作者:贡晓丽 来源:中国科学报 发布时间:2018/4/12 9:21:32
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多维度测试,丈量无人驾驶安全性

 

无人车驾驶研究和测试尤为重要。图片来源:百度图片

“无人驾驶大规模上路测试仍面临诸多挑战”,中科院自动化研究所副研究员黄武陵向记者表示,无人驾驶测试不仅要对车辆自主驾驶基本功能进行测评,还要求能对无人驾驶的安全性能、人机交互性能、严苛交通环境的适应性、认知和自主决策等高级能力进行测试。

■本报记者 贡晓丽

3月1日,上海市政府向上汽集团和蔚来汽车发放了无人驾驶汽车的道路实地测试许可证,这是中国首次官方授予无人驾驶车辆上路许可。而在2017年底,北京市交通委联合公安交管局、经济信息委等部门,发布了加快推进自动驾驶车辆道路测试有关工作的指导意见和自动驾驶车辆道路测试管理实施细则。在3月22日,北京市自动驾驶测试管理联席工作小组发放了北京市首批自动驾驶测试试验用临时号牌,自动驾驶测试车辆开始正式上路测试。

“无人驾驶大规模上路测试仍面临诸多挑战”,中科院自动化研究所副研究员黄武陵向记者表示,无人驾驶测试不仅要对车辆自主驾驶基本功能进行测评,还要求能对无人驾驶的安全性能、人机交互性能、严苛交通环境的适应性、认知和自主决策等高级能力进行测试。“无人驾驶技术发展到如今这个阶段,越发彰显了测试的重要性,通过测试快速促进其发展,最终为规模量产提供设计指导和规范。”

研究新方法补充道路测试

在实际道路测试过程中,无人驾驶车辆会遇到复杂交通场景,多样的气候环境和道路环境,例如狭窄道路,混杂的行人、自行车和电动车等移动目标、突然出现的动物,其他车辆难以预测的加塞等情况。此外,信号灯故障和临时交通管制等情况,还要求识别交警的交通手势等,这些都是实际道路测试中无人车需要作出反应的情况。

因为挑战众多,无人车驾驶研究与测试相互推动尤为重要。2009年,国家自然科学基金委员会启动了“视听觉信息的认知计算”重大计划,以无人驾驶车辆为载体,验证相关的研究成果,支持每年一届的中国智能车未来挑战赛。

“智能车比赛也是一种测试的方式,”黄武陵认为,“以无人车为平台,要在特定的交通环境里进行自主驾驶测试”。智能车比赛每年都会设计一些特定的测试任务和测试场景,针对无人驾驶测试与评估方法作出探索。参与多年赛事组织与裁判工作的黄武陵表示,“由比赛积累的无人车测试方法,已经在常熟智能车中心测试场地以及其他地方逐渐推广开来了”。

国外无人驾驶规模测试,也有经验可以借鉴。谷歌Waymo定期发布测试报告,其在2017年7个月即达到三百万英里的城市道路测试。相比之下,之前的一百万英里道路测试则花了约六年时间。“这要归功于Waymo开展的实际和仿真测试的加速方法,非常有效。”黄武陵表示。

“仅靠道路测试不能提供足够证据来证明自动驾驶汽车的安全性,自动驾驶技术研发者和第三方测试机构需要研发多维度的测试方法来补充道路测试,包括模型验证、加速测试、软件模拟测试和在环模拟测试。结合测试场地和实际道路,尽可能验证无人驾驶安全性。”黄武陵说。

静态与动态测试结合

据黄武陵介绍,无人驾驶汽车的测试大致可以分为“体检”“场地考”“路考”三个阶段,对应智能车辆的功能性测试、驾驶任务和综合驾驶任务测试。

“无人驾驶功能测试,首先要完成各模块的软件代码的测试与验证,要确认其永久性在线的安全性。”黄武陵表示,“当然,现有成熟的针对车载关键性应用的软件测试方法和流程可以借鉴”。

在此基础上,针对无人驾驶功能测试可划分为环境感知、执行控制、定位与导航、任务规划、运动规划、V2X(车对外界的信息交互)扩展等测试。

针对无人驾驶功能的测试方法,包括软件仿真测试方法,从模拟传感器、车辆动态模型和控制器模型,到模拟综合交通环境。通过软件在环(SIL),硬件在环(HIL),车辆在环(VEHIL)或混合仿真方法可以开展无人驾驶功能模块测试。

“此外,车辆在环测试是一种好方法,通过构建一些真实的场景,在环境中开展虚实交互的测试。”黄武陵说,“通过车载传感器能够把车辆姿态信息、环境感知信息、车辆规划与决策数据等信息记录下来,结合测评方法、指标对相应功能进行测试。还可以在采集的信息基础上,通过场景生成模型能够自动产生更多、更丰富的交通场景,用于算法测试与学习,进一步迭代提高。”

要测试自动驾驶车辆,就需要测试场地能够提供更多的测试场景,来验证自动驾驶车辆对于潜在危险的应对情况。这其中,灵活性至关重要。特路科技CTO刘春杰表示,特路科技主要是为自动驾驶汽车试验场提供规划设计、测试技术研究等全产业链服务的。为了更好地提供服务,该公司还主编了《自动驾驶汽车试验道路技术标准》,参编了《汽车试验场特种道路设计与施工技术规范》。

测试模型待优化

保证综合测试方法的可靠、快速、安全、低成本和可重复,是黄武陵们致力的方向。无人驾驶测试除了上述问题,还面临如何确保测试内容的全面覆盖;如何改进现有的测试方法适合复杂测试需要等问题。

“测试无人驾驶中的危险场景或模拟故障模式,其中一些场景在现实交通中难以重现,也可能现实生活中很少发生,包括某些故障场景的边界值,均可用于测试案例设计。”黄武陵说。

除了无人驾驶车辆感知、决策、规划和执行等功能模块之外,借助人工智能新技术构建了许多自适应、自学习的功能,现有的测试与验证方法也面临挑战。黄武陵表示,如何针对这些人工智能体开展测试,是有待研究的问题。

无人驾驶在所规定区域内进行开放式实验时会受到不同相应监管部门的监察以及审核,重庆盼达汽车租赁有限公司总经理高钰建议各地能协调包括但不限于交通、运管、车管、公安等多方监管部门,以及商业保险和金融投资领域的机构等,保障无人驾驶模式在开放式实验规定区域内的合理合规和快速发展。

针对自动驾驶车辆的准入标准存在空白,重庆长安汽车股份有限公司董事、总经理朱华荣建议制定相关标准对自动驾驶车辆进行强制要求,为自动驾驶量产提出准入门槛,避免行业因理解不一致造成的自动驾驶水平参差不齐,同时通过标准的强制要求,促进中国自动驾驶与国际接轨。

而这所有的发展,都有赖于无人驾驶测试工作的推进,“一系列的测试规范和标准还需确定,只有实验和测试模型的不断优化,才能克服无人驾驶的安全瓶颈。”黄武陵说。

《中国科学报》 (2018-04-12 第6版 前沿)
 
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