自动驾驶实车测试场景生成方法和系统与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶实车测试场景生成方法和系统。


背景技术：

2.自动驾驶，又称无人驾驶、电脑驾驶或轮式移动机器人，是依靠计算机与人工智能技术在没有人为操纵的情况下，完成完整、安全、有效的驾驶的一项前沿科技。
3.然而无人驾驶也面临着许多挑战，比如恶劣的天气、复杂的交通环境等等，因此在某些场景下的表现可能无法匹敌人类驾驶员。为了解决这一问题，需要对自动驾驶模型进行更多的测试和迭代更新，以提高复杂场景下的处理能力。
4.实车测试是提升自动驾驶在复杂场景下处理能力的有效手段，但实车测试由于涉及车辆调度、道路/天气环境匹配等因素，存在着测试成本较高的缺点。
5.现有的自动驾驶实车测试场景生成通常参考仿真测试的场景集生成方法设计，这类测试场景集虽然内容丰富、场景数量庞大，但受限于实车测试的成本限制，无法很好的匹配实车测试需求，存在着实车测试效率低的问题。
6.因此，如何提供一种针对性更强、效率更高的自动驾驶实车测试方法成为了业内亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种自动驾驶实车测试场景生成方法和系统，用以解决现有技术中测试场景与实车测试需求匹配性不佳的缺陷，实现针对性更强、效率更高的自动驾驶实车测试。
8.本发明提供一种自动驾驶实车测试场景生成方法，包括：
9.根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关注单元集合；
10.根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；
11.在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；
12.所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
13.根据本发明提供的一种自动驾驶实车测试场景生成方法，所述根据所述关注单元集合对行为元素进行筛选，得到有效行为元素的步骤包括：
14.确定与行为元素集合一一对应的行为属性；
15.确定所述行为属性中的交互单元集合与所述关注单元集合间存在交集，则将所述行为属性对应的所述行为元素集合输出为有效行为元素；
16.所述交互单元为所述自动驾驶系统的组成单元。
17.根据本发明提供的一种自动驾驶实车测试场景生成方法，所述根据所述关注单元集合对环境元素进行筛选，得有效环境元素的步骤包括：
18.获取与所述环境元素一一对应的环境属性；
19.确定所述环境属性中的交互单元集合与所述关注单元集合间存在交集，则将所述环境属性对应的所述环境元素输出为有效环境元素；
20.所述交互单元为所述自动驾驶系统的组成单元。
21.根据本发明提供的一种自动驾驶实车测试场景生成方法，所述在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景的步骤包括：
22.选取至少一个有效环境元素，与补充环境元素构成满足设定的场景约束的实车测试场景环境部分，并将所述有效行为元素作为实车测试场景行为部分；
23.根据所述实车测试场景环境部分和所述实车测试场景行为部分，得到实车测试场景。
24.根据本发明提供的一种自动驾驶实车测试场景生成方法，所述场景约束包括环境部分约束；所述环境部分约束是指所述实车测试场景环境部分由一个载荷类型的环境元素、一个道路属性类型的环境元素、一个道路曲率类型的环境元素、一个天气类型的环境元素、一个光照类型的环境元素组成；
25.所述补充环境元素是指载荷类型为满载的环境元素、道路属性类型为高速公路的环境元素、道路曲率类型为直道的环境元素、天气类型为晴天的环境元素或者光照类型为白天的环境元素。
26.根据本发明提供的一种自动驾驶实车测试场景生成方法，所述根据所述实车测试场景环境部分和所述实车测试场景行为部分，得到实车测试场景的步骤包括：
27.遍历组合所述实车测试场景环境部分和所述车测试场景行为部分，得到多个未赋值的实车测试场景；
28.以设定的间隔对所述未赋值的实车测试场景进行参数扩展赋值，得到实车测试场景集。
29.本发明还提供一种自动驾驶实车测试场景生成系统，包括：
30.关注模块，用于根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关注单元集合；
31.有效模块，用于根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；
32.生成模块，用于在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；
33.所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
34.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述自动驾驶实车测试场景生成方法的步骤。
35.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述自动驾驶实车测试场景生成方法的步骤。
36.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述自动驾驶实车测试场景生成方法的步骤。
37.本发明提供的自动驾驶实车测试场景生成方法和系统，基于实车测试需求确定关注单元，并基于关注单元对构成测试场景的行为元素、环境元素进行筛选，获得能够对关注单元产生有效影响的有效行为元素、有效环境元素，从而使得最终得到的实车测试场景中汇集了对关注单元存在影响的元素，进而为后续实车测试的效率提供了良好的基础。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本发明提供的自动驾驶实车测试场景生成方法的流程示意图；
40.图2是本发明实施例提供的场景生成流程示意图；
41.图3是本发明提供的自动驾驶实车测试场景生成系统的结构示意图；
42.图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
43.附图标记：
