1、 智能网联汽车技术基础 项目九 智能网联汽车测试技术 智能网联汽车道路测试认知任务一任务一任务二任务二任务三任务三任务四任务四智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试场景认知智能网联汽车测试场景认知智能网联汽车虚拟仿真测试认知智能网联汽车虚拟仿真测试认知 智能网联汽车测试整体认知1 学习目标 1.了解我国智能网联汽车的测试背景 2.了解智能网联汽车仿真测试和道路测试的基本方法 3.了解智能网联汽车道路测试相关政策和相关标准体系智能网联汽车测试技术 理论知识一、智能网联汽车测试背景二、智能网联汽车道路测试概述 三、智能网联汽车仿真测试概述智能网联汽车测试技术 1、智能网联
2、汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术一、智能网联汽车测试背景智能网联汽车测试是智能网联汽车技术研发和推广应用过程中不可或缺的重要环节，测试方法主要包括封闭场地测试、半开放/开放道路测试和虚拟仿真测试等。道路测试能加快推动智能网联汽车技术的快速发展和应用，但在智能网联汽车各项技术产业化过程中仍面临技术、标准、法律法规等多方面的障碍，应用之前需要多种仿真和实验手段验证其可行性，也需要建立测试示范区为其产业化提供孵化平台。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术经过大量仿真测试和封闭道路测试后，在智能网联汽车上市之前的安全性和可靠性，学术界、智库公司以及汽车制造商均认为还需要经过上亿公里的实
3、际道路测试和验证。如宝马公司要求其智能网联汽车总测试里程需达到2.5亿km。现有的智能网联汽车技术测试以仿真测试为主，道路测试为辅，但仿真环境及其测试结果的有效性仍有待论证。因此在当前技术条件下，实际道路环境下的技术试验对智能网联技术测试更是必不可少的环节。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术然而，一辆技术成熟度不高、风险隐患不明的智能网联汽车在公共道路上进行针对实际运营的技术试验，势必带来潜在的道路交通安全风险。据美国加利福尼亚州车辆管理局发布的智能网联汽车自动驾驶模式脱离报告显示，绝大部分进行公共道路测试的智能网联汽车每10100km就需要一次人工干预。这种由于技术不完善而引起
4、的测试风险会给其他道路使用者或自身带来交通安全隐患，甚至还有可能导致重大交通事故。因此在智能网联汽车道路测试过程中有必要建立专门的智能网联汽车道路测试区。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术美国、日本及部分欧洲国家纷纷加快智能网联汽车布局，加快推动自动驾驶相关法案制定，相继出台示范运行和道路测试管理规范。2016年5月，日本发布关于自动行驶系统的公道实验测试方案，2017年秋季开始在高速公路、一般公路上对自动驾驶系统进行大规模测试试验；2017年5月，德国通过首部关于自动驾驶汽车的法律，允许驾驶人双手离开方向盘或视线离开道路情况下进行道路测试2017年7月，美国通过了自动驾驶法案；
5、2018年2月，加州修改无人驾驶测试法规，允许无驾驶人情况下进行智能网联汽车道路测试。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术我国智能网联汽车发展持续加速，汽车与电子、通信、互联网等跨界合作加强，在关键技术研发、产业链布局、测试示范等方面取得积极进展。目前已在上海、重庆、北京、长春、武汉、无锡等地建设智能网联汽车测试示范区，并积极推动半封闭、开放道路的测试验证。2017年12月北京市发布北京市自动驾驶车辆道路测试管理实施细则（试行）及相关文件，确定33条、共计105km开放道路用于测试，已发放首批试验用临时号牌。2018年3月，上海市发布上海市智能网联汽车道路测试管理办法（试行），划定
6、第一阶段5.6km开放测试道路，并发放第一批测试号牌。重庆、保定、深圳也相继发布相应的道路测试管理细则或征求意见，支持智能网联汽车开展公共道路测试。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术2018年12月，天津市交通运输委、市工业和信息化局和市公安局联合发布了坐落在西青区和东丽区的首批智能网联汽车测试开放道路。同时，中汽数据（天津）有限公司和北京百度网讯科技有限公司获得了首批天津市首批开放道路测试牌照。天津市智能网联汽车开放道路测试正式启动。2019年9月，在世界智能网联汽车大会上，首批长三角智能网联汽车道路测试牌照正式颁发。在长三角一体化发展的背景下，长三角智能网联汽车道路测试工作将
