自动驾驶路测 虚实结合的方案

高工智能汽车 发表于 2018-06-23 09:39:41 收藏 已收藏
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自动驾驶路测 虚实结合的方案

高工智能汽车 发表于 2018-06-23 09:39:41

2018年4月11日,工业和信息化部、公安部和交通运输部联合发布了《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》。规范明确测试主体、测试驾驶人及测试车辆应符合的条件。

测试车辆应在封闭道路、场地等特定区域进行充分的实车测试,符合国家行业相关标准,省、市级政府发布的测试要求以及测试主体的测试评价规程,具备进行道路测试的条件。

到目前为止,全国已有北京、上海、深圳、重庆等地发布了自动驾驶测试法规,各地区已有汽车OEM,自动驾驶公司获得了上路测试的牌照。包括上汽、蔚来汽车、腾讯自动驾驶实验室、长安、百度、一汽、东风、广汽、吉利、北汽福田等多家企业获得了各地上路测试的试验牌照。

但在全球大力推进自动驾驶路测的背景下,是自动驾驶事故频发的倒影~

2016年,Uber无人车在旧金山曾发生过闯红灯事件;2018年3月18日,该公司在亚利桑那州坦佩市进行测试的一辆自动驾驶汽车发生车祸,导致一名路人死亡。2018年6月,美国亚利桑那州一辆Waymo自动驾驶车辆发生交通事故,事故造成数人受轻伤,视频显示一辆汽车的驾驶员闯红灯导致了这起交通事故。

尽管目前国内公开道路测试并未发生重大事故,但在各地相继开展自动驾驶路测的情况下,如果说谁的压力最大?那非路测相关监管部门莫属。

自动驾驶的路测,在目前的技术条件下,属于一种实验验证、改进技术性质的测试。换言之,如果发生事故,受害者的角色如同小白鼠一样。如何化解技术优化与实际测验之间的矛盾,成了亟待解决的问题。

但无论是自动驾驶还是无人驾驶,初衷却是减少交通事故的发生甚至是杜绝交通事故。负面事件对正处于高速发展中的行业来说,并非好事。行业反而需要更多正面案例来促进正向发展。

路测的先决条件之封闭试验场地

传统汽车要走向自动驾驶,除了各家技术方案公司的努力,包括但不限于OEM、自动驾驶公司,还需要对实验结果进行不断测验,进行对称调试优化。

路测无疑是最直接的方式,但由于汽车的重量以及速度,在实际场景中测试有重大的安全隐患,尤其是在技术尚未成熟之前。可是没有实际的路测,技术的更新升级似乎难度又很大。

为此,欧美等先行国家,率先在国内各地推出了自动驾驶路测的试验、测试场地,对要申请上路测试的自动驾驶车辆做性能评估,最大限度减小事故发生的可能。

图:世界首个自动驾驶试验场美国密歇根州密歇根大学的M-City

美国有超过十家的测试场,包括密歇根大学的M-City,匹兹堡市和宾夕法尼亚州 托马斯·D·拉尔森交通研究所,德克萨斯州自动驾驶汽车试验场,阿伯丁测试中心,美国移动中心,康特拉科斯塔郡交通管理局GoMentum Station,圣迭戈政府联合会,爱荷华城市地区开发集团,威斯康星大学麦迪逊分校,北卡罗来纳州三角园区高速公路。另外在英国、德国、法国、日本也有相应的测试基地。

这些测试基地的特点是,成立较早,设施齐全,涵盖各种测试道路,环境。如丘陵、斜坡和各种路面的地质,双层高架公路、铁路道口、混凝土基础路面、制造结冰和湿滑路面的水塔等。隧道用于测试导航、传感器与通信技术,铁路道口和轨道;地下通道和可变路网;类似城市街区的道路网格系统等。还有交通信号灯和指示牌等,一应俱全。

中国目前建成和在建的有上海智能网联示范区,辽宁盘锦北汽无人驾驶体验项目,京冀智能汽车与智慧交通产业创新示范区,浙江5G车联网应用示范区,重庆智能汽车与智慧交通应用示范区,武汉智能网联汽车示范区,吉林智能汽车与智慧交通应用示范基地,深圳无人驾驶示范区。

