CN112598819A

CN112598819A - 自动驾驶系统的测试方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN112598819A
Application number: CN202011500891.9A
Authority: CN
Inventors: 冯西
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2040-12-17
Also published as: JP7108754B2; EP3869175A3; CN112598819B; EP3869175B1; US20210295613A1; KR20220005421A; JP2021182410A; EP3869175A2

Abstract

本公开公开了一种自动驾驶系统的测试方法，涉及智能交通、自动驾驶等人工智能领域。具体实现方案为：获取传感器设备的记录数据；记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；重复多次写入记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及记录数据对应的时间长度，更新记录数据中每帧数据的时间戳。本申请可以实现对自动驾驶系统的长时间运行的稳定性测试。

Description

自动驾驶系统的测试方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及自动驾驶领域，尤其涉及自动驾驶系统的性能测试领域。

背景技术

硬件在环(HiL，Hardware in the Loop)技术是一种仿真测试技术，可以用于对自动驾驶车辆的虚拟仿真测试。采用HiL技术能够对自动驾驶车辆的车载计算平台进行虚拟测试，极大地提高了自动驾驶车辆的测试效率。

采用HiL技术对自动驾驶车辆进行仿真测试时，可以使用自动驾驶车辆在道路行驶过程中通过传感器设备采集的数据；将传感器设备采集的数据进行必要的转换(这一过程可以称为逆化)，再将转换后的数据输入自动驾驶车辆的车载计算平台，以检测车载计算平台的性能。

由于自动驾驶系统连续运行的时间有限(理论上最长连续运行时间大约为3小时)，因此传感器设备采集的数据的时长也有限，导致传感器设备采集的数据难以支持对车载计算平台的长时间运行的稳定性测试。

发明内容

本公开提供了一种自动驾驶系统的测试方法、装置、电子设备及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种自动驾驶系统的测试方法，包括：

获取传感器设备的记录数据；记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；

重复多次写入记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及记录数据对应的时间长度，更新记录数据中每帧数据的时间戳。

根据本公开的另一方面，提供了一种自动驾驶系统的测试装置，包括：

获取模块，用于获取传感器设备的记录数据；记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；

测试数据生成模块，用于重复多次写入记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及记录数据对应的时间长度，更新记录数据中每帧数据的时间戳。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开任一实施例中的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行本公开任一实施例中的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开任一实施例中的方法。

本公开通过将传感器设备的记录数据进行重复写入，并在写入过程中进行时间戳的替换，保证数据帧之间的时间连续；并采用起点和终点位置相同的记录数据，保证数据帧之间的位置连续；从而生成时长足够、并且不发生位置和时间跳变的测试数据，实现对自动驾驶系统的长时间运行的稳定性测试。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是本公开使用的一种记录数据对应的行驶路线示意图；

图2是本公开的一种自动驾驶系统的测试方法实现流程图；

图3A是本公开的一种记录数据示意图；

图3B是本公开的一种测试数据示意图；

图4是本公开的一种自动驾驶系统的测试方法中，在重复写入过程中更新时间戳的方法实现流程图；

图5是本公开的一种自动驾驶系统的测试装置500的结构示意图；

图6是本公开的一种自动驾驶系统的测试装置600的结构示意图；

图7是用来实现本公开的自动驾驶系统的测试方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

为了实现对自动驾驶的车载计算平台进行长时间的测试，就需要有长时间的传感器数据。受限于自动驾驶系统的连续运行时间，一般的传感器数据最长时间大约为3小时，无法满足对车载计算平台进行长时间稳定性测试的需求。如果从数据平台上找一段传感器数据连续多次播放，这样虽然能满足时长的要求，但会发生数据的位置和时间的跳变。例如，选择一段时长为3小时的传感器数据，如果将该数据连续播放4次，可以得到一段时长为12小时的数据；但是，在相邻两次播放的连接点，也就是整个时长的3:00:00、6:00:00、9:00:00的时间点上会出现位置和时间的跳变，导致定位无法对齐，也就无法用于对自动驾驶系统进行测试。

为了解决位置跳变的问题，本公开采用起点和终点相同的记录数据(record数据)，将该记录数据重复播放多次，这样就能够保证相邻两次播放的连接点上的位置相同，避免位置跳变。图1是本公开使用的记录数据对应的行驶路线示意图，如图1所示，该行驶路线的起点和终点是同一个点，重复播放该行驶路线的记录数据，就可以避免位置跳变。

