一种检验自动驾驶汽车的可用性和可靠性的方法与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，具体是指一种检验自动驾驶汽车的可用性和可靠性的方法。


背景技术：

2.自动驾驶汽车(autonomous vehicles；self-driving automobile)又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。
3.自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。
4.根据中国的国家标准gb/t 40429-2021《汽车驾驶自动化分级》中的定义：汽车驾驶自动化功能将划分为l0至l5，共6个等级：在汽车驾驶自动化的6个等级之中，0-2级为驾驶辅助，系统辅助人类执行动态驾驶任务，驾驶主体仍为驾驶员；3-5级为自动驾驶，系统在设计运行条件下代替人类执行动态驾驶任务，当功能激活时，驾驶主体是系统。
5.各级名称及定义如下：
6.0级驾驶自动化(应急辅助，emergency assistance)系统不能持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制，但具备持续执行动态驾驶任务中的部分目标和事件探测与响应的能力。
7.1级驾驶自动化(部分驾驶辅助，partial driver assistance)系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向或纵向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。
8.2级驾驶自动化(组合驾驶辅助，combined driver assistance)系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向和纵向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。
9.3级驾驶自动化(有条件自动驾驶，conditionally automated driving)系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务。
10.4级驾驶自动化(高度自动驾驶，highly automated driving)系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。
11.5级驾驶自动化(完全自动驾驶，fully automated driving)系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。
12.最近几年，随着人工智能技术的不断进步，国内外很多汽车厂商研发制造了越来越多的具有驾驶自动化功能的汽车，并在实际生产与生活中得以广泛应用。一方面，自动驾驶汽车给人们带来了许多应用场景下的便利，并且理论上自动驾驶汽车比人类驾驶汽车更加安全可靠；另一方面，实际应用中，自动驾驶汽车产品导致的交通事故常常发生，屡见报端。作为自动驾驶汽车中的关键技术，自动控制系统一般采用基于物理和优化的方法，而能够让汽车机器人自发学习，不断提高驾驶能力的神经网络等算法需要考虑复杂多变的环境
因素，并利用海量的路况样本信息不断进行执行-反馈训练，才能不断提高驾驶能力，这要求汽车在上市之前跑数千万公里才能完成样本训练，达到或者近似达到国标中要求的“在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略”的可靠性要求，但这会导致自动驾驶汽车未投入使用就报废了，从而丧失了可用性。所以现实中，汽车厂商通常采用的工程测试方案：先在仿真环境中测试；然后在实验环境中进行封闭测试；最后在某个城市路段的实际路段进行测试，测试差不多以后就在市场进行销售了，进入到人们的日常生活中，并在实际使用中不断累计用户数据，优化汽车的自动控制性能。但是，如果自动驾驶汽车在用户实际使用过程中，遇到了之前测试环境中未曾发生过的情况；如果系统无法感知、及时识别该种实时路况，做出了错误的判断，那就会导致车祸悲剧发生。
13.自动驾驶作为一项新技术，是汽车行业当前的热点。有人认为：自动驾驶技术至少现阶段依然不成熟，无法与驾车人对交通状况诸多因素、特别是突发事件的综合判断相比。
14.汽车行驶的安全涉及到行驶舱内人们的生命安全，如何推动自动驾驶汽车在实际中更加安全可靠、便利可用，需要更加可靠和可行的测试方法、综合参考人性化尺度来衡量与保障。