44.1：提取模块；
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2：标记排除模块；
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3：生成模块；
45.410：关注模块；
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420：有效模块；
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430：存储器；
46.440：通信总线。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.下面结合图1-图2描述本发明的自动驾驶实车测试场景生成方法。
49.如图1所示，本发明实施例提供一种自动驾驶实车测试场景生成方法，包括：
50.步骤102，根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关注单元集合；
51.步骤104，根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；
52.步骤106，在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；
53.所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
54.本实施例中，所述行为元素是与动态驾驶行为ddt相关的场景动态行为构成元素，其中，交通参与者的类型可以为轿车、卡车等，交通参与者的运动信息可以为位置、速度、朝向、加速度等。
55.所述环境元素是与设计允许运行区域(operating design domain，odd)相关的场景静态环境构成元素。
56.值得说明的是，并非所有的odd都属于环境元素，本实施例中的环境元素主要考虑道路信息(如隧道、直道、弯道曲率、坡度曲率等)和天气信息(如白天、晴天、无路灯、开启车灯等)。
57.在一个优选的实施方式中，所述自动驾驶系统包括感知单元(perception)、控制单元(planning&control，pnc)以及定位单元(loclization)；在一些另外的实施方式中，感知单元(perception)、控制单元(planning&control)以及定位单元(loclization)还可以进一步细分为更具体的功能单元。
58.本实施例的有益效果在于：
59.基于实车测试需求确定关注单元，并基于关注单元对构成测试场景的行为元素、环境元素进行筛选，获得能够对关注单元产生有效影响的有效行为元素、有效环境元素，从而使得最终得到的实车测试场景中汇集了对关注单元存在影响的元素，进而为后续实车测试的效率提供了良好的基础。
60.如图2所示，根据上述实施例，在本实施例中：
61.所述根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素的步骤包括：
62.步骤1041，确定与行为元素集合一一对应的行为属性；
63.步骤1042，确定所述行为属性中的交互单元集合与所述关注单元集合间存在交集，则将所述行为属性对应的所述行为元素集合输出为有效行为元素；
64.所述交互单元为所述自动驾驶系统的组成单元。
65.步骤1043，获取与所述环境元素一一对应的环境属性；
66.步骤1044，确定所述环境属性中的交互单元集合与所述关注单元集合间存在交集，则将所述环境属性对应的所述环境元素输出为有效环境元素；
67.所述交互单元为所述自动驾驶系统的组成单元。
68.在一个优选的实施方式中，步骤1042、1044中，关注单元集合是交互单元集合的子集。
69.所述在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景的步骤包括：
70.步骤1061，选取至少一个有效环境元素，与补充环境元素构成满足设定的场景约束的实车测试场景环境部分，并将所述有效行为元素作为实车测试场景行为部分；
71.步骤1062，根据所述实车测试场景环境部分和所述实车测试场景行为部分，得到实车测试场景。
72.所述根据所述实车测试场景环境部分和所述实车测试场景行为部分，得到实车测试场景的步骤包括：
73.步骤10621，遍历组合所述实车测试场景环境部分和所述车测试场景行为部分，得到多个未赋值的实车测试场景；
74.步骤10622，以设定的间隔对所述未赋值的实车测试场景进行参数扩展赋值，得到实车测试场景集。
75.所述场景约束包括环境部分约束；所述环境部分约束是指所述实车测试场景环境部分由一个载荷类型的环境元素、一个道路属性类型的环境元素、一个道路曲率类型的环境元素、一个天气类型的环境元素、一个光照类型的环境元素组成；
76.所述补充环境元素是指载荷类型为满载的环境元素、道路属性类型为高速公路的环境元素、道路曲率类型为直道的环境元素、天气类型为晴天的环境元素或者光照类型为白天的环境元素。
77.在一个优选的实施方式中，步骤1041的执行结果为下表：
[0078][0079]
表中，y是指所述行为元素集合能够影响所述单元，空值为所述行为元素集合不能影响所述单元；
[0080]
假定pnc单元为所述关注单元集合中的唯一元素，则步骤1042的执行结果为：
[0081]
序号为1-8的行为元素集合是有效行为元素。
[0082]
步骤1043的执行结果为下表：
[0083][0084]
表中，y是指所述环境元素能够影响所述单元，空值为所述环境元素不能影响所述单元；
[0085]
在假定pnc单元为所述关注单元集合中的唯一元素的前提下，步骤1044的执行结果为：
[0086]
空载、弯道、坡道、雨天的环境元素是有效环境元素。
[0087]
执行步骤1061，可以得到序号为1-8的行为元素集合是实车测试场景行为部分的8个可能；空载、弯道、坡道、雨天这四个环境元素的任意组合是实车测试场景环境部分的15个可能(单环境元素4个、双环境元素6个、三环境元素4个以及四环境元素1个)。
[0088]
执行步骤10621，将8个可能的实车测试场景行为部分和15个可能的实车测试场景环境部分排列组合，可以得到120个未赋值的实车测试场景。
[0089]
