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自动驾驶协同测试白皮书 | 基于场景的SIL闭环测试
2022年ASAM Evolving Landscapes of Collaborative Testing for ADAS & AD白皮书正式发布。前序推文为读者梳理了基于需求的整车在环测试VIL，本篇将详细介绍基于场景的SIL闭环测试。
01
测试的思路和目标
本篇将介绍基于场景的SIL闭环测试用例。主要以车辆的虚拟电子控制单元（V-ECU，virtual electronic control unit）基于摄像头的自动车道保持系统（ALKS，automated lane keeping system）为例。
该项测试侧重于预期功能安全（SOTIF，safety of the intended function，ISO DPAS 21448）的技术方面，以对未知风险进行正风险平衡。
测试思路是在闭环软件在环测试台架中比较ALKS和驾驶员的能力。被测系统（SUT）是基于摄像头的ALKS闭环系统，作为V-ECU形式的软件堆栈。驾驶员、车辆和驾驶环境都是虚拟的，并且以模型、场景和地图数据的方式实现。
测试目标是通过探索和生成场景来发现未知风险，并最终提供证据，以证明与驾驶员相比，ALKS在这些场景中具有正风险平衡。
基于场景的SIL测试用例
02
测试的设置和处理
作为系统要求的支持信息和数据，需要使用设计运行范围（ODD）、场景数据库（scenario database）、可信的仿真模型（credible simulation models）和合格工具（qualified tools，如模拟器）来定义和实施测试规范。
比如，系统要求表明与合格的驾驶员相比，重点在于证明ALKS没有引入不合理的风险，则设计运行范围适用于速度低于60kph的情况，预计道路上没有行人（例如高速公路），其目的仅在于将ALKS用于乘用车。
重点的是输入先决条件，将所有的支持信息转化为完整且一致的测试规范。
测试设计规范为“规定待测功能及其相应测试条件的文档”[ISO 29119]。
测试用例规范为“一组一个或多个测试用例的文档” [ISO 29119]，该规定包含具体场景和一个或多个评估标准的具体测试用例。例如，具有不同的场景/地图参数。
测试程序规范为“规定一个或多个测试程序的文档，这些测试程序是为特定目标执行的测试用例集合”[ISO 29119]。此外，测试程序规范还可以规定零个或多个测试台架配置，用于执行测试用例。
处理阶段分为测试准备、测试执行和测试评估三个步骤。在准备阶段，根据给出的测试规范将所有指定的指标、模型和场景落实到位。
在测试执行期间，执行许多次模拟运行，每次运行都在新的具体场景上执行。通过逻辑场景/地图的参数变化（如道路曲率）来创建具体场景。
在测试评估期间，将规定的指标应用于模拟结果，以产生测试结果并从所有测试结果中得出汇总信息。
03
测试的输出和测试需求
执行和评估测试时，会产生多组测试结果和数据以供分析。通过这种方式，可以检测到非预期的自动车道保持系统行为，并对行为进行分析，最终由自动车道保持系统开发团队进行改进。
该项测试的有关测试规范如下：
04
测试拓展
基于场景的SIL测试可以有多个方便的拓展。
比如，测试紧急制动辅助装置对某些场景操作的反应，测试的焦点是从测试用例触发到场景以执行后续操作步骤，实现测试用例和场景的强耦合。
测试紧急制动辅助装置
再比如，针对不同场景对ALKS进行测试，测试的焦点是在不同的场景下执行一个测试用例，或在不同的测试用例中执行同一个场景。
在不同场景下重复使用测试用例
对比不同的测试用例可以发现，在某些情况下，测试用例和场景或多或少地相互耦合。具体的耦合类型部分为工具特定和专有的类型，因此不能在工具之间进行转移。
为了更好地进行转移和维护，可以对耦合进行标准化，即可以使用和扩展现有标准，如 OpenDrive、OpenScenario、XIL和OSI。
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