基于场景的自动驾驶虚拟仿真测试能力持续提升

8月6日，2020 i-VISTA自动驾驶汽车挑战赛四大赛项之一的虚拟仿真算法挑战赛的赛前培训举行，中汽院智能网联科技有限公司及赛事协作单位海克斯康、中科院自动化所、四维图新旗下中交宇科的技术人员，针对比赛场景和规则、VTD仿真软件的使用、C++、Simulink、Python接口联调及使用等问题，为参赛者提供了全面培训，解答相关技术提问并进行了深入探讨，以使参赛者更好地完成比赛。

 8月17日开始，虚拟仿真算法预选赛将开始，中汽院智能网联已提前1个月帮各参赛队伍申请好VTD软件的试用，参赛者自行熟悉软件并调试算法程序，并根据中汽院智能网联提供的测试场景，录制和提交仿真测试过程视频，提交仿真车辆运行轨迹数据，组委会根据提交的视频和数据审核是否通过预选赛，通过者将参加9月13日在中国汽研举行的决赛。

为什么举办虚拟仿真挑战赛？

中国汽研关于智能汽车测试评价的研究和实践成果，不断应用到i-VISTA自动驾驶汽车挑战赛中，虚拟仿真挑战赛是典型例子。中国汽研全资子公司中汽院智能网联设有专门负责场景数据与虚拟仿真的部门，并且2018年联合中国国内外车企、高校成立了i-VISTA智能网联汽车测试评价国际联合研究中心，专注于场景数据与虚拟仿真，2019年发布了首个面向虚拟仿真的中国典型驾驶场景库，并且给众多车企提供虚拟仿真系统及测试的服务。作为第三方，中汽院智能网联希望在场景和虚拟仿真方面的能力可以服务于行业。

 虚拟仿真挑战赛的负责人、中汽院智能网联数据与仿真部总工李鹏辉博士指出，目前各车企、自动驾驶公司都在积极推动自动驾驶的商业化落地，包括特定区域的高等级自动驾驶。针对高等级自动驾驶的安全性测试，传统的实车场地测试、开放道路测试在测试成本、效率方面的不足越来越明显，虚拟仿真在自动驾驶系统的开发及测试中的重要性已被行业广泛认可、并且大量运用。今年i-VISTA挑战赛新增虚拟仿真项目，目的是让参赛者通过该项比赛，检验自身虚拟仿真技术水平，明确需提升的方向，服务于自动驾驶系统的快速开发迭代测试。

江淮汽车参赛代表表示，这是江淮自动驾驶团队第一次参加虚拟仿真类比赛，可以提升虚拟仿真测试能力，进一步验证江淮自主开发的L4级自动驾驶算法。

虚拟仿真算法挑战赛的特点和难点
李鹏辉博士总结了虚拟仿真算法挑战赛的3项特点：
1）比赛面向的是L4级自动驾驶，相应的高精度地图、传感器、以及行驶区域也面向L4级；
2）比赛采用的动态场景都来源于中汽院智能网联过去几年对于中国自然驾驶数据和交通事故数据的分析，相应的场景具有中国代表性；
3）园区和高速路的静态场景都来源于真实道路，特别是高速路是今年冬奥会即将示范运营的路线（延崇高速北京段），全长33.2公里，桥隧比达92%，进入决赛的参赛队伍可以提前在这条线路的虚拟仿真测试。

 虚拟仿真算法挑战赛－高速公路主要比赛场景
李鹏辉博士和徐毅林均表示，虚拟仿真挑战赛具有一定难度，主要体现在3方面：
一是比赛采用预赛加决赛的形式，参赛者需要通过预赛的选拨才能最终进入决赛；
二是短期内需要熟悉VTD仿真软件，通讯及接口需要配置；
三是比赛场景来自于中国自然驾驶数据和交通事故数据的分析，设计的都是较为危险的工况，对算法的要求较为苛刻，同时场景种类达44个之多，包括红绿灯识别、隧道通行、行人避让、主车变道、跟车行驶、上／下坡拥堵走停、弯道切入、高速出入口、施工绕行等，对算法的适应性也提出了较高要求。徐毅林称，江淮自动驾驶团队短期内进行了VTD软件的集中学习，针对高速公路场景对L4级自动驾驶算法进行了优化。

