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箩筐科技|自动驾驶虚拟仿真测试介绍( 三 )


二、自动驾驶仿真测试的两个阶段
远期的目标 ， 自然是对完整的自己驾驶算法进行仿真测试 ， 不过考虑到近期的实际情况 ， 大致要分为两个发展阶段（当然这两个阶段可能并没有明显的时间界限） 。
（1）阶段一：
在试验室和封闭试验场内对传感器的感知识别模块进行测试 ， 在虚拟仿真环境对决策控制模块进行测试 ， 仿真环境直接向决策控制模块提供目标列表 。
这主要是因为目前对传感器的建模还有很多局限 ， 从而不能进行有效（甚至是正确）的仿真 。 比如摄像头输出的图片较容易仿真 ， 但是污渍、强光等特性仿真难度较大；而对于毫米波雷达如果建立精度较高的模型 ， 计算速度较慢 ， 不能满足仿真测试的需求 。
在试验室和封闭试验场可以对测试环境进行完整的控制和数据记录 。 比如布置不同类别、位置和速度的行人和车辆 ， 甚至可以对雨、雪、雾和强光的环境要素进行模拟 ， 并将传感器处理输出的目标列表与真实环境进行对比 ， 从而给出对感知识别模块的评估结果和改进建议 。
这么做的好处是 ， 在传感器建模有很多局限的情况下 ， 依然能够在仿真环境下对决策控制模块进行测试 ， 提前享受仿真测试的优势 。
（2）阶段二：
在虚拟仿真环境进行高精度的传感器建模 ， 从而对完整的自动驾驶算法进行测试 。
这样不仅可以在同一环境下进行测试 ， 从而提高测试效率、测试场景覆盖率和复杂度；而且可以对一些基于AI的算法进行端到端的测试 。
这一阶段的难点 ， 一方面是前面提到的满足测试需求的传感器建模 ， 另外一方面是不同传感器厂家和OEM厂家直接交互的接口很可能不一致（有些情况下可能并不存在） 。
自动驾驶虚拟仿真测试介绍（4）：用什么测
一、仿真测试平台的构成
二、仿真测试工具的流派
三、仿真测试工具的选择
“ 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 。 这是第四篇：用什么测 ， 介绍自动驾驶虚拟仿真测试平台的构成 。 ”
一、仿真测试平台的构成
我们在上一篇《测什么》中用了一张图来概括自动驾驶算法的构成：
箩筐科技|自动驾驶虚拟仿真测试介绍
本文图片

自动驾驶算法通过各种传感器探测周围环境的状态 ， 进行决策后对车辆进行控制 。 为了在仿真环境对自动驾驶算法进行测试 ， 需要模拟自动驾驶算法的各种输入 ， 并响应其输出 ， 从而“欺骗”它 ， 让它以为在真实世界工作 。
为此 ， 对照真实世界 ， 仿真测试平台由交通场景模块、传感器模块、车辆动力学模块和测试管理模块构成 。 如下图所示：
箩筐科技|自动驾驶虚拟仿真测试介绍
本文图片

（1）交通场景模块
交通场景模块用于模拟车辆运行的外部世界 。
一方面 ， 模拟各种交通场景要素 ， 比如：高速公路、城市道路等不同的道路结构；标志标线、护栏、交通灯等道路附属设施；轿车、卡车、摩托车、行人等交通参与者；路障、锥桶、遗撒物等临时物体；晴、阴、雨、雪、白天、黑夜等不同的天气 。
另一方面 ， 模拟不同交通场景要素之间的组合和动态关系 ， 即不同的“场景” 。 比如：高速公路上 ， 一辆轿车在被测车辆前方快速切入；十字路口黄灯时 ， 一辆卡车在被测车辆前方紧急制动停车 。
（2）传感器模块
传感器模块用于模拟车辆上安装的各种传感器 ， 从而获得交通场景的状态 。
一方面 ， 根据传感器种类的不同 ， 模拟不同的信号内容 ， 比如：摄像头传感器输出图像信号 ， 激光雷达传感器输出点云信号 ， 导航传感器输出定位信号 。
另一方面 ， 根据传感器特性和参数的不同 ， 模拟出其“局限” ， 比如：传感器的探测范围 ， 摄像头的畸变和炫光 ， 不同材质对激光雷达光线吸收的影响 ， 护栏对毫米波雷达的杂波影响 。


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