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箩筐科技|自动驾驶虚拟仿真测试介绍( 二 )


可不可以在办公室就可以对算法和控制器进行测试 ， 而不是每个版本的新程序都要到实车上测试、在寒冬酷暑的室外调试很久？
可不可以在计算机上对真实世界中危险或不易实现的场景进行测试？
可不可以在解决bug或算法升版后 ， 对之前的测试场景方便的进行重复测试？
欣慰的是 ， 这些需求仿真测试都可以满足 。
二、仿真测试是汽车开发流程的必然要求
V模型是广泛在软件开发和测试中使用流程 ， 如下图所示：
V模型要求在开发团队进行不同阶段的开发同时 ， 测试团队编制对应的测试用例 ， 并在开发阶段完成后立即进行测试 。 这就要求在集成测试、系统测试等暂无完整产品样件的情况下 ， 就开始进行测试 。
另外 ， 有数据表明 ， 在汽车电控系统的开发过程中 ， 越早发现问题则修正问题的成本越低 。 在开发的早期 ， 就建立起测试验证的手段 ， 快速高效的发现和解决开发过程中的问题 ， 可以有效减低开发成本、提高开发效率 。
箩筐科技|自动驾驶虚拟仿真测试介绍
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而在开发的早期进行测试 ， 在暂无完整产品样件的情况下进行测试 ， 就需要仿真手段提供测试环境 。
三、仿真测试是自动驾驶开发的必经之路
自动驾驶汽车是一个新生事物 ， 消费者对其安全性还不够信任 。 那么 ， 自动驾驶汽车的安全性达到什么水平才能被消费者接受呢？我想其安全水平不低于人类驾驶员 ， 应该是一个最起码的要求 。
根据RAND公司一份名为《Driving to Safety》的报告 ， 要证明自动驾驶汽车相比于人类驾驶员能够减少20%交通事故死亡率 ， 需要进行约80亿公里的公共道路测试 ， 假设由100辆车组成的车队每年365天每天24小时不间歇的以40km/h的平均速度进行测试 ， 大概需要225年 。
这个测试时间显然是不现实的 。 就要求在实车测试之外 ， 寻求其他的方法 ， 大幅缩短测试时间 。
在虚拟环境下进行大规模的仿真测试 ， 成为了必须选择的方法 。 比如waymo公司的CarCraft仿真平台中 ， 有25000台仿真车辆同时进行测试 ， 每天总计可进行1200万公里的测试 。 按照这个速度 ， 完成上面提到的80亿公里的测试 ， 仅需要2年 。
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自动驾驶虚拟仿真测试介绍（3）：测什么
一、自动驾驶算法构成
二、自动驾驶仿真测试的两个阶段
“ 本系列尝试从是什么、为什么、测什么、用什么测、怎么测和谁来测等方面来介绍什么是自动驾驶虚拟仿真测试 。 这是第三篇：测什么 ， 介绍仿真测试的被测对象是什么 。 ”
一、自动驾驶算法构成
一个完整的自动驾驶算法 ， 可以粗略的用下图表示 。
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传感器的感知模块从真实环境中获取信息 ， 并将其转换为原始信号发送给识别模块；识别模块从原始信号中识别出目标 ， 并发出目标列表 。 比如摄像头的原始信号为图片数据 ， 激光雷达的原始信号为点云数据 ， 识别模块从中识别出前方目标的类型、位置和速度等信息 。
融合模块对来自不同传感器的目标列表进行处理后 ， 发出统一的目标列表给决策模块 。 决策模块分析目标列表 ， 对目标未来的状态进行预测 ， 并规划自车的行驶路径 。 控制模块根据目标行驶路径 ， 发出加速、制动和转向等控制指令 ， 对车辆状态进行控制 。
根据上面的分析 ， 大体上可以将一个完整的自动驾驶算法分为两个部分：
（1）感知识别模块 ， 其输入是外部环境 ， 输出是目标列表；
（2）决策控制模块 ， 其输入是目标列表 ， 输出是对车辆的控制指令 。


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