基于仿真的智能网联汽车快速测试方法与系统

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智能汽车的全面系统测试是保证车辆安全、高效运行的前提。在现有测试方法中,真实车辆道路测试是最常见的测试方法,但受制于成本高、耗时长的缺陷,通常作为测试的最后一环。试验场地测试中为保证安全,仅能对简单场景、有限功能进行测试。仿真测试速度快、场景可控,对智能汽车快速测试具有特殊意义。但受技术限制,业界尚未产生共识,利用仿真仅对智能汽车的单独模块进行测试。因此,为提高智能汽车测试效率,本文基于仿真测试提出工具加速、场景加速两个层面的快速测试方法。其中如何构建多模块(环境感知、规划决策、控制执行)集成的仿真测试平台,并获取反映测试需求的高风险场景,是提高智能网联汽车测试效率的关键。
  具体而言,首先在工具加速方面,针对现有仿真测试模块单一、环境不真实的问题,本文整合汽车仿真软件PreScan在智能汽车传感器等环境感知硬件模拟上的长处,以及交通仿真软件Vissim在交通流环境模拟上的优势,构建了智能汽车一体化仿真测试平台。
  随后,为实现场景加速,文章基于自然驾驶数据统计出最常见的、最能反应智能汽车驾驶能力的5类高风险场景:紧密跟驰、紧急换道、对向冲突、转向冲突、冲突对象突然出现。基于每类场景的数据特征,本文给出它们各自的提取标准,并提取了共329例高风险场景。经视频验证,各类场景提取的总体正确率为70.5%。
  最后,为验证本研究一体化仿真测试平台的有效性,以高密度车流环境下快速路汇入区为例,评价了三类典型智能汽车决策策略:智能驾驶跟驰IDM、改进感知能力的智能驾驶模型(CF+),协同跟驰与策略性换道模型(CF+LCA)对于汇入区瓶颈的影响。结果表明,相比IDM,采用CF+会使智能汽车平均行程速度降低7.9%,但会分别提高加速车道(23.8%)和路肩车道(9.9%)的车速,并减少智能汽车11.2%的行车风险;CF+LCA对于本车的行驶速度影响不大,但会显著提高汇入区车流的速度,加速车道速度提升30.9%,路肩车道提升13.9%,此外还会降低14.8%的行车风险,并为汇入车辆提供更好的汇入条件。
  本文的研究立足于智能汽车快速测试的实际需求,是对现有测试方法的进一步完善。该研究不仅能保证智能汽车前期测试的有效性、提高测试效率,同时也有助于理解驾驶员对高风险场景的操作特征,为建立“拟人化”的智能汽车规划决策模型提供支撑。
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