为了解决时间跳变的问题，最简单的方式是将记录数据的各帧数据中对应历史时间的时间戳替换为对应当前时间的时间戳。例如，将记录数据中第一帧数据的时间戳替换为当前测试时间对应的时间戳，将记录数据中第二帧数据的时间戳替换为当前测试时间的下一帧对应的时间戳，如此依次替换每帧数据中的时间戳。但是，这种方式对时间精度的要求非常高，在具体实现时存在诸多困难。通过对仿真测试的深度分析，本公开提出：问题的核心并不是重复写入的记录数据与当前时间(即测试时的时间)不对应，而是重复写入的记录数据中各帧的时间戳不连续。因此，只要使重复写入的记录数据中各帧的时间戳连续，就可以解决时间跳变的问题；同时避免了采用上述将记录数据中各帧数据的时间戳替换为对应当前时间的时间戳的方式，在具体实现时更加简便。

在上述分析的基础上，本公开提出一种自动驾驶系统的测试方法，图2是本公开的一种自动驾驶系统的测试方法实现流程图，包括：

步骤S201：获取传感器设备的记录数据；该记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，该记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；

步骤S202：重复多次写入该记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据重复写入的次数以及记录数据对应的时间长度，更新记录数据中每帧数据的时间戳。

假定车辆的传感器设备采集的记录数据(即原始数据)包括N帧，每帧数据的序号依次为1～N。将记录数据重复写入4次，则生成的测试数据包括N*4帧。由于采用重复写入的方式生成测试数据，测试数据的第1～N帧分别与记录数据的第1～N帧内容相同，测试数据的第(N+1)～2N帧分别与记录数据的第1～N帧相同内容相同，测试数据的第(2N+1)～3N帧分别与记录数据的第1～N帧相同内容相同，测试数据的第(3N+1)～4N帧分别与记录数据的第1～N帧相同内容相同。如步骤S201所述，记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同，因此，生成的测试数据在重复写入的连接位置不会发生位置跳变，也就是说，第N帧对应的车辆位置与第(N+1)帧对应的车辆位置相同、第2N帧对应的车辆位置与第(2N+1)帧对应的车辆位置相同、第3N帧对应的车辆位置与第(3N+1)帧对应的车辆位置相同。

上述步骤S202则解决了时间跳变的问题。结合图3A和图3B进行介绍，图3A是本公开的一种记录数据示意图，在图3A中，包括定位传感器和雷达采集的两段记录数据，对应的时间长度为100s。图3B是本公开的一种测试数据示意图，将图3A中的记录数据重复写入得到该测试数据，并在每次重复写入时根据当前次重复写入的次数以及记录数据对应的时间长度，更新记录数据中每帧数据的时间戳。如图3B中，原始的记录数据的第一帧对应的时间戳为t0，在第一次重复写入时，将第一帧的时间戳更新为t0+100s；在第二次重复写入时，将第一帧的时间戳更新为t0+200s，以此类推。其他帧也采用同样的方式进行替换。这样就能够保证最终生成的测试数据中各帧的时间戳连续，解决了时间跳变的问题。

图4是本公开实施例的一种自动驾驶系统的测试方法中，在重复写入过程中更新时间戳的方法实现流程图，包括：

步骤S401：根据记录数据中每帧数据的时间戳，确定记录数据中每帧数据对应的第一时间信息。

步骤S402：根据当前次重复写入的次数及记录数据对应的时间长度，确定当前次重复写入对应的推移时间。例如，当前为第N次重复写入，记录数据对应的时间长度为T，则确定第N次重复写入对应的推移时间为N*T。

步骤S403：分别根据每帧数据对应的第一时间信息与上述推移时间，得到当前次重复写入的每帧数据对应的第二时间信息，根据该第二时间信息确定并更新每帧数据的时间戳。

生成上述测试数据之后，本公开实施例可以进一步采用该测试数据对自动驾驶车辆的车载计算平台进行测试。

可选地，上述各帧数据的数据头和/或实体内容中包含时间戳。

以下以两种传感器设备为例详细介绍上述时间戳替换的实现方式。

在一种定位传感器中，时间信息采用GPS时间系统表示。GPS时间系统是采用原子时AT1秒长作时间基准，秒长定义为铯原子CS133基态的两个超精细能级间跃迁辐射振荡9192631170周所持续的时间，时间起算的原点定义在1980年1月6日世界协调时UTC0时。该定位传感器的记录数据中，每帧数据的时间戳包含在该帧数据的数据头(header)和实体内容(body)中。数据头中的时间戳占用6个字节，其中2个字节表示GPS周，另外4个字节表示在该GPS周内的GPS毫秒(GPS ms)。实体内容中的时间戳占用12个字节，其中4个字节表示GPS周，另外8个字节表示在该GPS周内的GPS秒(GPS s)。针对每一帧数据，通过更改header和body中的GPS周和GPS毫秒(秒)来实现对时间戳的更改。例如，假设记录数据的时间长度为T。首先获取当前帧的的GPS week和GPS ms，在第n次重复写入时，也就是时间过去nT秒后时间计算出对应时刻更新后的GPS week和GPS ms。然后将更新的GPS week和GPS ms替换掉header指定位置的时间，并将GPS ms转换为GPS s后，替换掉body中的GPS时间。

