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各种测试标准对智能汽车的发展至关重要,这不仅决定了相关技术的发展水平,也决定了各国(地区)智能汽车未来的发展模式。
从目前的发展趋势来看,中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称中国汽车中心)深入研究ASAM制定和推广德国自动化和测量系统标准协会OpenX标准正在引领自动驾驶场景模拟测试标准的发展。
ASAM协会:制定和协调模拟领域自动驾驶标准
德国自动化和测量系统标准协会(ASAM)是一家非政府的汽车领域标准化制定机构,1998年由数位行业专家为标准化ECU开发与测试中的数据交互而创立,致力于实现开发流程中各环节的数据信息自由交换。截至2019年,来自亚洲、欧洲和北美的295家汽车制造商、供应商和科研机构已成为会员。ASAM该标准涉及模拟、车联网、测量校准、诊断、自动化测试、软件开发等多个汽车标准领域ECU网络和数据管理与分析等。
2016年,德国联邦经济和能源部(BMWi)启动PEGASUS本项目旨在开发一套自动驾驶功能测试程序,以促进自动驾驶技术的快速实施。PEGASUS项目内容包括定义自动驾驶车辆在模拟、测试现场和实际环境中的测试和实验标准流程;开发连续灵活的工具链,维护自动驾驶的开发和验证;开发初期的综合测试;创建跨车辆厂维护高自动驾驶功能的方法。
PEGASUS该项目于2019年5月完成,其中一项重要研究成果是Open-CRG、OpenDRIVE、OpenSCENARIO模拟驾驶场景格式标准。该标准于2018年正式从戴姆勒和戴姆勒开始VIRES转交ASAM下一步的标准维护和开发。以此为契机,ASAM在自动驾驶领域制定和协调相关仿真标准,于2018年开创了一种新的标准-仿真。
随着自动驾驶技术的发展,仿真测试对自动驾驶的安全着陆至关重要,ASAM发布的OpenX全球广泛关注标准,热度逐渐提高。成员单位希望在模拟领域制定更多的标准OpenX包括命名OpenLABEL等。宝马于2019年10月开发OSI正式移交标准ASAM维护和开发。至此,ASAM已启动OpenX共有5个标准项目,随着全球自动驾驶测试需求的提高,越来越多的标准提案和计划被列入议程。2020年将不仅仅是自动驾驶元年,也将是OpenX标准元年。
OpenX系列标准:五板统一模拟格式标准
在推动自动驾驶着陆的过程中,途径。但在实际实际开发过程中,车辆制造商、供应商和模拟工具制造商使用各种数据格式和接口,必须制定统一的模拟格式标准。自ASAM推出OpenX自系列格式标准以来,世界上已有100多家企业参与了该系列标准的制定,包括欧洲、美国和日本的主要级供应商。
目前,在ASAM模拟验证领域,OpenX系列标准主要包括Open-DRIVE、OpenSCENARIO、Open SimulationInterface(OSI)、Open-LABEL和OpenCRG五大板块。在模拟测试的整个过程中,OpenDRIVE和OpenSCENARIO统一模拟场景的不同数据格式;OpenLABEL对原始数据和场景给出统一的校准方法;OSI连接自动驾驶功能和模拟工具,集成多种传感器;OpenCRG实现了道路物理信息与静态道路场景的交互。
OpenDRIVE标准定义了静态场景的描述方法。通过视觉传感器或激光雷达收集的高精度地图,可以使用OpenDRIVE表达格式。奥迪、博世、四维图新、百度等厂商已广泛应用于该标准的早期发布。语法方面,OpenDRIVE应用广泛XML格式语法。符合内容XML在格式基本框架的前提下,Open-DRIVE标准定义了需要描述的地图、道路和建筑物的内容节点,用户可以扩展节点。在道路信息描述中,主要包括参考线、车道线、横向和纵向坡度、侧形、路网连接和交叉信息、相邻车道信息、路面信息和铁路信息,以及更小的子类信息。用户需要按分类填写相应的数据。OpenDRIVE标准统一了静态场景数据中的内容条目和格式,有利于不同模拟软件与同一场景文件兼容。
