自动驾驶协同测试白皮书 | 基于场景的开放道路测试

2022年ASAM Evolving Landscapes of Collaborative Testing for ADAS & AD白皮书正式发布。前序推文为读者详细介绍MIL环境下的故障注入测试，本篇梳理基于场景的开放道路测试的相关测试用例。

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基于场景的开放道路测试

基于场景的开放道路测试（Scenario-based Open Road Testing）是用于验证高级驾驶辅助系统功能的开放道路测试。

术语“开放道路（open road）”是指在公共道路的开放环境中评估被测系统（the system under test, SUT），即在社会车辆和行人通行的道路上，对自动驾驶车辆在各种复杂场景下的运行状况进行综合性测试。

基于场景的开放道路测试目的在于验证自动驾驶车辆在各种复杂场景下的表现，包括但不限于交通流量大、路况复杂、行人及非机动车干扰等情况。此外，开放道路测试还可以评估自动驾驶车辆对于突发情况的应对能力，如前方车辆突然刹车、行人突然横穿马路（鬼探头）等。

基于场景的开放道路测试是自动驾驶车辆完成道路在环测试的最终环节，也是自动驾驶车辆能够量产并向市场大规模推广应用的标志性测试。

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开放道路测试用例

开放道路测试用于具有ADAS功能的部件V字流程（V-cycle）结束时。在此之前，使用其他测试方法（如试验场测试）来确保被测系统的基本功能。

软件开发V-Model

开放道路测试可以在广泛覆盖各种复杂环境的情况下测试被测系统，测试人员可以在现实世界中评估被测车辆及其所有不可预见的情况。

在测试开始之前，工程师必须通过编写测试规范来定义测试。开放道路测试可分为四个不同的类别：

（1）在几乎没有规范的情况下完成实车测试，以检查被测系统在开放道路上的功能（Completely free test drives with little or no specification to examine the function of the SUT on the open road）；

（2）使用设计运行范围（ODD）或NCAP等法规中的驾驶说明，在非特定和半正式驾驶条件下进行实车测试。本规范可能只包括通用设置（城市/乡村/高速公路）或交叉路口情况的抽象定义；

NCAP (New Car Assessment Program)即新车碰撞测试，是最能考验汽车安全性的测试。

（3）抽象测试规范，包括ODD或抽象场景描述（类似于PEGASUS定义中的功能和逻辑场景）；

（4）具体测试规范，包括具体场景。由于开放道路测试中环境条件不可控，这种类型很难实现；

在后两类中，可以选择实车测试的具体路线和时间，以涵盖特定的交叉路口场景并确定天气和交通状况。除了通用设置以外，测试规范还定义了在实车测试期间必须记录的相关变量和参数。

需要强调的是，在大多数情况下，只需定义测试的ODD即可，而不是使用场景。这样可以更全面地了解被测系统以及执行测试期间可能发生的不同情况。ASAM已于2021年11月发布ASAM OpenODD概念文件。

ASAM OpenODD

在设计开放道路测试时，法规（如自动车道保持系统（Automated Lane Keeping Systems，ALKS）的NCAP法规）通常发挥重要作用。在这种情况下，法规本身将提供驾驶说明，而非设计运行范围或场景描述，从而定义开放道路测试。

开放道路测试的测试用例

规范阶段之后，在预定义的设置中评估被测系统，其中实车测试的典型持续时间约为一小时。这一时间的主要限制因素是过量生成数据，即在某些时候超过了机载记录仪的大容量。根据用例，计划和执行更多实车测试以生成足够多的数据进行覆盖。除了所有车辆数据以外，还需监测被测系统的行为，并记录所有相关数据以供日后分析。

通常，在实车测试过程中不会预先选择记录的数据，而是将所有数据记录在容量较大（约10TB）的SSD硬盘上。这些数据包括来自传感器（必要时还有摄像头、激光雷达和雷达）的原始数据，以及速度、加速度和转向角等车辆数据，这些原始数据占用了大部分空间。

此外，还记录了定位数据，例如来自GPS设备的数据。减少记录数据量的一种可行方法是只记录相关情况下的数据。

经过实车测试，原始数据得到了处理和丰富。例如，从原始传感器数据中识别对象并进行跟踪（如果尚未在车上完成），创建相关的道路网络描述并将其链接到车辆的定位数据。

测试的下一步是以不同方式预先选择数据：

（1） 关注相关情况（relevant situations）——确定评估被测系统功能的相关情况，按时间选择与这些情况相关的数据。

（2） 关注测试规范（test specifications）——按时间选择满足先前定义测试条件的情况。

（3） 关注数据类型（data type）——按类型选择评估特定测试或情况所需的数据（例如，如果要检查该传感器，则仅选择来自特定传感器的原始数据）。

这些步骤将产生准确定义具体测试规范的最终数据。通过分析实车测试过程中记录的被测车辆数据，生成相关的测试结果。这些测试结果共同产生了具体的测试用例，而这些用例对开放道路试车期间被测车辆的功能提供了有价值的反馈。

最终的测试数据可用于生成标准化的场景文件，然后可用作基于模拟测试的输入。

根据分析结果，计划进行更多实车测试并调整设置。例如，如果被测车辆在特定的天气条件（如下雨）以及特定的交通状况（如交通堵塞）下表现特别差，则将计划和执行更多具有这种组合可能性的试车。

由于开放道路测试变化多端，可以灵活地重新调整正在进行的测试，而且开放道路测试具有测试条件非常逼真的优势。下面是基于场景的开放道路测试的相关测试规范以供参考：

开放性道路测试的有关测试规范需求