7、形成“互联、互通、互认、互信”机制。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术智能网联汽车技术中车与车、路、后台、其他外部环境的交互的内容较多、需求也较多。为了满足测试过程中的各中需求，保证各种接口能测试得到，同时要保证较高的测试效率和较低的测试成本低，仿真技术是解决复杂环境庞大信息交互的一种方法，因此智能网联汽车测试应首先采用虚拟仿真的技术和硬件在环的技术，其次是受控测试区域测试，最后是进行开放场地测试。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术二、智能网联汽车道路测试概述 1智能网联汽车道路测试的必要性智能网联汽车道路测试是技术研发和应用过程中必不可少的步骤，在正式推向市场之前
8、，也必须通过实际交通环境测试，以全面地验证自动驾驶功能，实现与道路、设施及其他交通参与者的适应与协调。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术我国主要汽车整车和零部件、电子、通信、互联网等企业均在积极进行整车及关键系统、计算平台和软硬件的研发工作，部分企业已经完成若干不同等级自动驾驶功能的产品开发，并通过计算机模拟、试验台架评测、试验场及封闭道路测试等对自动驾驶功能进行了测试验证，盲区监测、自动紧急制动、车道保持辅助等驾驶辅助系统以及车载通信服务系统已实现量产和装车应用。智能网联汽车道路测试也是美欧日等国家和地区从技术发展和管理角度采取的普遍做法。美欧日等国家和地区已相继出台道路测试相
9、关规定，通过修改现行法律或采取豁免措施允许智能网联汽车使用公共道路测试，德国、英国等已经明确智能网联汽车可在包括高速公路在内的各类道路上进行测试。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术2智能网联汽车道路测试政策近年来，我国智能网联汽车技术及道路测试发展迅速。2018年，工业和信息化部制定了车联网产业发展行动计划及车联网和智能网联汽车发展三年行动计划，建立涵盖车辆、通信、道路设施等的标准体系。同时，各地也在加紧拟定关于智能驾驶上路的法规。2018年3月，上海发布了上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)；同时，重庆市也发布了重庆市自动驾驶道路测试管理实施细则(试行)。2018年4月，
10、工业和信息化部、公安部、交通部联合颁布了智能网联汽车道路测试管理规范(试行)，是我国中央政府出台的第一个规范自动驾驶汽车道路测试的法规文件。我国各地关于智能网联汽车道路测试出台的主要政策法规文件见表9-1-1。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术地区时间政策法规文件名称全国2018.4智能网联汽车道路测试管理规范（试行）全国2018.12车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划重庆2018.3重庆市自动驾驶道路测试管理实施细则（执行）上海2018.3上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)北京2018.2北京市自动驾驶车辆封闭测试场地技术要求（试行）天津2018.6天津市智能网联汽
11、车道路测试管理办法（试行）武汉2018.11武汉市智能网联汽车道路测试管理实施细则（试行）广东2018.12广东省智能网联汽车道路测试管理规范实施细则（试行）表9-1-1 道路测试相关政策法规汇总 1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术3智能网联汽车测试国家标准体系2018年6月，工信部与国标委联合印发国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)、国家车联网产业标准体系建设指南(信息通信)和国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品和服务)三份文件。指南提出，加紧研制自动驾驶及辅助驾驶相关标准、车载电子产品关键技术标准、无线通信关键技术标准、面向车联网产业应用的LTE-V2X和5G-V2
12、X关键技术标准。到2020年，基本建成国家车联网产业标准体系。此外，工信部还发布车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频段的管理规定和2018年智能网联汽车标准化工作要点。2018年5月18日，中国汽车工程研究院股份有限公司联合中国智能网联汽车产业创新联盟、清华大学、北京航空航天大学、同济大学、国内外整车厂及互联网公司在北京举办了智能网联汽车测试评价技术研讨会并成立了智能汽车测试评价联合研究中心。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术该中心旨在联合各大高校、整车厂、零部件供应商、出行服务企业、互联网企业，采集不同交通环境下“人-车-路”相关场景、通信环境、车辆运动