上海智能网联示范区,是目前国内智能网联汽车测试能力最全、技术水平最先进的示范区,示范区分四个阶段展开建设——封闭测试区与体验区、开放道路测试区、典型城市综合示范区、城际共享交通走廊,从而逐步形成系统性评价体系和综合性示范平台。

第一阶段的测试区内设有1个GPS差分基站、2座LTE-V通讯基站、16套DSRC和4套LTE-V路侧单元、6个智能红绿灯和40个各类摄像头,道路方面实现了北斗系统的厘米级定位和WIFI的全覆盖,场景设计上完成了隧道、林荫道、加油/充电站、地下停车场、十字路口、丁字路口、圆形环岛等交通场景的搭建,可为无人驾驶、自动驾驶和V2X网联汽车提供多达29种场景的测试验证。

辽宁盘锦北汽无人驾驶体验项目,于2016年10月投入运营,该项目是世界上第一个正式投入运营的无人驾驶汽车商用化项目。运营路线是一条长约22公里的风景廊道,单向只有一条车道,没有交叉路口,没有社会车辆,没有行人。

综合运用了V2X、V2V、V2I等诸多车联网相关技术,保证了技术的可靠性和安全性;同时在景区内实行车流、人流相分离的运行办法,使车辆与行人不发生复杂的干涉关系;运用“运动空间单独分隔原理”,对车辆之间的距离、行驶速度、双向车辆交汇方式等都做了相应的控制,保障车辆运行安全。

京冀智能汽车与智慧交通产业创新示范区于2018年底,建设道路总长为10公里的封闭试验场地,里面包含30种以上城市道路元素,并完成约100公里的开放/半开放市政道路基础改造,覆盖场景达180种以上。

之后,继续扩展示范区的建设和示范场景,争取到2020年底,封闭试验场地可包含100种以上城市道路元素,并完成长达200公里的开放/半开放市政道路基础实施改造,覆盖300种以上场景,以实现1000辆全自动驾驶汽车在开放道路、半开放道路和封闭道路的多种复杂场景下应用示范。

浙江5G车联网应用示范区分别是以云栖小镇为核心的(杭州)西湖区,以乌镇为核心的(嘉兴)桐乡市。云栖小镇初步建设成了5G车联网应用示范项目,实现了基于LTE-V车联网标准的智能汽车的车——车、车——路信息交互场景。

在云栖小镇上,中国移动布设了34个LTE-V路面站点,全程都布设了高清摄像头,实现车与车、车与人、车与网之间的互联互通,使得路上的一切都可以实时传递到指挥中心,并反馈到车端。

国内的自动驾驶试验场地,基本的特征是处在刚起步阶段,无论从技术人员配置、测试规范、场地设施等条件上,相比于国外还有不小的距离。

公安部交通管理科学研究所副所长潘汉中表示,自动驾驶汽车运行安全测试的评价模式,一般分为封闭场地试验、上路测试许可申请、上路测试验证、综合测试认证、车辆量产销售的过程,其中前三项是由管理部门和第三方机构完成,目前国内在这三方面的工作还不够,有较长的路要走。

虚实结合的方案

按照三部委发布的《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》文件,自动驾驶汽车上路测试前需要满足14项测试项目,并取得第三方机构的检测认证。

序号 智能网联汽车自动驾驶功能检测项目
1 交通标志和标线的识别及响应
2 交通信号灯的识别及响应*
3 前方车辆(含对向车辆)行驶状态的识别及响应
4 障碍物的识别及响应
5 行人和非机动车的识别及响应*
6 跟车行驶(包括停车和起步)
7 靠路边停车
8 超车
9 并道行驶
10 交叉路口通行*
11 环形路口通行*
12 自动紧急制动
13 人工操作接管
14 联网通讯*

