詞】自動駕駛汽車;車輛在環測試技術;研究

車輛在環測試技術（VIL）和其他試驗方法存在很大的差別，此種方法不是在虛擬的環境中加入真實車輛，也不是在真實的測試場景中進行駕駛測試，它是通過虛擬傳感器對虛擬的目標進行感知，從而讓測試環境得到一定程度的拓展，能夠將多種測試因素集中到一起，并且還能促進這些因素之間的平衡，從而為自動駕駛系統開發和測試創造出有利條件。

1、自動駕駛汽車車輛在環測試技術的特點

自動駕駛汽車車輛在環測試技術和其他虛擬仿真測試方法存在較大區別，通過這種方法可以在虛擬的測試環境中嵌入真實車輛，并以此為基礎完成自動駕駛系統的測試工作。VIL測試技術的重要作用就是讓真實的測試環境得到有效增強，而實現這種目的關鍵是虛擬傳感器，利用虛擬傳感器對目標物體進行感知。在應用這種測試方法時，和真實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行彌補，通過這一點可以看出車輛在環測試技術更像是有效的驗證方法。在自動駕駛系統的開發環節，應用此種技術可以對系統完成測試，根據測試結果分析是否符合期望要求。除此之外，這種測試技術還具備靈活性高的特點，模塊化架構可以讓這種技術在不同的環境中完成測試，具有較高的適應性。自動駕駛汽車車輛在環測試系統中的控制單元具備發送指令的功能，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、車輛在環測試場景

在現階段的無人駕駛系統開發和測試工作中可以融入車輛在環測試技術，注重功能需求特性的驗證，不局限于系統開發后期階段，在功能開發的早期階段也發揮著十分重要的作用。這種測試方法既不同于虛擬測試，與實車測試也有較大差異，而是介于二者之間，使仿真測試和實際測試之間的差距進一步縮小。

在系統開發后期，為了進一步提升功能的成熟性，為實際道路測試創造有利條件，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性，而且還能為測試過程提供安全保障，避免出現重復的情況[1]。所以，如果自動駕駛系統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用到追尾碰撞中，符合普通城市交通場景對自動駕駛系統測試提出的要求，但是不適合應用到比較復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，從而確保測試環境的真實性和安全性。合理應用車輛在環測試技術可以有效解決這個問題，可以在高速行駛并且發生碰撞的場景中完成對自動駕駛系統性能的測試。

當無人駕駛系統的開發工作進入后期之后，應用車輛在環測試方法不但能讓駕駛可能性得到有效擴展，而且還可以對部分功能進行校準，比如校準功能參數，合理調整特性曲線。在功能校準測試過程中，可以使用AR技術，讓測試工作人員收獲更好的體驗，有利于對測試效果進行合理評估，這也是車輛在環測試技術的應用優勢之一。

3、車輛在環測試技術的應用現狀

當前階段，車輛在環測試技術在縱向碰撞場景中得到廣泛應用，可以對多種主動安全功能進行測試，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人保護場景。無論是常規測試還是車輛在環測試都可以應用到這種場景的測試中，預先拉緊安全帶、將車窗關閉、制動等都是車輛的預期行為。通過對測試結果的比較可以發現：車輛在環測試技術具有較高的優勢，比較重要的一項內容就是無論在任何環境中都可以開展測試工作，而且不需要準備太長時間，工作效率比較高，能夠節省大量的測試時間，加快測試工作進度，也可以對場景進行切換，使測試過程中的危險性降低[2]。在車輛在環技術今后的發展過程中，需要將測試精確度作為重點研究內容，不斷提升測試水平和質量，比如讓虛擬傳感器的仿真精度得到提升，這樣可以提高真實性。讓AR的顯示效果進一步增強，通過更加準確的方法將車輛的每一個運動反映歘來。

4、車輛在環測試技術的發展前景

雖然車輛在環測試技術具有很多的應用優勢，能夠完成常規測試方法無法完成的測試任務，可以在復雜程度較高，危險性較大的場景中進行自動駕駛功能測試。但此種測試技術目前仍然處于初級發展階段，還沒有將自身的功能和作用充分發揮出來，具有較大的應用潛力和發展前景。在整個測試過程中，參與測試的駕駛人員無需做太多動作，如果發生意外情況有必要時再親自操作即可。如果在實際測試過程中沒有出現任何意外，而且所測試的功能正常，能夠滿足預期效果，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測試技術校準自動駕駛系統。在這種情況下，可以實現被測試的車輛會在測試場景中進行自動化運行的目的，在測試系統中自動加入相關場景，然后系統就可以完成校準工作。在未來不斷發展的過程中，車輛在環測試技術會得到更加廣泛的應用，在自動駕駛汽車測試中發揮出更大的作用。比如，被測試車輛在測試場景中正常行駛，然后在測試系統中隨機加入不同的場景，對車輛的反應速度進行測試，從實現硬件在全自動測試的目的。

結語

車輛在環測試方法可以有效提升自動駕駛系統的測試驗證水平和效率，通過此種測試技術能夠讓真實測試和虛擬測試之間的差距進一步縮小，可以作為一種行之有效的自動駕駛系統開發和測試方法，而且具有十分遼闊的發展前景。

參考文獻：

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

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