ASAM ADAS & AD协同测试白皮书 | 四. 自动驾驶“硬核”标准

2022年ASAM Evolving Landscapes of Collaborative Testing for ADAS & AD白皮书正式发布。随着自动驾驶等级的提高，面向传统汽车的测试工具与测试方法已不能满足自动驾驶汽车测试的需要。基于场景的虚拟测试方法在测试效率、测试成本、场景覆盖度等方面具有巨大的技术优势，是未来自动驾驶汽车测试验证的重要手段。

在此后的系列解读中，我们将不断帮助读者了解ADAS & AD新策略蓝图，该篇为系列解读的第四篇。

1、“硬核”标准有哪些？

标准是各行业领域统一的技术要求，汽车产业高质量发展离不开汽车标准的全方位建立。在分析自动驾驶未来测试策略方向时，需要同现有标准进行比较，全面确定各标准之间的关系（interrelations）、差距（gaps）和发展阶段（phases of development），以便汇集所有信息，制定更加明确的测试策略蓝图，推进ADAS & AD领域的标准化工作。

下图是当前自动驾驶领域权威性、代表性标准概览，包括以ISO、SAE、ASAM为代表的全球化标准组织机构出台的相关自动驾驶标准，同时我国工信部、汽标委也牵头制定了一系列标准。

（各组织机构标准概览）

代表性标准（representation standards）包括：ASAM旗下OpenDRIVE（静态仿真）、OpenSCENARIO（动态场景）、OpenODD（设计运行范围）等标准。

分类标准（domain representation | taxonomy）包括：ASAM旗下OpenXOntology（语义与逻辑定义）、OpenLABEL（感知数据标注），以及SAE J3016（驾驶自动化分级）、SAE J3164（常规工况下自动驾驶系统操作车辆行为词汇）、ISO 34501（道路车辆自动驾驶系统测试场景词汇）、ISO 34503（自动驾驶汽车设计运行范围分类）和ISO 34504（自动驾驶测试场景属性和分类）等标准。

接口类标准包括：ASAM OSI（开放仿真接口）、ASAM XIL（测试接口与通讯）、MA FMI（Functional Mock-up Interface）和ISO 22133（测试目标控制要求、程序和通信）等标准。

测试类标准包括：ASAM ATX（Automotive Test Exchange）、ISO 13209（OTX，开放式测试序列交换格式）、ASAM OTX Extensions等标准。

数据处理类标准包括：ASAM MDF（测量数据格式）、ASAM ODS（开放式数据服务）等标准。

此外还有许多相关标准，包括ISO层面的ISO 11010（乘用车仿真模型分类）、ISO 21448（SOTIF道路车辆预期功能安全）、ISO 26262（道路车辆功能安全）、ISO 34502（安全评估框架）、ISO/IEC 15505（ASPICE，过程评估模型），以及SAE方面的SAE J3018（高度自动驾驶汽车公共道路安全测试）和SAE J3092（自动驾驶系统动态测试程序验证），为自动驾驶的发展提供了重要依据与参考方向。

相关标准将在后续的文章中深入解读，本篇将重点介绍代表性标准中的ASAM OpenDRIVE和ASAM OpenSCENARIO两个标准的概述和演变。

2、ASAM OpenDRIVE

2-1

标准概述

ASAM OpenX系列标准是为统一仿真场景格式而主导开发的标准，目前已经被全球大量工具商和整车厂所使用。

ASAM OpenDRIVE描述了自动驾驶测试仿真所需的静态道路交通网络，并且使用文件拓展名为xodr的XML（Extensible Markup Language，可扩展标记）语言作为描述路网的基础，此外提供了标准交换格式说明文档。

（OpenDRIVE中XML语言示例）

存储在OpenDRIVE中的数据可以描述道路、车道和对象的几何形状和位置，例如，车道、道路上的标线、道路沿线特征物（如信号机的位置），采用Frenet坐标系（st坐标系）。关于OpenDRIVE文件中描述的道路网络可以是人工创建合成的，也可以来源于真实的数据。

（OpenDRIVE中部分元素展示）

OpenDRIVE通常与OpenCRG（Curved Regular Grid）结合使用，将OpenCRG中描述详细的路面信息添加至OpenDRIVE路网中，若需要添加动态内容，则通常使用后续即将介绍的OpenSCENARIO。三个标准的结合提供了包含静态、动态内容、由场景驱动的交通模拟测试描述。

（OpenDRIVE、OpenCRG和OpenSCENARIO之间的关联）

2-2、标准演变和潜在性影响

2016年，德国联邦经济与能源部（BMWi）启动PEGASUS项目，旨在开发一套自动驾驶功能测试程序，包括定义自动驾驶车辆在仿真、测试场地以及实际环境中的测试与实验标准流程、开发一个持续的和灵活的工具链以维护自动驾驶开发与验证、创建跨整车厂的方法来维护高度自动驾驶功能等。

