場景是自動(dòng)駕駛測試系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一環(huán)，測試場景的多樣性、覆蓋性、典型性等能夠影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而保證自動(dòng)駕駛的安全與質(zhì)量。

場景，指的是行駛場合和駕駛情景的組合，它受行駛環(huán)境的深刻影響，如道路、交通、天氣、光照等因素，共同構(gòu)成整個(gè)場景概念。場景是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)環(huán)境與駕駛行為的綜合反映，描述了道路、交通設(shè)施、氣象條件、交通參與物等外部狀態(tài)以及自車的駕駛?cè)蝿?wù)和狀態(tài)等信息。從場景架構(gòu)來看，有不同的行駛場合，像高速公路、鄉(xiāng)村道路、城市工況、機(jī)場、碼頭、封閉園區(qū)等；在該場合下，如何駕駛、駕駛?cè)蝿?wù)、駕駛速度、駕駛模式等一起構(gòu)成了整個(gè)場景的三維架構(gòu)。

與傳統(tǒng)汽車的物理性能測試評價(jià)體系不同，自動(dòng)駕駛汽車在測試評價(jià)內(nèi)容和形式上都有明顯不同，在傳統(tǒng)汽車測試基礎(chǔ)上發(fā)生了根本性的改變:傳統(tǒng)汽車測試注重評價(jià)機(jī)器在執(zhí)行命令時(shí)的表現(xiàn)，自動(dòng)駕駛測試重視評價(jià)整車多傳感器的配合以及傳感器融合輸出的感知、判斷和決策能力；傳統(tǒng)測試的場景存在固定模式和情境，但自動(dòng)駕駛汽車的測試場景需要具備多樣化、典型性等特點(diǎn)，需要盡可能覆蓋所有復(fù)雜的特殊場景；自動(dòng)駕駛測試的軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備也都發(fā)生了天翻地覆的變化。

目前自動(dòng)駕駛領(lǐng)域安全事故頻發(fā)，安全成為自動(dòng)駕駛領(lǐng)域要解決的本質(zhì)問題，業(yè)界和社會(huì)都需要具備更高可靠性的自動(dòng)駕駛技術(shù)來夯實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)，其中，挖掘測試場景、豐富和完善測試技術(shù)是提高自動(dòng)駕駛安全性能的極重要一步。

一、場景要素

自動(dòng)駕駛汽車上路行駛時(shí)要面臨各種各樣錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境，測試體系不可能對其一一窮盡，因此可以按照一定的分類方法將各種測試場景進(jìn)行分類劃歸：

1.對象

對象就像舞臺(tái)劇里的演員，是指場景里出現(xiàn)的其他人或車，以及其他影響行駛決策的或是所有可能自主運(yùn)動(dòng)的物體或動(dòng)物。這一方面主要依賴自動(dòng)駕駛的各種傳感器，包括毫米波雷達(dá)雷達(dá)、攝像頭、超聲波探頭、激光雷達(dá)等，同時(shí)也要進(jìn)行大量的實(shí)時(shí)計(jì)算，預(yù)測對方下一秒的前進(jìn)方向。

物體類型：如路燈、垃圾箱、路牌等

對象移動(dòng)速度：靜止、低速移動(dòng)（如騎自行車的人）、高速移動(dòng)（如飛馳的汽車）

對象移動(dòng)方向：在自動(dòng)駕駛汽車的左邊還是右邊，移動(dòng)相對角度是多少

對象數(shù)量：如果看到很多輛警車停在路邊，或是遇到一群鴨子過馬路，都需要減慢速度

環(huán)境意識：對于有生命的對象，自動(dòng)駕駛車也需要判斷該對象有沒有在仔細(xì)看路，比如酒駕的司機(jī)、5歲的小孩、一邊走路一邊看手機(jī)的年輕人

2.路況

路況是指道路的特征以及交通管制的特征，不會(huì)隨環(huán)境變化而變動(dòng)，自動(dòng)駕駛車都可以提前預(yù)知。主要通過提前繪制好的地圖自主定位。

交叉口設(shè)計(jì)：十字路口、T型路口、Y型路口

交通管制方式：紅綠燈樣式、停車牌、避讓牌

車道數(shù)量：單車道、4車道

車道線：有分割線、無分割線

車道類型：自行車道、公交車道、超車道

限速：25mph，商業(yè)區(qū)限速、居民區(qū)限速

馬路類型：高速、普通路、小路

角度：上坡、下坡、顛簸

區(qū)域：學(xué)校區(qū)、醫(yī)院區(qū)、山區(qū)、施工區(qū)

3.環(huán)境

環(huán)境是場景必不可少的元素，很大程度上決定了自動(dòng)駕駛汽車能否上路。和路況不同，這里的環(huán)境指所有可能變化的環(huán)境因素，其很多數(shù)據(jù)需要依賴外界實(shí)時(shí)傳給自動(dòng)駕駛汽車。

