自主创新建设自动驾驶汽车高能级测试评价体系

孙宇 朱飞

摘 要：本文档详细论述了吉利汽车在自动驾驶汽车试验过程自主创新的测试评价体系，充分对标学习了目前先进的虚拟仿真技术以及国外自动驾驶公共道路试验经验，为2022年杭州亚运会无人驾驶顺利运行奠定了良好技术基础。

关键词：自动驾驶;试验场;开放道路;场景评价

引言

伴随汽车新四化变革，自动驾驶汽车高速发展。众所周知，汽车日常行驶过程中有很多纷繁复杂不可预知的情况，在常规的高温、高原、高寒、适应性和耐久试验中难以通过技术手段进行复现，例如暴风雪、雾霾、无序的交通拥堵、事故现场、塌方路段等。美国兰德公司经研究发现自动驾驶汽车需要行驶数十、或数百亿英里才能验证其可靠性：这样就很可能需要行驶数十、或数百年才能完成可靠性验证。只靠传统的测试方法已经不可能验证自动驾驶车辆的可靠性了，因此亟需创新新的测试验证方法与工具！

1 自动驾驶汽车测试方法

测试方法主要包括软件模型虚拟测试、感知元件在环测试、实车在环仿真测试、场内智能网联功能测试和公共社会道路测试：

1.1 软件模型虚拟测试

以目前主流仿真软件Panosim为例进行自动驾驶车辆建模包括车辆动力学模型、驾驶操作行为模型、动态和静态交通环境模型、感知系统软件模型：激光雷达、毫米波、相机、V2X（网联OBU）、GPS定位。通过综合构建人、车和环境三大要素来达到仿真测试的要求。

1.2 感知元件在环测试

通过对感知元件进行模拟信号输入检测感知算法功能性达标的精确性。

（1）激光雷达物理参数测试包括光斑大小、距离和精度、发散角、发射功率、脉冲能量、人眼安全等;探测性能测试包括水平角度和精度、俯仰角度和精度以及测速范围和精度。

（2）毫米波雷达测试包括测距范围和精度，测速范围和精度以及测角范围和精度。对于24GHZ和77GHZ毫米波雷达评价基于点目标和体目标的动态响应性能。雷达天线罩需要评估反射率、传输损耗以及均匀度。

（3）车载摄像头通过虚拟场景输入对分辨率、畸变、灰阶级数、色彩还原、视场角、信噪比进行测试。

（4）车载导航测试利用卫星信号模拟和道路采集回放进行静态定位误差、动态定位误差、测速误差、里程误差、开机启动时间（冷启动、热启动）、接收灵敏度。

1.3 实车在环仿真测试

对自动驾驶系统中的感知、决策和控制模块作系统性的总体评估。通过道路采集信息回放和雷达回波模拟对感知系统系统信息输入，激活AEB、LKA、ACC等自动驾驶功能，利用动态转鼓台架测试决策和控制系统检测线控转向、油门和制动的输出反馈，从而验证自动驾驶系统性功能的完整性。

1.4 封闭试验场测试

在封闭场地内利用测试设备包括驾驶机器人、可导航软目标台车GST、弱势道路使用者VRU、牵引行人和3D气球车等设计测试场景及参数，对自动驾驶系统功能进行验证。测试具有高精度、高响应和高重复度特点。吉利汽车目前对标业内著名的测试场地在江西上饶进行智能驾驶场地建设，预计年内投入使用。

（1）上海临港智能网联汽车综合测试示范区FutureLAIV，由上海机动车检测认证研究中心于2019年建成投入使用。该试验场拥有3.2平方公里封闭测试基地包括4万平米核心测试广场、1.2KM模拟高速道路、500米国内最长专用测试隧道、500米国内最长降雨环境模拟道路以及5座基站覆盖5G网络。

（2）美国密歇根Mcity测试场位于安娜堡市密歇根大学校园内，占地194亩，车道线总长约8公里，设置多种道路和路侧设施模拟实际道路环境，主要包括两个测试区域：用于模拟高速公路环境的高速实验区域和用于模拟市区和近郊的低速实验区域。