PEGASUS项目于2019年5月结项，其中重要研究成果就是OpenCRG、OpenDRIVE、OpenSCENARIO等驾驶场景仿真格式标准。该标准已于2018年正式从Daimler和VIRES转交ASAM进行下一步标准维护与开发。

此后OpenDRIVE系列版本更新历程如下表所示：

ASAM OpenDRIVE标准设计的初衷是面向自动驾驶仿真测试场景，因此对于“实际的自动驾驶场景”的匹配度并不算很高，通常在自动驾驶领域扮演着引领者的角色，其定义了相对轻量级的描述与文件格式，并以极高的通用性保持了良好的使用率，为此业界一些用于自动驾驶的地图标准都是在继承OpenDrive的基础上拓展而来。

此外，当前自动驾驶测试的各种用例充分利用了道路网络的描述，而不一定需要场景。比如，使用智能交通载具（intelligent traffic agents）完成的交通模拟直接与道路网络交互，不再严格需要场景。由此可以预期，这类用例将会直接将OpenDRIVE扩展到测试中，增加OpenDRIVE的使用率。

2-3、标准获取

ASAM OpenDRIVE当前版本是v1.7.0，于2021年8月发布，在ASAM官网可获取：https://www.asam.net/standards/detail/opendrive/，ASAM项目研究组正在努力推进v1.8.0。

（ASAM官网链接可获取ASAM OpenDRIVE）

3、ASAM OpenSCENARIO

3-1、标准概述

OpenDRIVE主要定义了一个标准的静态仿真场景格式，而即将介绍的OpenSCENARIO则主要规范了仿真动态驾驶场景的描述语言与变量信息，以实现不同仿真测试软件的兼容性。比如，关于自动驾驶测试与仿真中的交通信号灯，OpenDRIVE主要定义其具体位置，而OpenSCENARIO主要定义其相位。

OpenSCENARIO通过使用XML定义分层元素的方式提供场景的描述方法，规定了仿真世界中的动态内容，如交通参与者的行为，车辆和行人的相互作用，以及他们与环境产生的交互作用，可以对OpenDRIVE进行补充，描述多个车辆的复杂运动情况。此标准可用于虚拟开发、测试、确认驾驶辅助系统、自动驾驶、自主驾驶等方面的功能，并且可用于试验场测试，与在真实交通中进行实车道路测试相比，所需要的测试公里数和成本可以大大减少。

（OpenSCENARIO变道场景示例）

在OpenX标准集中，OpenSCENARIO标准占有独特地位，ASAM目前正在积极制定此标准的两个并行版本，并进行多次的迭代与修订，将分别在应用工具链中占据不同位置。v1.0.0是基于XML格式开发的，主要设计用于模拟工具读取，其特点是通用但复杂。v2.0.0则是基于一种专用领域的编程语言，允许用户创建操作描述和测试，可以在更高抽象级别上定义场景并通过领域中特定语言（DSL，Domain Specific Language）为OpenSCENARIO v1.0.0现有XML格式提供替代表达方法。目前将v1.0.0场景迁移到v2.0.0是完全可行的，从而确保两个版本之间的收敛和兼容。

3-2、标准演变和潜在影响

预计在未来三年内，ASAM的OpenSCENARIO蓝图是两个版本将以某种形式趋同。ASAM OpenSCENARIO2.0.0标准详细记录了场景描述所需的用例和用户，包括专门针对测试工程师和监管机构的各种用例。未来，OpenSCENARIO的全新融合版本将全面覆盖OpenSCENARIO 1.X和OpenSCENARIO 2.X中的特性，实现一个完整的超集，提供全方位抽象级别的标准化格式，最终极大地支持立法机构对场景的使用以及对场景的共同理解。

（未来OpenSCENARIO两个版本将合为一个版本）

3-3、标准获取

ASAM OpenSCENARIO v1.2.0于2022年5月发布，在ASAM官网可获取：https://www.asam.net/standards/detail/openscenario/。

ASAM OpenSCENARIO v2.0.0于2022年7月发布，在ASAM官网可获取：https://www.asam.net/standards/detail/openscenario/v200/。

（ASAM官网链接可获取ASAM OpenSCENARIO v1.2.0和v2.0.0）

以上是对ASAM Evolving Landscapes of Collaborative Testing for ADAS & AD白皮书中部分测试标准的介绍，下一篇我们将继续解读现有测试标准，系列解读的目标是期待共同推动自动驾驶科学有序发展，敬请期待后续的精彩内容！