13、状态、驾驶人行为等数据，建立中国典型的交通环境数据库以及智能网联汽车虚拟仿真测试数据库；构建具有中国特色的测试评价体系，制定具有国际影响 力的测试评价标准及测试规范；开发通用高效的仿真测试与道路测试工具，协助国家相关部门进 行自动驾驶运营监管及法规制定，为面向中国交通场景的智能网联汽车测试评价提供理论、方法及工具支撑。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术三、智能网联汽车仿真测试概述应用传统的封闭场地测试或开放/半开放道路测试会存在测试周期长、测试成本高、场景覆盖有限、安全风险高等问题，尤其会受政策制定、场地建设的时间和资源限制，给企业将车辆投入自动驾驶测试带来一定的门槛。此外复杂的
14、场景也难以在测试场中复现，就中国城市道路而言，存在着300种以上的道路场景，且部分测试难度高，难以对车辆进行全面验证，再加上现实场景中对于极端条件下的驾驶场景复现也存在较大的困难，需要耗费大量的物力及时间。总体来看，智能网联汽车道路测试存在着诸多限制，虽然可以建设专用的测试场来进行针对性的测试，但仍然无法从根本上进行测试方法的优化。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术为了保证满足智能网联汽车各种软/硬件测试要求和场景测试要求，同时提高测试效率，降低测试成本，在未来的智能网联汽车测试中更趋向虚拟仿真技术和硬件在环的技术，如图9-1-1所示。图9-1-1 虚拟仿真测试加速自动驾驶安全测
15、试 1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术驾驶场景虚拟仿真则能够很好的解决此类测试问题，由于没有真实场景的限制，对复杂场景的重建和场景参数化重组都会比实车测试更容易实现，弥补了道路测试无法实现场景覆盖度和重复性的限制，可以实现场景、交通流、道路信息、车辆动力学、驾驶人模型的定制化和参数化仿真，具有更好的可扩展性和可移植性。仿真测试还可以进行更加具有针对性的测试，支持更加细分的商业模式，对行业发展也有着长远的促进作用。仿真过程中，在图像处理单元(GPU)的驱动下，细节逼真的图像以及鲁棒的物理引擎，让数字仿真技术在自动驾驶汽车的训练和测试中发挥高效作用，也为工程测试人员提供给了所需的有利
16、条件。通过结合云计算、高精度地图、虚拟现实等技术，驾驶场景虚拟仿真可以将测试扩展到更多的应用场景，对L2及以上的自动驾驶功能研发有着极大的加速推进作用。1、智能网联汽车测试整体认知智能网联汽车测试技术智能网联汽车仿真测试具有诸多优势，它也是道路测试和产业化之前必不可或缺的环节，但仿真测试过程中也会遇到以下智能网联汽车仿真测试具有诸多优势，它也是道路测试和产业化之前必不可或缺的环节，但仿真测试过程中也会遇到以下问题：问题：（1 1）场景数据库问题。）场景数据库问题。智能网联汽车最大的特点就在于它与外部连接的交互性，在仿真过程中，需要首先解决的问题是从系统环境需求角度建立符合中国场景的顶级数据库，
17、然后进行典型的交通环境数据的采集与分析并建立评价体系。包括典型行为特性的分析，并把它作为未来智能网联汽车测试的基础数据库，以支持大规模的硬件仿真。（2 2）仿真模型问题。）仿真模型问题。无论是交通场景的仿真模型，还是车辆动力学模型，或是控制算法模型，每一个模型都需要一个较好的解决方案。目前，传统车辆动力学模型和算法基本是可以解决模型问题，较难解决的是环境模拟。目前国外有很多这个方面的虚拟仿真的软件，例如PreScan。国内也还有一些在团队在开发相应的软件，其核心是环境模拟和传感器模拟，以及如何把传感器模拟做到和真实传感器一致。学习小结1.智能网联汽车测试是智能网联汽车技术研发和推广应用过程中不
18、可或缺的重要环节，测试方法主要包括封闭场地测试、半开放/开放道路测试和虚拟仿真测试等。2.现有的智能网联汽车测试以虚拟仿真测试和硬件在环测试技术为主。3.驾驶场景虚拟仿真则能够很好的解决没有真实场景的限制，对复杂场景的重建和场景参数化重组都会比实车测试更加容易实现，弥补了道路测试无法实现场景覆盖度和重复性的限制。4.为使智能网联汽车在各种道路交通状况和使用场景下都能够安全、可靠、高效的运行，自动驾驶功能需要进行大量的测试过程。智能网联汽车道路测试是技术研发和应用过程中必不可少的步骤，在正式推向市场之前，也必须通过实际交通环境测试，以全面地验证自动驾驶功能，实现与道路、设施及其他交通参与者的适应
