[发明专利]基于虚拟驾驶场景车辆在环的L3级自动驾驶系统测试方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟驾驶场景车辆在环的L3级自动驾驶系统测试方法，包括：观测车辆运动学状态，包括位置与航向角，用于更新虚拟场景中车辆位姿；感知系统模型建立，包括视觉、毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达四种感知设备模型；虚拟测试场景库注入，按L3级自动驾驶系统应用场景预定义系统驾驶场景工况、紧急事件工况以及人机交互工况三类测试场景库；按主驾驶位置参数，在虚拟场景中渲染生成场景可视化视角；测试数据记录与评价，包含算法性能量化评价指标以及系统评价指标，最后输出L3级自动驾驶系统综合汇总评价指标。本发明能够在有限的实验场地内对L3级自动驾驶系统典型应用场景进行测试与评价。

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于虚拟驾驶场景车辆在环的L3级自动驾驶系统测试方法。

背景技术

智能化是如今汽车行业发展的重要趋势之一，预计2020-2030期间智能驾驶技术与系统将在世界范围内快速发展。自动驾驶系统按智能化程度由低到高分为L0～L5六个等级，其中L3级自动驾驶等级定义为允许相应系统在定义驾驶场景下替代驾驶员独立驾驶车辆，如在高速驾驶场景下减轻驾驶负担等。目前L1级、L2级高级辅助驾驶系统已在部分量产车型中落地，L3级自动驾驶系统目前则还处于原型开发阶段，还需大量的测试与验证工作。

相较于L1级、L2级辅助驾驶系统，L3级自动驾驶系统应用场景更复杂，系统开发与验证难度也更大。L1级、L2级辅助驾驶系统开发一般经过软件在环系统逻辑验证、硬件在环测试、场地测试以及道路测试等环节完成。目前没有较为完善的L3及以上级别自动驾驶系统验证与测试方法。现有较完善的相关测试方法与体系主要针对L2及以下级别的主动安全系统，主要通过台架测试、场地测试以及道路测试等多阶段的测试方法来完成。其中，台架以及场地测试主要对系统的逻辑、稳定性以及典型场景的系统表现进行测试；道路测试则针对复杂与极端场景测试系统的鲁棒性。相较于上述车辆主动安全系统，L3级自动驾驶系统所涉及的应用场景更加复杂，满足测试要求的场地以及测试环境搭建成本更高，时间周期更长。L3级系统功能的验证与测试在道路测试之前，很难在测试场地内通过搭建相关测试环境完成验证(由于测试场景的数量与复杂程度均非常高)。因而虚拟场景在L3级以上的自动驾驶系统开发与测试过程中会占据更重要的比重。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种基于虚拟驾驶场景车辆在环的L3级自动驾驶系统测试方法，使用虚拟场景数据，在有限的场地环境下最大限度的验证典型场景下L3级自动驾驶系统的表现。

本发明的另一目的是提供一种基于虚拟驾驶场景车辆在环的L3级自动驾驶系统测试方法，使用车辆在环方法，最大限度的降低由于系统动力学模型差异导致的测试与评价误差，使系统在虚拟场景中的响应更接近真实场景测试。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明基于虚拟驾驶场景车辆在环的L3级自动驾驶系统测试方法，包括下列步骤：

①车辆运动学状态观测及感知系统模型建立；

车辆运动学状态观测：利用高精度GPS/IMU融合设备(如RTK-3000系列)，观测车辆运动学状态，包括位置与航向角，用于更新虚拟场景中车辆位姿。

感知系统模型建立：包括视觉、毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达四种感知设备模型，输入为感知系统技术参数列表，包括传感系统的安装位置、探测范围以及分辨率等，输出为虚拟感知结果。

②虚拟测试场景库注入；

按L3级自动驾驶系统应用场景预定义三类测试场景库，主要包括系统驾驶场景工况、紧急事件工况以及人机交互工况等。驾驶场景库主要包括静态场景与动态目标两部分。静态场景包括高速应用场景、城市应用场景以及泊车应用场景中的静态目标与背景；动态场景包含静态场景之外的可移动目标，即各类车辆与行人。

③按主驾驶位置参数，在虚拟场景中渲染生成场景可视化视角；