在一种激光雷达中，时间信息采用unix时间系统表示。unix时间是从1970年1月1日开始所经过的秒数，不考虑闰秒。该激光雷达的记录数据中，每帧点云数据由1240字节的测量数据和22字节的附加信息两部分组成，该附加信息的后6个字节中包含时间戳。假设记录数据的时间长度为T。针对原始的记录数据的每一帧数据，首先根据最后6个字节的内容计算出当时的unix时间戳t0，在第n次重复写入时，将该unix时间戳修改为t0+nT，以实现对时间戳的替换。

本公开实施例还提出一种自动驾驶系统的测试装置，图5是本公开的一种自动驾驶系统的测试装置500的结构示意图，包括：

获取模块510，用于获取传感器设备的记录数据；记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；

测试数据生成模块520，用于重复多次写入记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及记录数据对应的时间长度，更新记录数据中每帧数据的时间戳。

图6是本公开实施例的一种自动驾驶系统的测试装置600的结构示意图。如图6所示，上述测试数据生成模块520可以包括：

时间确定子模块521，用于根据记录数据中每帧数据的时间戳，确定记录数据中每帧数据对应的第一时间信息；

推移确定子模块522，用于根据当前次重复写入的次数及记录数据对应的时间长度，确定当前次重复写入对应的推移时间；

更新子模块523，用于分别根据每帧数据对应的第一时间信息与推移时间，得到当前次重复写入的每帧数据对应的第二时间信息，根据第二时间信息确定并更新每帧数据的时间戳。

如图6所示，上述装置还可以包括：

测试模块630，用于采用测试数据对自动驾驶车辆的车载计算平台进行测试。

本公开实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图7示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备700的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或要求的本公开的实现。

如图7所示，设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序来执行各种适当的动作和处理。在RAM703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入输出(I/O)接口705也连接至总线704。

设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如自动驾驶系统的测试方法。例如，在一些实施例中，自动驾驶系统的测试方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由计算单元701执行时，可以执行上文描述的自动驾驶系统的测试方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行自动驾驶系统的测试方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims

1.一种自动驾驶系统的测试方法，包括：

获取传感器设备的记录数据；所述记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，所述记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；

重复多次写入所述记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及所述记录数据对应的时间长度，更新所述记录数据中每帧数据的时间戳。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及所述记录数据对应的时间长度，更新所述记录数据中每帧数据的时间戳，包括：

根据所述记录数据中每帧数据的时间戳，确定所述记录数据中每帧数据对应的第一时间信息；

根据所述当前次重复写入的次数及所述记录数据对应的时间长度，确定当前次重复写入对应的推移时间；

分别根据所述每帧数据对应的第一时间信息与所述推移时间，得到当前次重复写入的每帧数据对应的第二时间信息，根据所述第二时间信息确定并更新所述每帧数据的时间戳。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：采用所述测试数据对自动驾驶车辆的车载计算平台进行测试。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述各帧数据的数据头和/或实体内容中包含所述时间戳。

5.一种自动驾驶系统的测试装置，包括：

获取模块，用于获取传感器设备的记录数据；所述记录数据包括车辆的传感器设备采集的多帧数据，每帧数据中包括时间戳，所述记录数据的第一帧和最后一帧所对应的车辆位置相同；

测试数据生成模块，用于重复多次写入所述记录数据，生成用于自动驾驶系统测试的测试数据；在重复写入的过程中，根据当前次重复写入的次数以及所述记录数据对应的时间长度，更新所述记录数据中每帧数据的时间戳。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，测试数据生成模块包括：

时间确定子模块，用于根据所述记录数据中每帧数据的时间戳，确定所述记录数据中每帧数据对应的第一时间信息；

推移确定子模块，用于根据所述当前次重复写入的次数及所述记录数据对应的时间长度，确定当前次重复写入对应的推移时间；

更新子模块，用于分别根据所述每帧数据对应的第一时间信息与所述推移时间，得到当前次重复写入的每帧数据对应的第二时间信息，根据所述第二时间信息确定并更新所述每帧数据的时间戳。

7.根据权利要求5或6所述的装置，还包括：

测试模块，用于采用所述测试数据对自动驾驶车辆的车载计算平台进行测试。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述各帧数据的数据头和/或实体内容中包含所述时间戳。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1至4中任一项所述的方法。