执行步骤10622，根据设定的参数分布，对120个未赋值的实车测试场景进行赋值(例如，填入速度、光照亮度等)。
[0090]
值得说明的是，行为元素、环境元素以及自动驾驶系统的单元并不局限于上述表格中列出的内容，上述表格仅作示例性的说明，并不能构成对本发明保护范围的限制。
[0091]
此外，步骤10622的赋值过程同样存在着赋值约束；所述赋值约束是基于行为元素的执行逻辑得到的，例如对于目标车从主车侧后方超车后切入并减速的行为元素，其执行逻辑为：
[0092]
主车以限速k_hv_speed行驶，目标车在主车k_side相邻车道从主车后方以速度k_tv_speed01高速接近主车，当目标车超过主车k_dis时，目标车切入主车前方并以k_tv_acc减速至k_tv_speed02；
[0093]
则为了完成上述执行逻辑，必然存在着目标车与主车速度、加速度、相对位置间的限制条件，以使得目标车能够成功超越主车、切入并检索，这一限制条件即为一种赋值约束。
[0094]
本实施例的有益效果在于：
[0095]
通过对自动驾驶系统中，测试关注单元的影响这一中间变量，有效联系了测试场景构建中的行为元素和环境元素，使得实车场景的构建更具针对性，提升了实车测试的效率，减少了实车测试的总体成本。
[0096]
下面对本发明提供的自动驾驶实车测试场景生成装置进行描述，下文描述的自动驾驶实车测试场景生成装置与上文描述的自动驾驶实车测试场景生成方法可相互对应参照。
[0097]
如图3所示，本发明实施例还提供一种自动驾驶实车测试场景生成系统，包括：
[0098]
关注模块1，用于根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关
注单元集合；
[0099]
有效模块2，用于根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；
[0100]
生成模块3，用于在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；
[0101]
所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
[0102]
进一步地，所述有效模块2包括：
[0103]
行为属性子模块，用于确定与行为元素集合一一对应的行为属性；
[0104]
有效行为子模块，用于确定所述行为属性中的交互单元集合与所述关注单元集合间存在交集，则将所述行为属性对应的所述行为元素集合输出为有效行为元素；
[0105]
环境属性子模块，用于获取与所述环境元素一一对应的环境属性；
[0106]
有效环境子模块，用于确定所述环境属性中的交互单元集合与所述关注单元集合间存在交集，则将所述环境属性对应的所述环境元素输出为有效环境元素；
[0107]
所述交互单元为所述自动驾驶系统的组成单元。
[0108]
所述生成模块3包括：
[0109]
第一生成子模块，用于选取至少一个有效环境元素，与补充环境元素构成满足设定的场景约束的实车测试场景环境部分，并将所述有效行为元素作为实车测试场景行为部分；
[0110]
第二生成子模块，用于根据所述实车测试场景环境部分和所述实车测试场景行为部分，得到实车测试场景。
[0111]
所述第二生成子模块包括：
[0112]
遍历子模块，用于遍历组合所述实车测试场景环境部分和所述车测试场景行为部分，得到多个未赋值的实车测试场景；
[0113]
赋值子模块，用于以设定的间隔对所述未赋值的实车测试场景进行参数扩展赋值，得到实车测试场景集。
[0114]
本实施例的有益效果在于：
[0115]
基于实车测试需求确定关注单元，并基于关注单元对构成测试场景的行为元素、环境元素进行筛选，获得能够对关注单元产生有效影响的有效行为元素、有效环境元素，从而使得最终得到的实车测试场景中汇集了对关注单元存在影响的元素，进而为后续实车测试的效率提供了良好的基础。
[0116]
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communications interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行自动驾驶实车测试场景生成方法，该方法包括：根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关注单元集合；根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境
元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
[0117]
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0118]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的自动驾驶实车测试场景生成方法，该方法包括：根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关注单元集合；根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
[0119]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的自动驾驶实车测试场景生成方法，该方法包括：根据实车测试需求，在所述实车上部署的自动驾驶系统中确定关注单元集合；根据所述关注单元集合分别对行为元素、环境元素进行筛选，得到有效行为元素、有效环境元素；在设定的场景约束下，组合所述有效行为元素和有效环境元素，得到实车测试场景；所述行为元素是测试场景的组成元素，包括交通参与者的类型信息和运动信息；所述环境元素是测试场景的组成元素，包括道路信息或者天气信息。
[0120]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0121]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0122]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。