19、与协调。智能网联汽车测试技术 智能网联汽车道路测试认知2 学习目标 1.掌握智能网联汽车测试场地的内容和要求 2.了解我国智能网联汽车测试场地的建设情况 智能网联汽车测试技术 理论知识一、智能网联汽车测试场地二、智能网联汽车测试示范区智能网联汽车测试技术按照功能不同，ADAS可分为智能汽车ADAS测试场地自动驾驶测试场地智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知智能汽车V2X测试场地一、智能网联汽车测试场地智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知1.智能汽车ADAS测试场地智能网联汽车ADAS在欧美日等国家起步较早，现欧洲、美国、日本等已出台典型功能相关的测试标准，不同标准中
20、对测试环境的要求，涵盖了较多的测试工况，主要包括直道测试、弯道测试、传感器误识别测试等。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知2.智能汽车V2X测试场地V2X是一个涉及车与周围交通元素、网络等协同和交互的复杂应用系统，也是智慧交通重要组成部分，其测试场地应涵盖由人、车、路和环境组成的完整闭环系统。V2X测试场地与ADAS功能不同，更注重环境的适应性，尤其是高速和城市街道环境中的应用。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知3.自动驾驶测试场地智能网联汽车技术是多种技术的复杂组合，包含但不限于 ADAS 和V2X，其技术验证测试是未来几年的主要测试需求。测试场地需要在可控范
21、围内尽可能还原真实交通环境。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知可控测试场地关键要素应涵盖环境要素、交通要素、设施要素、通信要素、控制要素、功能要素等。测试环境应包括高速道路（限速120km/h）、城市区域（限速40km/h60km/h）和乡村道路（限速20km/h30km/h），除限速要求外，各类测试环境还应具备相应的特点，如乡村道路，应具备多弯道、凹凸路面、碎石路面、坡道等，城市区域应具备视线遮挡（建筑物、植被等）环境、多交叉路口、环岛、多交通设施设备等。高速道路应具备隔离带、护栏、应急车道、无信号灯等。基于封闭测试场构建各种实际道路场景，进行智能网联汽车安全性的试验验证是智
22、能网联汽车上路的必经的有效途径。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知二、智能网联汽车测试示范区实际道路环境下的技术试验是智能网联技术发展成熟的必由之路。在技术成熟度尚未达到满足实际运营的情况下，利用封闭测试场地进行智能网联技术的试验验证是提升智能网联汽车安全性和可靠性的重要途径。因此，我国各地也展开了智能网联汽车测试场地建设，以下为三个有代表性的测试场地：智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知（1 1）国家智能汽车与智慧交通（京冀）示范区海淀基地）国家智能汽车与智慧交通（京冀）示范区海淀基地（2）上海国家智能网联汽车示范区（3）吉林长春国家智能网联汽车应用（北方）示范
23、区智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知（1）国家智能汽车与智慧交通（京冀）示范区海淀基地国家智能汽车与智慧交通（京冀）示范区是为落实工业与信息化部、北京市、河北省签订的“基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范部省合作协议”而设立。在示范区内模拟多种道路和场景，为智能网联汽车提供实际的运行环境，可测试V2X、无人驾驶汽车、智慧交通等技术，促进产业快速发展的国际级示范区。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知（图9-2-1 智能汽车与智慧交通（京冀）示范区2017年6月底，全球第一条V2X潮汐车道正式对外投放使用。该基地是面向自动驾驶车辆研发测试、能力评估而建设的
24、封闭测试场地,“国家智能汽车与智慧交通（京冀）示范区海淀基地”也已正式启用。如图9-2-1所示。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知试验道路位于北京经济技术开发区荣华中路至博大大厦路段，道路全长12km，含公交专用道、潮汐车道和主辅路等复杂交通环境，在7个路口部署了20余套设备，并与交通信号灯、路侧标示标牌、可变情报板、施工占道标示等互联。具有车联网功能的汽 车在该路段行驶，可实现盲区提醒、紧急车辆接近、行人闯入、绿灯通过速度提示、优先级车辆 让行等功能，使得驾驶人更加安全高效通过。已有多家智能车企、通信公司、科研机构等在这条测试道路上进行了最新智能技术的测试，并在2017年9月
