[发明专利]一种自动驾驶测试场景的构建方法及其难度系数计算方法

权利要求书

1.一种自动驾驶测试场景的构建及其难度系数计算方法，其特征在于：首先构建自动驾驶测试场景，依次建立测试场景递阶层次结构框架，所述的结构框架至少包括四层：

第一层为目标层T，根据被测车辆自动驾驶功能所要构建的目标场景确定；

第二层为维度层，目标层至少包括地理维度G、道路附属维度A、道路使用维度R和环境条件维度E；

第三层为类别层，根据所属维度层确定构成各维度层所需的要素类别，且各类别之间相互独立，其中地理维度至少包括道路条件、路面类型、路面情况、周边环境设施中的一种或数种类别；道路附属维度至少包括无、有交通标线、有交通信号灯、有障碍物中的一种或数种类别；道路使用维度至少包括无、有人类、有动物、有车辆中的一种或数种类别；环境条件维度至少包括晴、冰、雪、雨中的一种或数种类别；

第四层为要素层，根据实际测试场景的基本要素，将第三层中的类别层分别划分成具体要素；

根据目标层确定所要构建的目标场景，依次在各维度的类别层中选取所需的类别及该类别下的具体要素，构建成目标测试场景；

分别计算第二层、第三层、第四层各构成成分的单层次权重值，其步骤如下：

(1)计算第二层维度层相对于第一层目标层的权重，具体计算方法如下：

第二层的地理维度G、道路附属维度A、道路使用维度R、环境条件维度E是由第一层的目标层T分解出的元素，构建维度层关于目标层的判断矩阵，其形式如表1所示：

表1维度层的判断矩阵形式

w_ij是同一层级内的两两因素相比较的重要程度标度值，其赋值方法如表2所示，可以得到第二层的判断矩阵w，

表2层次判断矩阵标度赋值表

标度	标度的含义
1	表示两个场景构成元素相比，具有同样重要性
3	表示两个场景构成元素相比，一个元素比另一个元素稍微重要
5	表示两个场景构成元素相比，一个元素比另一个元素明显重要
7	表示两个场景构成元素相比，一个元素比另一个元素强烈重要
9	表示两个场景构成元素相比，一个元素比另一个元素极端重要
2,4,6,8	上述两相邻判断的中值

将判断矩阵w的最大特征根记为λ_max，计算对应于λ_max的特征向量并进行归一化处理，得到维度层对于目标层的相对权重向量，记为W＝{w_G,w_A,w_R,w_E}；

(2)计算第三层类别层相对于第二层维度层的相对权重，权重计算方法与步骤(1)的方法相同，经过计算得到各类别的相对权重向量，地理维度的类别层权重向量记为g＝{g₁,g₂,g₃,…,g_n}，其中g₁,g₂,g₃,…,g_n与地理维度类别层的各类别依次对应；道路附属维度的类别层权重向量记为a＝{a₀,a₁,a₂,a₃,…,a_n}，其中a₀,a₁,a₂,a₃,…,a_n与道路附属维度类别层的各类别依次对应；道路使用维度的类别层权重向量记为r＝{r₀,r₁,r₂,r₃,…,r_n}，其中r₀,r₁,r₂,r₃,…,r_n与道路使用维度类别层的各类别依次对应；环境条件维度的类别层权重向量记为e＝{e₀,e₁,e₂,e₃,…,e_n}，其中e₀,e₁,e₂,e₃,…,e_n与环境条件维度类别层的各类别依次对应；

(3)计算第四层要素层相对于第三层类别层的相对权重，权重计算方法与步骤(1)的方法相同，经过计算得到第四层相对于第三层的相对权重向量，地理维度的要素层权重向量记为{g₁₁,g₁₂,…,g_1n；g₂₁,g₂₂,…,g_2n；…；g_n1,g_n2,…,g_nn}其中g₁₁,g₁₂,…,g_1n；g₂₁,g₂₂,…,g_2n；…；g_n1,g_n2,…,g_nn与地理维度要素层的各要素依次对应；道路附属维度的要素层权重向量记为{a₁₁,a₁₂,…,a_1n；a₂₁,a₂₂,…,a_2n；…；a_n1,a_n2,…,a_nn}，其中a₁₁,a₁₂,…,a_1n；a₂₁,a₂₂,…,a_2n；…；a_n1,a_n2,…,a_nn与道路附属维度要素层的各要素依次对应；道路使用维度的要素层权重向量记为{r₁₁,r₁₂,…,r_1n；r₂₁,r₂₂,…,r_2n；…；r_n1,r_n2,…,r_nn}，其中r₁₁,r₁₂,…,r_1n；r₂₁,r₂₂,…,r_2n；…；r_n1,r_n2,…,r_nn与道路使用维度要素层的各要素依次对应；环境条件维度的要素层权重向量记为{e₁₁,e₁₂,…,e_1n；e₂₁,e₂₂,…,e_2n；…；e_n1,e_n2,…,e_nn}，其中e₁₁,e₁₂,…,e_1n；e₂₁,e₂₂,…,e_2n；…；e_n1,e_n2,…,e_nn与环境条件维度要素层的各要素依次对应；

规划场景及难度系数计算：根据实际拟测试项目对场景的需要，在4个场景维度中选取所需要的要素，场景难度系数计算如公式(1)所示：

W＝w_G×g_i×g_ij+w_Aa_ia_ij+w_Rr_ir_ij+w_Ee_ie_ij (1)

式(1)中，W为拟构建场景的总权值，即该场景的难度系数；w_G、w_A、w_R、w_E分别为维度层的权值；g_i、a_i、r_i、e_i分别为4个维度内各要素类别的权值；g_ij、a_ij、r_ij、e_ij分别为4个维度内各要素的权值。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶测试场景的构建及其难度系数计算方法，其特征在于：第四层要素层中，道路条件类别至少包括直道、弯道、坡道、交叉口中的一种或数种要素；路面类型类别至少包括水泥路面、沥青路面、砂石路面中的一种或数种要素；路面情况类别至少包括平整路面、坑洼路面、非结构化路面中的一种或数种要素；周边环境设施类别至少包括医院、加油站、公交站中的一种或数种要素；有交通标线类别至少包括禁止标线、指示标线、警告标线、立面标记中的一种或数种要素；有交通信号灯类别至少包括机动车道信号灯、人行横道信号灯、机动车道信号灯、方向指示信号灯中的一种或数种要素；有障碍物类别至少包括小型路障、大型路障、减速带中的一种或数种要素；有人类类别至少包括拄拐棍者、坐轮椅者、矮小身材者、高大身材者中的一种或数种要素；有动物类别至少包括小型陆生动物、中型陆生动物、大型陆生动物、鸟类中的一种或数种要素；有车辆类别至少包括二轮车辆、三轮车辆、四轮车辆中的一种或数种要素、冰类型至少包括路面结冰、路面有冰和水、路面有冰和雪、路面有冰和砂中的一种或数种要素；雪类别至少包括大雪、中雪、小雪中的一种或数种要素；雨类别至少包括大雨、中雨、小雨中的一种或数种要素。