天氣：降雨量、風(fēng)速、溫度、能見度

光照：陰天、日出日落時(shí)間、太陽光角度

路面：結(jié)冰、積水、施工

信號：5G信號強(qiáng)弱（地道里的信號可能會(huì)很差）

噪音：周圍噪音會(huì)影響行人或其他車輛聽到自動(dòng)駕駛汽車發(fā)出的信號

4.行為

這里的行為是自動(dòng)駕駛汽車本身的行為，這方面的數(shù)據(jù)主要依靠路徑規(guī)劃。

駕駛方向：直行、倒車、U型掉頭、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、弧線、離開車道、并入車道

速度：靜止、低速行駛、高速行駛

加速度：加速、減速、勻速

信號：自動(dòng)駕駛汽車發(fā)出的視覺信號和聲音信號等

二、測試場景的體系架構(gòu)

將以上不同類別的場景要素排列組合，構(gòu)成一個(gè)完整的場景體系，稱作場景庫。例如跟車場景、人行橫道線、死路、對向來車、行人不遵守交規(guī)、障礙車輛逆行等。一個(gè)場景庫基本的構(gòu)建流程是：首先以路側(cè)數(shù)據(jù)、車載數(shù)據(jù)、虛擬數(shù)據(jù)三種來源輸入、存儲(chǔ)場景源；其次，要通過場景挖掘、場景分類、場景演繹等方式有層級、有規(guī)劃地構(gòu)建場景庫；最后將場景庫應(yīng)用于場景測試環(huán)節(jié)，包括軟件在環(huán)、硬件在環(huán)、整車在環(huán)、封閉道路、開放道路五種。

三、場景測試結(jié)果評價(jià)依據(jù)

在不同的場景庫中進(jìn)行測試，對測試結(jié)果的評價(jià)應(yīng)該按照什么要求要?jiǎng)澐帜兀?/p>

安全評價(jià)

1.對系統(tǒng)組件進(jìn)行識別和定義，確認(rèn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)每一個(gè)模塊的組件。

2.由于場景要素的特殊性，不同組件在不同情況下的有效性和風(fēng)險(xiǎn)性可能發(fā)生變化，這樣就需要對每一個(gè)組件進(jìn)行失效分析和風(fēng)險(xiǎn)評估，確認(rèn)安全等級和安全目標(biāo)，確認(rèn)安全風(fēng)險(xiǎn)等級包括風(fēng)險(xiǎn)的可能性、可控制性和嚴(yán)重性。

3.確認(rèn)安全需求。

4.安全需求測試執(zhí)行。

5.認(rèn)證測試計(jì)劃和執(zhí)行。

功能評價(jià)

要確定車輛在不同的場景庫中應(yīng)該怎樣表現(xiàn)：

1.針對以上不同的場景庫進(jìn)行分析，確定并描述在此場景下期待自動(dòng)駕駛汽車擁有什么樣的表現(xiàn)，詳細(xì)表述用戶需求。

2.確認(rèn)功能范圍，根據(jù)環(huán)境需求和操作設(shè)計(jì)域進(jìn)行不同的配置。

3.對功能需求進(jìn)行細(xì)顆粒度的劃分，便于對每項(xiàng)功能進(jìn)行測試。隨著功能需求的細(xì)顆粒化，功能測試的需求也會(huì)越來越明確。

四、主要的測試場景構(gòu)建技術(shù)

場景庫的數(shù)據(jù)包括虛擬數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，但虛擬數(shù)據(jù)的來源依然是現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，因此，收集駕駛環(huán)境中的真實(shí)數(shù)據(jù)對測試場景數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建作用是根本性的。收集數(shù)據(jù)的途徑和方式多種多樣，包括LIDAR激光雷達(dá)、RADAR雷達(dá)、攝像頭等，其中，視覺分析技術(shù)由于信息量大、場景要素挖掘范圍廣；常規(guī)性和易得性；對場景參與物分類更加準(zhǔn)確等優(yōu)勢特點(diǎn)成為了最主要的場景挖掘技術(shù)。依靠視覺分析進(jìn)行場景挖掘時(shí)需要對視頻進(jìn)行分解，對每幀圖片進(jìn)行物體識別、每幀提取的物體列表進(jìn)行存儲(chǔ)跟蹤、對幀中的物體進(jìn)行屬性分析與行為判別，通過傳感器對分析數(shù)據(jù)，形成典型數(shù)據(jù)場景，分類構(gòu)建場景數(shù)據(jù)庫。

場景覆蓋性典型性要求越來越高、場景挖掘技術(shù)不斷發(fā)展的今天，對場景庫構(gòu)建提出了完善產(chǎn)業(yè)鏈的要求，面向產(chǎn)業(yè)鏈的場景庫構(gòu)建與測試服務(wù)體系有場景數(shù)據(jù)服務(wù)、場景挖掘服務(wù)、加速測試服務(wù)、定制化場景庫服務(wù)等，通過產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)場景測試的市場化高效運(yùn)作。