25、6日，正式宣布面向全球企业开展测试 服务。同时，开放道路设有试验位，允许厂商申请使用测试路侧设备。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知（2）上海国家智能网联汽车示范区“国家智能网联汽车(上海)试点示范区”是国内第一 个封闭性的智能网联汽车测试区，位于上海安亭，2016年开始投入运营。上海示范区旨在测试和演示智能汽车，车联网通信关键技术。示范区的建设将分四个阶段推进:封闭测试区、开放道路测试区、典型城市综合测试区、示范城市与交通走廊示范区。在2020年实现覆盖面积达到 150km，10000辆车辆的容量，其中，9000辆背景车、1000辆测试车，道路总长500km，覆盖高速、城市和
26、乡村等综合性交通场景。在示范区的一期建设中，已搭设了多种道路场景及相应的通信设施，包含隧道、林荫道、加油/充电站、地下停车场、十字路口、丁字路口、圆形环岛等交通场景；基础设施包含1个GPS差分基站、2 座LTE-V通信基站、16套DSRC和4套LTE-V RSU、6个智能红绿灯和40个各类摄像头，可定位精度控制在厘米级范围以内。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知该示范区可为自动驾驶测试及车联网通信提供多达100种测试，是目前为止功能测试场景最多、,通信技术最丰富的国际领先测试区。截至2018年5月，封闭测试区已完成了200多个测试场景建设，累计为40多家国内外企业提 供450余
27、天次、超过5000h的测试服务。7月，封闭示范区域内的无人驾驶科普体验区对外开放。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知表 9-2-2 上海国家智能网联汽车示范区根据示范区的规划，2019年底，测试区的其覆盖面积将达到100平方公里，将增加高速公路测试场景，测试车辆达到5000辆。2020年，通过嘉闵高架等道路智能改造，形成汽车城与虹桥商务区两个城市独立共享交通闭环。如图9-2-2所示。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知（3）吉林长春国家智能网联汽车应用（北方）示范区吉林智能汽车与智慧交通应用示范基地是中国国内首家寒区和东北地区的智能汽车和智慧交通测试体验基地。20
28、16年11月由工信部与吉林省政府签订合作框架协议启动，2017年8月于长春智能示范区开工建设。该示范基地可为智能汽车和智慧交通提供72种主要场景、1200个子测试场景、214种细分场景的现场测试，对于验证未来智能汽车和智慧交通“传感器+V2X+人工智能+执行器”的功能和性能可提供有效的工具与手段。智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知第一阶段，完成不少于2辆安装V2X通信设备及北斗高精定位设备，可容纳100辆测试车同时测试，实现信息提示、安全预警等应用。第二阶段，完成8辆以上安装基V2X通信设备和北斗高精度定位设备，可容纳500辆测试车同时测试，实现信息提示、安全预警与控制、绿色节
29、能等智能网联化应用。第三阶段，2019年，完成智能网联汽车综合性典型城市示范区建设，占地面积100km2，50辆以上安装V2X通信设备和北斗高精度定位设备，可支持示范车辆达到1万辆，500辆以上测试车辆安装4G的T-BOX和北斗高精度定位设备，其余车辆安装4G的OBD终端，道路涵盖城市快速道路、乡村道路、客货运中心、商业住宅区、工业园区，以及隧道、桥梁、立交桥、山地、环湖、坡路等多种道路环境，实现信息提示、安全预警与控制、绿色节能等智能网联化应用。该基地将分为三个阶段建设：智能网联汽车测试技术 2、智能网联汽车道路测试认知图9-2-2 红旗智能网联汽车场地 学习小结1.基于封闭测试场构建各种实
30、际道路场景，进行智能网联汽车安全性的试验验证是智能网联汽车上路的必经的有效途径。一方面，可以在可控的风险条件下对智能网联汽车进行最接近实际道路环境的实车试验，充分发现和调试在相对于虚拟测试的物理环境下，智能网联汽车运行过程中产生的各种技术问题，确定车辆实际可靠运行的道路环境条件；另一方面，通过封闭场地试验，试验工程人员可以亲自使用测试车辆的自动行驶方式驾驶，熟悉测试车辆的自动驾驶操作习惯、试验方式和紧急情况下的响应方法，以便能在公共道路测试时应对自如。2.智能网联汽车技术是多种技术的复杂组合，包含但不限于 ADAS 和V2X，其技术验证测试是未来几年的主要测试需求。测试场地需要在可控范围内尽可
31、能还原真实交通环境。3.实际道路环境下的技术试验仍然是智能网联技术发展成熟的必由之路。在技术成熟度尚未达到满足实际运营的情况下，利用封闭测试场地进行智能网联技术的试验验证，是提升智能网联汽车安全性和可靠性的重要途径。智能网联汽车测试技术 智能网联汽车测试场景认知3 学习目标 1.熟悉智能网联汽车的各个测试环节及场景 2.掌握相关的智能网联汽车测试场景项目的要求智能网联汽车测试技术 理论知识一、智能网联汽车测试的主要相关术语二、智能网联汽车测试项目及场景智能网联汽车测试技术智能网联汽车测试技术 3、智能网联汽车测试场景认知一、智能网联汽车测试的主要相关术语1.目标车辆用于构建测试场景的量产乘用车