（3）英国Mira City City cuit试验场综合性强，由Mira公司修建完成，该试验场占地面积约为304万平方米也是世界占地面积最大的试验场。其大致分为九个区域、全长超过95千米。

（4）瑞典Asta Zero试验场在2014年建成，该试验场运用了SP技术，也是目前欧洲最大的智能汽车试验场。Asta Zero试验场在传统汽车试验场进行了升级，可进行全面测试。其设计内容广泛，可通过不同区域组合然后模拟交通道路周围场景。

1.5 公共社会道路测试

开放道路试验分为道路测试和示范运营，目的在于评价自动驾驶ODC和ODD的适配性。道路测试，是指在各类社会公共道路指定的路段进行的自动驾驶功能测试活动。示范应用，是指在各类社会公共道路指定的路段的自动驾驶汽车载人载物运行活动。在正式投入亚运会运营前，吉利汽车将在亚组委指定的公告道路范围内举行广泛的道路测试和示范运营以验证自动驾驶功能达成的精确性。

2 自动驾驶汽车评价方法

自动驾驶测试结果评价技术分为基于固定场景通过性评价和基于人工接管次数评价：

2.1 基于固定场景通过性评价

主要用于软件模型虚拟测试、感知硬件在环测试、实车在环仿真测试、场内智能网联功能测试，目的在于精确量化评估各项自动驾驶功能的达标性。参照2021年世界智能驾驶极限挑战赛仿真测试赛项，利用仿真软件设置了多个场景测试被测算法的安全性。以AEB紧急制动（目标静止）评价标准为例：车辆在40/50/60公里时速识别障碍物并紧急制动，加速距离小于200米，识别+制动距离小于100米。

2.2 基于人工接管次数评价

主要用于公共社会道路测试，目的在于客观和量化地评估驾乘体验。以美国加州机动车管理局DMV报告为代表，全年平均人工接管里程（MPI）是核心衡量指标，综合平均了全年行驶里程和接管次数。从2015年至今，在加州公共道路进行自动驾驶测试的公司每年都需要向DMV提交路测报告。这份自动驾驶人工接管报告包含这些公司在过去一年的路测里程和人工接管次数。”人工接管”指的是人类安全员因为自动驾驶系统故障、或出于行驶安全的考虑，必须接管自动驾驶系统的情况。2020年DMV报告数据显示，中国自动驾驶公司AutoX、小马智行紧随Waymo、Cruise之后，位列第三名和第四名，第五名是福特汽车旗下的Argo。前三名的Waymo、Cruise與AutoX的MPI（两次人工干预之间的平均行驶里程数）均在2万英里到3万英里区间（约3万公里到5万公里），分别为29945英里、28520英里和20367英里;小马智行和Argo在1万英里左右。

3 结语

自动驾驶是目前汽车新四化变革的标志性产物，随着计算平台、先进传感器等硬件成本的不断下降和软件算法的迭代更新，自动驾驶技术的落地离我们越来越近。吉利汽车目前也在积极探索自动驾驶汽车自动加速测试方法，按需求选择逻辑工况配置，完成具体化测试场景的配置，随后自动进行仿真，生成测试结果报告。无论技术如何发展，测试评价技术应始终确保自动驾驶车辆同时满足硬性的设计技术要求以及软性的客户驾乘体验。

参考文献：

[1]郭烈，《汽车安全辅助驾驶技术》[M]，北京大学出版社，2014

[2]《AUTOMATED & CONNECTED VEHICLES：Safety of the Intended Functionality （SOTIF）》Book 3 - Automated Vehicle Safety Series ，SAE，2019

[3]邓晓峰， 王润民， 徐志刚，等. 我国智能网联汽车测试及示范基地发展现状[J]. 汽车工业研究， 2019， （1）：6-13.

[4]郭克友，《机器视觉技术在安全辅助驾驶中的应用 》[M]，浙江大学出版社，2015

（吉利汽车研究院（宁波）有限公司，浙江 宁波 315336）