自动驾驶汽车车辆在环测试技术研究

孙宇 范武 朱飞 林远利 申亚飞

【摘  要】随着时代的不断发展和进步，自动驾驶系统的智能化水平也在不断提升，复杂的交通情况会对自动驾驶产生一定影响，在驾驶过程中具有较高的危险性。所以，需要做好自动驾驶功能的测试工作，并且测试过程的复杂程度较高。因为许多相关的交通场景只能在限定的环境和条件中进行评估，限制了车辆测试工作的顺利开展，需要科学应用自动驾驶汽车车辆在环测试技术。

【关键词】自动驾驶汽车;车辆在环测试技术;研究

车辆在环测试技术（VIL）和其他试验方法存在很大的差别，此种方法不是在虚拟的环境中加入真实车辆，也不是在真实的测试场景中进行驾驶测试，它是通过虚拟传感器对虚拟的目标进行感知，從而让测试环境得到一定程度的拓展，能够将多种测试因素集中到一起，并且还能促进这些因素之间的平衡，从而为自动驾驶系统开发和测试创造出有利条件。

1、自动驾驶汽车车辆在环测试技术的特点

自动驾驶汽车车辆在环测试技术和其他虚拟仿真测试方法存在较大区别，通过这种方法可以在虚拟的测试环境中嵌入真实车辆，并以此为基础完成自动驾驶系统的测试工作。VIL测试技术的重要作用就是让真实的测试环境得到有效增强，而实现这种目的关键是虚拟传感器，利用虚拟传感器对目标物体进行感知。在应用这种测试方法时，和真实驾驶测试存在一定的差距，而这种差距可以通过提升驾驶的灵活性和多样性进行弥补，通过这一点可以看出车辆在环测试技术更像是有效的验证方法。在自动驾驶系统的开发环节，应用此种技术可以对系统完成测试，根据测试结果分析是否符合期望要求。除此之外，这种测试技术还具备灵活性高的特点，模块化架构可以让这种技术在不同的环境中完成测试，具有较高的适应性。自动驾驶汽车车辆在环测试系统中的控制单元具备发送指令的功能，除去交互及控制单元，其他所有的零部件都可以用不同的组件来代替，灵活性较高。

2、车辆在环测试场景

在现阶段的无人驾驶系统开发和测试工作中可以融入车辆在环测试技术，注重功能需求特性的验证，不局限于系统开发后期阶段，在功能开发的早期阶段也发挥着十分重要的作用。这种测试方法既不同于虚拟测试，与实车测试也有较大差异，而是介于二者之间，使仿真测试和实际测试之间的差距进一步缩小。

在系统开发后期，为了进一步提升功能的成熟性，为实际道路测试创造有利条件，需要开展驾驶测试工作，在具体测试过程中需要选择合适的测试场景，最大程度提高测试的真实性，而且还能为测试过程提供安全保障，避免出现重复的情况[1]。所以，如果自动驾驶系统的测试场景为纵向控制场景，就可以使用假人假车作为测试工具，并将车辆行驶速度以及碰撞速度的限速值确定下来。这种方法可以有效应用到追尾碰撞中，符合普通城市交通场景对自动驾驶系统测试提出的要求，但是不适合应用到比较复杂或是相对速度较高的场景中。因此，如果不是以普通城市为测试场景，可以使用其他测试方法，从而确保测试环境的真实性和安全性。合理应用车辆在环测试技术可以有效解决这个问题，可以在高速行驶并且发生碰撞的场景中完成对自动驾驶系统性能的测试。

当无人驾驶系统的开发工作进入后期之后，应用车辆在环测试方法不但能让驾驶可能性得到有效扩展，而且还可以对部分功能进行校准，比如校准功能参数，合理调整特性曲线。在功能校准测试过程中，可以使用AR技术，让测试工作人员收获更好的体验，有利于对测试效果进行合理评估，这也是车辆在环测试技术的应用优势之一。

3、车辆在环测试技术的应用现状

当前阶段，车辆在环测试技术在纵向碰撞场景中得到广泛应用，可以对多种主动安全功能进行测试，比如前向碰撞警告、防碰撞、紧急辅助制动等，这些测试场景基本上都是比较常见的驾驶人保护场景。无论是常规测试还是车辆在环测试都可以应用到这种场景的测试中，预先拉紧安全带、将车窗关闭、制动等都是车辆的预期行为。通过对测试结果的比较可以发现：车辆在环测试技术具有较高的优势，比较重要的一项内容就是无论在任何环境中都可以开展测试工作，而且不需要准备太长时间，工作效率比较高，能够节省大量的测试时间，加快测试工作进度，也可以对场景进行切换，使测试过程中的危险性降低[2]。在车辆在环技术今后的发展过程中，需要将测试精确度作为重点研究内容，不断提升测试水平和质量，比如让虚拟传感器的仿真精度得到提升，这样可以提高真实性。让AR的显示效果进一步增强，通过更加准确的方法将车辆的每一个运动反映歘来。

4、车辆在环测试技术的发展前景

虽然车辆在环测试技术具有很多的应用优势，能够完成常规测试方法无法完成的测试任务，可以在复杂程度较高，危险性较大的场景中进行自动驾驶功能测试。但此种测试技术目前仍然处于初级发展阶段，还没有将自身的功能和作用充分发挥出来，具有较大的应用潜力和发展前景。在整个测试过程中，参与测试的驾驶人员无需做太多动作，如果发生意外情况有必要时再亲自操作即可。如果在实际测试过程中没有出现任何意外，而且所测试的功能正常，能够满足预期效果，那么测试人员就不会有太大压力，同时通过车载屏幕观看测试交通场景，并做出正确评估。尤其是自动化水平较高的车辆，还可以通过车辆在环测试技术校准自动驾驶系统。在这种情况下，可以实现被测试的车辆会在测试场景中进行自动化运行的目的，在测试系统中自动加入相关场景，然后系统就可以完成校准工作。在未来不断发展的过程中，车辆在环测试技术会得到更加广泛的应用，在自动驾驶汽车测试中发挥出更大的作用。比如，被测试车辆在测试场景中正常行驶，然后在测试系统中随机加入不同的场景，对车辆的反应速度进行测试，从实现硬件在全自动测试的目的。

结语

车辆在环测试方法可以有效提升自动驾驶系统的测试验证水平和效率，通过此种测试技术能够让真实测试和虚拟测试之间的差距进一步缩小，可以作为一种行之有效的自动驾驶系统开发和测试方法，而且具有十分辽阔的发展前景。

参考文献：

[1]赵祥模，陈南峰，承靖钧，等.基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台[J]. 中国公路学报，2019，32（6）：124-136.

[2]唐兰文，任女尔.整车在环仿真测试法在自动驾驶汽车室内快速测试中的应用[J].信息与电脑，2020，32（4）：79-80.