虚拟仿真测试的现状、挑战及趋势
李鹏辉博士指出，现阶段国内外都在大力发展自动驾驶仿真测试方法或工具，原因在于自动驾驶功能需要经过大量场景测试验证，传统技术手段已经无法满足自动驾驶功能开发验证的需求，如Waymo、Cruise、Uber、Lyft、百度等国内外自动驾驶公司都针对虚拟仿真测试开发出专有测试工具，同时，还有各类仿真软件不断涌出，大家都在自动驾驶仿真测试的道路上不断探索。

 自动驾驶虚拟仿真测试面临的主要问题在于仿真测试结果的真实性如何保证，仿真测试毕竟是在虚拟环境下进行，车辆模型的准确性、传感器模型的准确性以及道路环境模型的准确性都会影响到自动驾驶算法决策的正确性，因此如何提高仿真测试方法的可信度是现阶段面临的主要问题和挑战。

 自动驾驶虚拟仿真是一个大的概念，基于不同的自动驾驶实现方案会有不同的仿真测试实现方式，因此虚拟仿真也必然跟随自动驾驶技术的更新而不断适应，例如V2X、高精度地图等技术。另外，场景的加速测试也是业界越来越看重的点，基于云的并行测试、加速测试等都是比较重要的发展趋势。

徐毅林称，车企的迫切需求是大量的场景库，仿真测试标准体系和评价体系，以及在仿真中能够进行预期功能安全（SOTIF）的验证和建立标准化流程。穷举覆盖全场景的测试用例、测试效率和测试精度如何兼顾是虚拟仿真测试面临的挑战。

中汽院智能网联双向布局

据李鹏辉博士介绍，中汽院智能网联从自动驾驶虚拟仿真测试的发展趋势和需求出发，规划了仿真测试场景库和仿真测试解决方案两个方向，均已取得了阶段性成就，并且仍在持续性的创新发展。
场景库方面，从自然驾驶数据采集、事故数据统计等方面积累了自动驾驶虚拟仿真所需的各类型场景库，同时开发了场景生成和转换的各类工具，支持主流商业仿真软件，为大家做仿真场景搭建提供了便利。

 中汽院智能网联“中国驾驶场景库”

 中汽院智能网联场景库软硬件一体化工具链
仿真测试解决方案方面，部署了从感知、决策到执行三个层面的仿真测试，和NI、海克斯康、Konrad成立了虚拟仿真联合实验室，可以提供摄像头、毫米波雷达的测试服务和测试台架的集成服务。

 中汽院智能网联自动驾驶虚拟仿真业务能力
自动驾驶虚拟仿真测试是一个涉及面广的领域，各家机构和企业都在基于自身优势探索适合的仿真测试道路。中汽院智能网联立足于为业界提供更为方便的仿真测试环境，为业界开发测试场景库和完整的测试解决方案，现已和多家机构和企业进行了相关业务合作，得到了业界广泛认可。虚拟仿真算法挑战赛吸引了多家车企、高校参赛，也很好地证明了这一点。

中汽院智能网联简介

中汽院智能网联作为中国汽研全资子公司，深耕汽车智能化领域，经过多年的积累，已获得32项CNAS资质，获得国家智能汽车与智慧交通应用示范公共服务平台、重庆市自动驾驶道路测试管理单位、重庆市智能网联汽车工程技术研究中心等资质，并成立i-VISTA智能网联汽车测试评价国际联合研究中心，与国内外专家团队深度合作，致力于成为国际领先的智能汽车和车路协同测试评价与集成应用解决方案供应商。