这14项测试要求背后,实际上体现的是基本的驾驶能力:认知、操作、运行。自动驾驶汽车不仅需要有感知环境、决策规划、控制执行的能力,还需要按照交通法规行驶。

因此在相应的测试场地中,就会涵盖各种交通标志,标准道路和非标准道路测试场景。相应的自动驾驶测试车辆需要具备相应的能力,才能通过测试。

同时,为了符合将来的道路使用场景,测试环境中还覆盖了V2X设施,不仅可以辅助现有自动驾驶的测试,还可以对路测进行监督、管理。

当然,完成了这些测试,也并不代表自动驾驶汽车就可以“无害化”路测了。

路测场地的设立,目的在于对自动驾驶车最大限度进行资格审查,但自动驾驶实测的安全阈值很高,并非几十公里的测试就可以达到。

百度自动驾驶测试负责人邢亮也表达了类似观点,目前的自动驾驶技术,是很难做到识别所有道路交通标志的,同时收集各种Corner case的道路,也任重而道远。如果要尽可能完备的测试,还需要依赖一定的场景库,对测试车辆进行虚拟测试。

同济大学新能源汽车工程中心副主任熊璐表示,传统汽车的测试更多的是线性的,可确定性的,比如各种配件的性能指标,功能的安全标准,而智能汽车的测试,则因为有了深度学习,卷积神经网路变成了非线性的,很多的测试环节难以量化。

因此智能汽车的测试,需要经历在有限的测试场景中测试,到寻找更多有挑战性场景测试的过程。而这需要依赖危险场景提取、虚拟测试、硬件在环测试、加速测试技术等手段。

以虚拟测试为出发点,将真实硬件系统与虚拟环境结合,形成测试工具链,构建测试场景库和测试数据库,开展平行测试和同步测试,满足不同阶段的测试需求,有着较高的测试效率。目前国内已经有一些公司或者政府机构,在做类似的场景库,以期达到虚拟化测试的目的。

虚拟化测试最大的好处,就在于成本低,同时可以尽可能多的模拟现实环境中难以遇到的场景,更有针对性的训练自动驾驶技术。但无论是试验场地,还是虚拟化测试,都或多或少存在一些制约行业前进的问题。

完备测试的困难重重

以实际测试场地为例,目前国内的测试场地并不多,大多测试设备也都需要进口,人员配备方面也不完善。而要进行测试的自动驾驶公司、OEM则很多,这导致了测试费用居高不下。

业内人士不无怨言,完成单次测试需要数十万甚至数百万,如此巨额的成本对于绝大部分公司而言,都实难承受。

且即使完成了相应的测试,目前各家的技术都还处在早期,理想情况下要实现技术的升级迭代,需要完成多次的测试。但现实的条件严重制约了自动驾驶公司的继续升级优化,客观上拖了自动驾驶快速前进的后腿。

而涉及到虚拟测试,问题可能会更多。邢亮表示,虚拟测试依赖的是场景库,不同的自动驾驶公司实际上都有建立自己的场景库,进行训练,而各个场景库之间实际上是千差万别的。这也就造成了不同厂商的自动驾驶车辆,可能能够通过自家场景库的测试,但却无法通过其它家场景库的测试。

作为第三方测评机构,或者官方机构,其所建立的场景库是否通用?如不通用,那相应的路测方需要提前适配,所需要花费的时间很久。

邢亮表示,最好的解决方案是能够建立全国统一的虚拟测试场景库,所有的公司都在统一平台上训练,测试,这样标准也好统一。

这一点上,其实可以参考欧美的做法。

在美国,行业标准都是由大的OEM、Tier1以及政府机构统一协调制定,过程是三方会定期举办技术研讨会,由业内技术专家出席,讨论制定未来的技术前进方向,以及相关的标准制定。当然,主角还是拥有数十年行业经验的技术专家。

综上,全国的自动驾驶路测,目前正在如火如荼的进行当中,但相应的监管、测试的标准尚未定型,无论虚拟测试还是测试场地的测试,都有不少的难题。

而随着各地逐渐开始上路测试,各种问题也一定会浮出水面。如何稳妥的解决好这些即将可能出现的各种复杂问题,分而治之可能不是最好的办法。

建立一个有效的自下而上的组织,包含自动驾驶公司、OEM、供应商、政府机构,定时的进行技术讨论,同时视实际情况建立统一的测试、管理平台,不失为一个快速有效的解决办法。

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