32、、商用车，或具备激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达和摄像头等传感器的感知属性、能够替代上述车辆的柔性目标。2.车载单元 安装在测试车辆上、用于实现车辆与外界（即 V-X，包括车-车、车-路、车-人、车-云端等之间）联网通讯的硬件单元。3.路侧单元安装在测试场地道路路侧、用于实现车辆与外界（即 V-X，包括车-车、车-路、车-人、车-云端之 间）联网通讯的硬件单元。智能网联汽车测试技术 3、智能网联汽车测试场景认知4.车车通讯测试车辆与目标车辆通过车载单元进行数据包收发而完成的信息通讯。5.车路通讯测试车辆与道路基础设施通过车载单元、路侧单元进行数据包收发而完成信息通讯。6.动态驾驶任务完成车辆驾
33、驶所需的感知、决策和操作，包括但不限于：控制车辆横/纵向运动、控制车辆纵向运动、目标和事件探测与响应、行驶规划和控制车辆照明及信号装置。注：不包括行程计划，目的地和路径的选择等任务。智能网联汽车测试技术 3、智能网联汽车测试场景认知7.编队行驶多辆测试车辆以较小的车距纵队排列的行驶状态；其中，第一辆车为人工操作驾驶，从第二辆车开始为自动驾驶。8.指令驾驶人输入信号和测试车辆通过感知、地图等信息自主发出的信号。例如，在变更车道场景中，测试车辆获得指令后执行变更车道动作；此时，指令既可是驾驶人操纵转向指示灯发出的执行信号，也可是测试车辆基于感知自主决策发出的执行信号。智能网联汽车测试技术 3、智能
34、网联汽车测试场景认知二、智能网联汽车测试项目及场景2018年4月，工业和信息化部、公安部、交通运输部联合发布智能网联汽车道路测试管理规范(试行)，对智能网联汽车道路测试申请、审核、管理以及测试主体、测试驾驶人和测试车辆要求进行规范。2018 年 8月，中国智能网联汽车产业联盟和全国汽标委智能网联汽车分技术委,员会编制了智能网联汽车自动驾驶功能测试规程，提出各检测项目对应场景、测试规程及通过条件。智能网联汽车测试技术 3、智能网联汽车测试场景认知智能网联汽车测试包括14个测试项目及39个测试场景，每个测试项目和测试场景的具体要求如下：图9-3-1 智能网联汽车自动驾驶功能检测项目及测试场景智能网
35、联汽车测试技术 3、智能网联汽车测试场景认知图9-3-1 智能网联汽车自动驾驶功能检测项目及测试场景（续表）智能网联汽车测试技术 3、智能网联汽车测试场景认知图9-3-1 智能网联汽车自动驾驶功能检测项目及测试场景（续表）学习小结1.掌握智能网联汽车的几个重要术语定义:目标车辆、车载单元、路侧单元、车车通信、车路通信、动态驾驶任务、编队行驶和指令。2.智能网联汽车测试包括14个测试项目及34个测试场景，14个测试项目包括交通标志和标线的识别与响应、交通信号灯识别及响应、前方车辆行驶状态识别及响应、障碍物识别及响应、行人和非机动车识别及避让、跟车行驶、靠路边停车、超车、并道、交叉路口通行、环形路
36、口通行、自动紧急制动、人工操作接管和联网通信。智能网联汽车测试技术 智能网联汽车虚拟仿真测试认知4 学习目标 1.熟悉智能网联汽车的仿真测试系统的组成 2.掌握相关的智能网联汽车虚拟仿真测试技术及评价体系智能网联汽车测试技术 理论知识一、仿真测试系统组成 二、国内外仿真测试现状三、虚拟仿真技术四、仿真测试评价体系智能网联汽车测试技术智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知一、仿真测试系统组成 仿真技术的基本原理是在仿真场景内，将真实控制器变成算法，结合传感器仿真等技术，完成对算法的测试和验证。自动驾驶汽车仿真测试应用数学模型、相应的实物模型、测试装置（如摄像头、毫米波雷达、激光雷
37、达等）、计算机系统（包括硬件和软件）以及部分实物组成的仿真系统，可对某一系统进行数字仿真、半物理仿真（半实物仿真）、物理仿真（实物仿真），以便分析、设计与研究智能网联汽车中被仿真测试的系统。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知一个完整的自动驾驶仿真平台，需要包括静态场景还原、动态案例仿真、传感器仿真、车辆动力学仿真、并行加速计算等功能，并能够较为容易的接入自动驾驶感知和决策控制系统，如图 9-4-1 所示。只有算法与仿真平台紧密结合，才能形成一个闭环，达到持续迭代和优化的状态。图9-4-1 自动驾驶仿真系统模块智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知二、国内外仿