Open Curved Regular Grid(简称OpenCRG)主要关注道路表面的物理信息描述,广泛应用于轮胎与地面接触时的摩擦。OpenCRG模拟软件允许道路路面真实3D渲染,包括路面摩擦系数和灰度。通过弯曲的网格状分割,OpenCRG对道路进行高精度描述,降低内存份额和计算时间。同时,OpenCRG支持与OpenDRIVE静态场景和格式OSI中动力学模型的交互与MATLAB等软件兼容。
OpenSCENARIO标准定义的内容主要包括动态场景描述,包括主车的位置和速度以及其他交通参与者的信息。目前,OpenSCENARIO主要发布了V1.0和V2.0 Concept两个版本。V1.动态场景信息在0版本中被描述XML在格式数据中,该版本定义了事件板动态场景信息描述,包括六个环节:故事、活动、顺序、行动、事件和行动,车辆速度、位置、加速度等一系列主要信息将基于分类写入XML在格式的事件版中。在Open-SCENARIO V2.在0中,逻辑场景的概念得到了广泛的应用,所有输入的动态场景都被整理成一系列不可分割的基本动作,如循序渐进、加速、减速等;然后结合基本动作,形成更复杂的逻辑场景,如左超车、右前车辆并行等。这些基本逻辑场景只总结和分类场景中的动作,用户需要根据实际情况将原始数据填写到相应的动作条目中。OpenSCENARIO V2.0使海量数据的标准化处理成为可能,有利于将收集到的原始数据转换为标准化、合乎逻辑、易于总结的动态场景文件。
Open Simulation Interface(简称OSI)标准定义了连接自动驾驶功能开发和各种驾驶模拟框架的通用接口,以实现兼容性。其愿景是将各种自动驾驶功能与任何模拟工具连接起来,并集成各种传感器模型。在OSI传感器相关的模拟交互界面主要包括基于要呈现场景的真实信息和相应传感器呈现的信息。此外,OSI该标准还将添加车辆动力学模型的相关接口,并解决传感器数据传输问题OSI与其他OpenX交互问题的系列标准。
OpenLABEL该标准主要关注数据标记的相关问题。目前,该项目刚刚启动,计划关注的内容包括如何将相应的数据标签分配给收集到的原始数据,如何标记带有目标标签的场景文件,以及如何标记逻辑场景等。据了解,项目组的工作将从标签与目标的区别、目标标签、场景标签等方面进行分工,深入研究标签方法和标签格式。
C-ASAM工作组:ASAM标准中国化
中国的驾驶场景非常独特。不仅道路结构、交通标志、交通信号灯等形式不同,人车混流的交通状况也使动态模拟场景难以构建。为了更有针对性地解决与中国特色场景相关的许多问题,ASAM2018年,标准协会与中汽中心下属的中汽数据有限公司(以下简称中汽数据)进行技术交流。中汽数据在驾驶场景、模拟仿真等领域取得的进展得到了ASAM高度认可。
早在2018年4月,中汽中心的驾驶场景和模拟测试团队就支持国际标准化组织ISO/TC22/SC33/WG9自动驾驶测试场景工作组的标准制定和修订是驾驶场景概念分类和评价的第一个国际标准。2018年10月,ASAM邀请中汽数据专家参加Open-DRIVE、OpenSCENARIO标准项目启动会议并发表演讲,这是中国首次出现在世界自动驾驶开发商面前,引起了奥迪、大众、沃尔沃等汽车公司的持续关注。
2019年9月,中汽数据与ASAM联合发表声明,共同组建C-ASAM工作组。C-ASAM作为ASAM中国唯一的官方代表单位负责中国区的统筹管理ASAM会员、举办C-ASAM深入参与相关会议和培训ASAM标准制定的中汽数据代表定期更新成员ASAM标准研究进展,促进成员参与国际标准制定和国际合作。针对ASAM OpenX模拟模拟测试场景标准XIL环境测试标准,ODS数据管理工具,C-ASAM成员积极开展研发工作。C-ASAM工作组将整合中国智能网络汽车产业,利用国际合作平台的价值,实现互利共赢。
模拟验证领域的常见问题,如数据接口和格式,ASAM引入的OpenX该系列标准填补了该行业的许多空白。该系列标准的推出和完善,逐渐打破了模拟测试场景中各要素之间的差距,原本孤立的各个环节的连接和互动成为可能。以宝马、大众、博世为首的100多家国际制造商参与了该系列标准的制定和使用。随着上汽、百度等国内企业的不断加入C-ASAM加快我国汽车仿真验证领域的国际接轨进程,OpenX该系列标准的影响也将继续扩大。