技术实现要素：

15.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种检验自动驾驶汽车的可用性和可靠性的方法：
16.一种检验自动驾驶汽车的可用性和可靠性的方法，所述方法的具体步骤如下：
17.s1.使若干个自动驾驶车辆及若干个测试驾驶员同时获取驾驶任务信息；
18.s2.若干个所述自动驾驶车辆开启或者准备开启自动驾驶模式，并停靠在测试道路的起点处；若干个测试驾驶员启动采用人工驾驶模式的车辆，并停靠在测试道路的起点处；
19.s3.若干个所述自动驾驶车辆及采用人工驾驶模式的车辆同步开始执行驾驶任务；
20.s4.在各参测车辆行驶过程中，记录各测试车辆是否完成预定驾驶任务及是否违反行驶规则或发生交通事故；
21.s5.在各参测车辆抵达终点后，统计记录各测试车辆用时、车辆控制、驾驶策略、驾驶礼仪和乘车体验分数；
22.s6.总分对比、检验自动驾驶汽车是否达到可靠性和可用性的要求。
23.作为改进，在s1-s6中，测试场景包括电子虚拟现实场景、实验场景和实际道路场景。
24.作为改进，自动驾驶车辆获取的驾驶任务信息包括驾驶环境参数、道路路况参数、行驶规则及目标参数；所述测试驾驶员获取的驾驶任务信息包括驾驶环境参数、道路路况参数、行驶规则及行驶目标。
25.作为改进，在s2和s3中，自动驾驶汽车开启不同等级的自动驾驶模式，所述等级包括l3-l5级。
26.作为改进，在s4中，检验方法监测记录各测试车辆是否在预定时间内完成驾驶任务、是否违反行驶规则或发生交通事故。
27.作为改进，在s5中，统计得分不仅参考车辆用时、行驶轨迹等因素、而且参考驾驶策略、驾驶礼仪、乘车体验等模糊规则加权计算测试总分。
28.作为改进，在s6中，根据自动驾驶汽车的总分是否超过人类驾驶员来判断自动驾驶汽车是否满足可用性和可靠性的要求：如果总分超过人类驾驶员，则认为满足要求；如果得分低于人类驾驶员，则认为不满足。
29.本发明与现有技术相比的优点在于：本方法采用了将人工智能驾驶自动化汽车的两种驾驶模式-自动驾驶和人工驾驶的模式，进行相同条件下的对比测试的方案，规避了机器学习和人类学习驾驶技术机理上的不同，通过完成驾驶任务的结果和过程能够迅速直接的判断出人工智能汽车驾驶自动化技术是否成熟可靠，简易实用，一目了然。该测试方案，有助于衡量自动驾驶汽车在任何行驶条件下是否确实便捷可用、安全可靠；有助于人们了解自动驾驶汽车，从而决定何时、何地、何种情况下，放心的开启自动驾驶模式，移交汽车驾驶权给汽车人工智能代理。另外，上述自动和人工驾驶两种模式的比试，除了检验自动驾驶汽车的各项功能、性能指标以外，还可以衍生出来一种人机对抗、交互学习的竞赛活动，具有较高的趣味性和观赏性，值得推广。
附图说明
30.图1是本发明一种检验自动驾驶汽车的可用性和可靠性的方法的流程图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
32.结合附图，图1，一种检验自动驾驶汽车的可用性和可靠性的方法，方法的具体步骤如下：
33.s1.使若干个自动驾驶车辆及若干个测试驾驶员同时获取驾驶任务信息；
34.s2.若干个自动驾驶车辆开启(或者计划开启)自动驾驶模式，并停靠在测试道路的起点处；若干个测试驾驶员启动采用人工驾驶模式的车辆，并停靠在测试道路的起点处；
35.s3.若干个自动驾驶车辆及采用人工驾驶模式的车辆同步开始执行驾驶任务；
36.s4.在各参测车辆行驶过程中，记录各测试车辆是否完成预定驾驶任务及是否违反交通规则或发生交通事故；
37.s5.在各参测车辆抵达终点后，统计记录各测试车辆速度、行驶轨迹、以及驾驶策略、驾驶礼仪、乘车体验等模糊规则加权计算得分。
38.s6.采用自动驾驶和人工驾驶总分的对比的判断方法，根据总分是否超过人工驾驶的原则得到是否满足要求的测试结论：如果人工智能驾驶的自动驾驶汽车得分超过人工驾驶的车辆，则认为自动驾驶系统满足可靠性和可用性要求，能够作为系统驾驶的主体；如果人工智能驾驶的自动驾驶车辆得分低于人工驾驶的车辆，则认为自动驾驶系统无法达到可靠性和可用性要求，系统难以成为驾驶任务的主体。
39.本实施例中，如图所示，在s1-s6中，测试场景包括电子虚拟现实场景、实验场景及
实际道路场景。
40.本实施例中，如图所示，自动驾驶车辆获取的驾驶任务信息包括驾驶环境参数、道路路况参数、行驶规则及目标参数；测试驾驶员获取的驾驶任务信息包括驾驶环境参数、道路路况参数、行驶规则及行驶目标。
41.本实施例中，如图所示，在s2和s3中，自动驾驶汽车开启不同等级的自动驾驶模式，等级包括l3-l5级。
42.本实施例中，如图所示，在s4中，检验方法监测记录各测试车辆是否在预定时间内完成驾驶任务、是否违反行驶规则或发生交通事故；
43.本实施例中，如图所示，s5中，统计得分不仅参考车辆用时、行驶轨迹等因素、而且参考驾驶策略、驾驶礼仪、乘车体验等模糊规则加权计算测试总分。
44.本实施例中，如图所示，在s6中，采用自动驾驶和人工驾驶总分的对比的判断方法，根据总分是否超过人工驾驶的原则得到自动驾驶汽车是否满足可用性和可靠性的结论:如果总分超过人类驾驶员，则认为满足要求；如果得分低于人类驾驶员，则认为不满足。
45.本发明在具体实施中：
46.本发明中测试方法用于测试自动驾驶汽车的可靠性和可用性。创造性的使用了人类的行为标准(包括驾驶礼仪等模糊规则)来对比检测人工智能。具体是：对于声称具备驾驶自动化功能的汽车产品而言，在设计运行条件下，或者任何特定可行驶的条件下(包括仿真、实验或者实际道路场景中)的同一路段、同一时间，给定行驶规则，选择多辆车辆进行测试，其中一部分采用3-5级驾驶自动化模式驾驶；另一部分采用不同驾驶水平的合格人类驾驶员人工驾驶。观察比试结果，进行可靠性和可用性的整体测试。比试结果根据完成驾驶任务的时间长短、是否违反行驶规则、车辆控制、驾驶策略、以及驾驶礼仪和乘车体验等指标来综合判断汽车的可靠性和可用性，度量人工智能汽车驾驶自动化系统是否满足自动驾驶的要求。如果人工智能系统在约束条件下、评定指标对比测试，综合打分超过人类驾驶员完成了驾驶任务，则认为人工智能汽车驾驶自动化系统功能达到能够成为该汽车驾驶主体的要求；如果综合打分低于人工驾驶，则认为该产品无法满足实际驾驶中所需要的可靠性和可用性要求，系统无法成为驾驶任务的主体。
47.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。