38、真测试现状为了验证自动驾驶汽车的性能，自动驾驶汽车所需测试里程需达到数十亿英里且无意外，所有世界知名的智能驾驶汽车厂商（Tesla，Audi，英伟达等）在智能驾驶/无人车的开发中都大量采用了仿真测试的手段，国内整车企业也在逐渐部署仿真测试能力。国内外汽车企业关于自动驾驶汽车仿真测试现状见表9-4-1和表9-4-2。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知表9-4-1 国内企业自动驾驶汽车仿真测试现状序号序号国内企业国内企业应用情况应用情况1一汽研究院高速自动驾驶和自动泊车开发（VTD）2上汽集团自动泊车开发与应用（carmaker）3长安集团高速自动驾驶算法开发及自动化测试（pr
39、escan，matlab）4东风集团高速自动驾驶功能开发及测试（carmker）5广汽研究院高速自动驾驶和自动泊车共鞥开发和测试（carmker）6拜腾高级自动驾驶功能开发，虚拟试验场建设7吉利研究院高速自动驾驶功能开发及仿真测试（carmaker）8观致汽车ADAS算法开发及硬件在环测试（carmaker+NI）9华为基于VTD的超算中心，虚拟试验场，自动驾驶算法测试智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知表9-4-2 国外汽车企业自动驾驶汽车仿真测试现状序号国外项目名称项目内容1大众自动驾驶开发L3自动驾驶开发与验证平台，77G雷达OTA2目标模拟2AUDI自动驾驶开发L3自
40、动驾驶开发与验证平台，77G雷达OTA2目标模拟3HYUNDAI自动驾驶开发自动驾驶77G雷达OTA2目标模拟4AUTOLIF雷达生产测试77G雷达OTA EOL测试5TOYOTA自动驾驶开发自动驾驶77G雷达OTA2目标模拟6NISSAN自动驾驶开发自动驾驶77G雷达OTA2目标模拟智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知三、虚拟仿真技术虚拟仿真技术应用汽车工程、交通工程、计算机科学、软件工程等多学科知识，对车辆动力学模型及自动驾驶算法模型进行不同程度的抽象，将汽车驾驶场景在计算机模拟过程中进行重建和复现。在自动驾驶开发过程中，需要在各种行驶条件下，对无人驾驶技术进行不断的验证
41、测试，从而确保其安全程度能够高于人类驾驶员的操作。这意味着，在一些时候要在实际道路上对其进行测试。然而同样重要的，是在虚拟道路上的仿真测试，虚拟测试也是积累无人驾驶汽车测试里程的重要手段之一。随着高级图形处理技术的发展，虚拟道路测试，能够有效对危险或不常见的驾驶场景进行测试。虚拟仿真的灵活性和多用性，使其在自动驾驶技术开发中发挥着重要作用。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知1在环仿真测试 依托于仿真平台，应用多种软硬件技术进行在环测试是驾驶场景虚拟仿真的主要研发内容。根据不同的测试需求，测试厂商使用了软件在环（SIL，Software In Loop）、硬件在环（HIL，H
42、ardware In Loop）、车辆在环（VIL，Vehicle In Loop）、驾驶人在环（DIL，Driver In Loop）等多种测试工具链，测试目的包括算法验证、控制器验证、虚拟环境下的实车验证。另外在软件在环测试的过程中也可以将算法模型抽出进行独立模拟，形成模型在环（MIL，Model In Loop）的方案，如图9-4-2所示。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知图9-4-2 在环测试完整体系智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知2虚拟场景构建 在仿真软件中进行高速公路、城市道路和停车场虚拟场景的搭建，形成智能网联汽车虚拟测试场景库，如图9-
43、4-3所示。50万公里驾驶场景拟搭建高速公路场景150类、城市道路场景200类、停车场泊车场景150类。图9-4-3 自动驾驶测试虚拟仿真试验场智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知基于采集的百万公里驾驶场景提炼的测试场景为企业建设了满足高级别自动驾驶测试的虚拟仿真测试场，虚拟测试场景将根据不同自动驾驶功能已有的自动驾驶测试评价体系合理组合搭配场景，测试场景涵盖城市、高速、山区和停车场等区域，包含道路交通标志标线、红绿灯和通信设备等道路交通设施，覆盖危险场景、一般场景和边角场景等场景类型，综合进行智能网联汽车的测试和评价工作。自动驾驶虚拟测试场景如图 9-4-4所示。智能网联汽
44、车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知图9-4-4 自动驾驶虚拟测试场景智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知（1）动态虚拟场景 自动驾驶虚拟仿真试验场包含八大测试区满足不同自动驾驶功能场景设计运行域的需求，场景介绍见表9-4-3。表9-4-3 自动驾驶虚拟仿真八大测试区测试区场景场景介绍Q1:高架桥与高速该路段围绕整个沙盘一周，可实现进出高速公路时道路合流、自适应巡航ACC、车道保持、车道变更等符合高速行驶场景的仿真。Q2:泊车区域该功能区分为室外停车场和多层停车楼两部分，可进行不同车位出入库、室内场景停车诱导、室内定位、自主泊车功能开发验证等仿真。Q3:城市建筑群场景
45、介绍：在该场景中，可进行路口碰撞预警、行人、车辆等障碍物停障、避障等车辆横纵向决策控制及局部路径规划验证Q4:生活区域该区域包含广场、公园等场景，可以实现在人群密集、道路狭窄以及交通参与者多变的情况下的仿真测试。Q5:环形岛区域该区域可实现在环形岛交叉口的混乱和拥堵时智能汽车启停优化控制、低速跟车行驶、道路合流的仿真。Q6:隧道场景该场景的特点是，在隧道中通信信号减弱，在进出隧道时对光线变化控制的要求也很高，对车辆的安全性有很大的考验。Q7:山区道路弯道多、坡道多、一边傍悬崖一边靠陡壁，路况复杂。可仿真身躯泥泞道路、陡坡、雨天及夜间行车等危险工况。Q8:复杂交叉路口该功能区可实现智能交通系统红
46、绿灯配时、绿波导引、V2X、及智能汽车启停优化控制仿真，并进行道路合流、智能网联汽车智能决策开发验证。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知（2）静动态组合场景 自动驾驶虚拟仿真试验场已具备添加智能网联汽车自动驾驶功能测试规程（试行）所有可用于仿真测试的动态驾驶任务。同时包括起步、停车、跟车、变更车道、路口左转弯、路口右转弯、直行通过路口、直行通过人行横道线、靠边停车、会车、通过环岛、通过立交桥主辅路行驶、通过学校区域、通过隧道、桥梁、通过泥泞山路、急转弯山路、超车、夜间行驶、倒车入库、侧方停车、通过雨区道路、通过雾区道路、通过湿滑路面、避让应急车辆等复杂动态驾驶任务的测试功能
47、，如图9-4-5所示。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知图9-4-5 动静结合场景智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知四、仿真测试评价体系虚拟仿真测试评价整体思路包括测试用例的选择与场景设计、分配场景于不同的测试需求（如模型在环、软件在环、硬件在环测试），然后基于场景与功能分别设计评价方法与评价指标，根据基于场景的评价指标分配权重，最终输出自动驾驶功能的评价结果。智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知如图9-4-6所示。针对L1-L2级的评价测试，主要依赖典型测试实例进行横纵向功能评价，具体评价体系中包括场景描述、场景参数设定以及评判依据。
48、针对L3级以上的评价测试，应包含序列化的场景，同时要建立序列化场景的复杂度评价体系。图9-4-6 仿真测试评价整体思路智能网联汽车测试技术 4、智能网联汽车虚拟仿真测试认知基于场景的评价方法主要有两个评价指标，一个是功能指标，一个是场景指标。如图9-4-7所示，基于功能的评价指标主要评价驾驶任务的完成度，针对不用的功能，设计不同的功能完成指标，并通过对于该功能的完成情况，给出评分；基于场景的评价指标，用于评价场景的复杂度，根据信息熵的方式计算出该场景的复杂度指标，该测试功能通过不同复杂度的场景给出的评分在总评分中的占比不同，从而依据权重配比的方式，得出该测试功能的综合得分。图9-4-7 仿真测
49、试评价方法 学习小结1.自动驾驶汽车仿真系统应用数学模型、相应的实物模型和装置（如摄像头、毫米波雷达、激光雷达等）、计算机系统（包括硬件和软件）以及部分实物组成的仿真系统，可对某一系统进行数字仿真、半物理仿真（半实物仿真）、物理仿真（实物仿真）试验，以便分析、设计与研究这种系统。2.自动驾驶汽车仿真通过建立不同的软硬件集成框架，虚拟仿真过程会对算法模型、车辆控制软件、车载硬件、整车、驾驶员进行多种有效的测试，从系统稳定性、驾驶安全、运行效率等多种角度进行评估。3.自动驾驶汽车仿真测试评价的整体思路为，从测试用例库中选择适用于该测试功能的测试用例，根据测试环节的不同（如模型在环、软件在环、硬件在
50、环测试）对测试用例进行分配，通过合适的评价方法得出评价结果。智能网联汽车测试技术 习 题一、不定项选择题1.智能网联汽车的整车测试方法主要有（）。A仿真测试 B.大数据分析 C.道路测试 D.动力性测试2.智能网联汽车仿真测试过程中可能遇到的问题有（）。A场景数据库问题 B.数据准确性问题 C.测试难度大 D.仿真模型问题3.智能网联汽车的测试场主要包括（）。AADAS测试场 B.V2X测试场 C.自动驾驶测试场 D.可靠性测试场4.智能网联汽车交通信号灯识别及响应测试包括（）。A机动车信号灯识别及响应测试 B.方向指示信号灯识别及响应测试C.交通标志和标志线的识别和响应测试 D.车道线识别及
