CN114398255A - 自动驾驶测试场景生成方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动驾驶测试场景生成方法、装置、电子设备和存储介质，方法包括：根据测试标准，定义自动驾驶场景；其中，所述定义自动驾驶场景包括：定义自动驾驶场景对应的逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；基于所述表单，对自动驾驶场景进行参数设定；基于所述表单和设定参数，生成自动驾驶测试场景。本发明根据测试标准进行场景定义从根源上避免了不符合测试要求的场景的生成；另外将场景定义与参数设定的工作分开，既避免了场景定义上的大量雷同，也有利于参数的展开与组合，使得需要独立定义的场景数量锐减，且重复的场景数量锐减。

Description

自动驾驶测试场景生成方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及自动驾驶测试场景生成方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

自动驾驶测试场景是自动驾驶测试系统中相当重要的一环，测试场景的多样性、覆盖性、典型性等能够影响到测试结果的准确性，从而保证自动驾驶的安全与质量。

目前，构建自动驾驶测试场景时，传统方法仍沿用先进驾驶辅助系统(ADAS)的场景定义方式来定义自动驾驶测试场景。

但是以此构建的自动驾驶测试场景存在以下弊端：

(1)传统方法场景定义侧重于驾驶行为的变化，未充分考虑其它影响因素，可能会导致测试场景不符合测试要求；

(2)自动驾驶测试需要的测试场景数以万计，传统方法的场景定义以测试用例(testcase)为单位，每条测试用例描述1个测试场景，需要独立定义的数量过于巨大；

(3)传统方法的场景定义，一类测试场景的测试用例的描述主体相同，仅对参数部分做替换，过于重复；

(4)传统方法的场景定义，实车和仿真完全独立，不具备互通性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的自动驾驶测试场景生成方法、装置、电子设备和存储介质。

第一方面，本发明实施例提供一种自动驾驶测试场景生成方法，包括：

根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；

基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；

基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

根据本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法，所述根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单，包括：

对测试标准进行解读，确定自动驾驶场景的通用属性集；其中，所述通用属性集包括：测试标准覆盖下的通过/触发条件、运行设计域和动态驾驶任务；

基于预先获取的系统/功能设计要求和通用属性集，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单。

根据本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法，所述功能定义表单，包括：系统/功能设计要求的编号、内容描述和关联的自动驾驶场景编号，以及关联的自动驾驶场景所属场景类别；

所述逻辑场景表单，包括：自动驾驶场景编号及其关联的系统/功能设计要求编号，动态驾驶任务、通过/触发条件、主车动作、主车初始状态、目标车动作、目标车初始状态和相应参数描述；

所述实车参数表单，包括：自动驾驶场景编号、无目标车和各类型目标车下绑定的执行条件与道路几何参数对以及相应参数描述；

所述仿真参数表单，包括：自动驾驶场景编号、替换参数、设计运行域、主车动作、主车初始状态、目标车动作、目标车初始状态和相应参数描述；

所述信号表单，包括：自动驾驶场景编号、fd中的信号名和和制造商信号名对应的参数描述；

其中，设计运行域，包括：道路几何、光照强度和天气；

所述初始状态，包括：车辆类型、初始速度、所在车道、车头朝向和所处位置；

所述动作，包括：动作类型、目标速度、加速度变化、换道方向和换道持续时间；

所属参数描述，格式为参数名以及空置的参数值。

根据本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法，所述实车参数表单中的执行条件与道路几何参数对，是基于各道路几何类型下的测试比重，预先选定执行条件，并进行组合得到的；

所述无目标车和各类型目标车下绑定的执行条件与道路几何参数对，是针对无目标车和各类型目标车的测试比重进行绑定的。

根据本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法，所述基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定，包括：

将自动驾驶场景编号相同的逻辑场景表单和实车参数表单中的参数进行汇总，得到自动驾驶场景编号对应的实车测试参数集合；

将自动驾驶场景编号相同的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单中的参数进行汇总，得到自动驾驶场景编号对应的仿真测试参数集合；

依照离散型参数和连续型参数设定规则，对自动驾驶场景编号对应的实车/仿真测试参数集合进行参数设定；

其中，所述离散型参数设定规则为：参数名，单位和变量可取离散值；所述连续型参数设定规则为：参数名，单位，变量取值范围和变量步长。

根据本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法，所述基于所述表单和设定的实车测试参数，生成用于实车测试的自动驾驶场景，包括：

基于各自动驾驶场景编号对应的实车测试参数集合进行参数设定，考虑功能定义表单，自动化的对相同自动驾驶场景编号的逻辑场景表单和实车参数表单的定义信息进行排列，组合以及参数具体值选定，生成用于实车测试的自动驾驶测试场景；

根据本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法，所述基于所述表单和设定的仿真测试参数，生成用于仿真测试的自动驾驶场景，包括：

基于各自动驾驶场景编号对应的仿真测试参数集合进行参数设定，考虑功能定义表单，自动化的对相同自动驾驶场景编号的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单的定义信息进行排列，组合以及参数具体值选定，生成用于仿真测试的自动驾驶测试场景。

第二方面，本发明还提供一种自动驾驶测试场景生成装置，包括：

定义模块，用于：根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；

设定模块，用于基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；

生成模块，用于基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述自动驾驶测试场景生成方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述自动驾驶测试场景生成方法的步骤。

本发明根据测试标准进行了包含功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单的自动驾驶场景定义；从根源上避免了不符合测试要求的自动驾驶场景的生成；根据所述表单进行了实车/仿真测试参数设定；将场景定义与参数设定的工作分开，既避免了场景定义上的大量雷同，也有利于参数的展开与组合；在场景定义和参数设定的基础上生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景，即解决了需要独立定义的场景数量过大的缺陷，又解决了生成的场景过于重复的缺陷，同时通过逻辑场景表单将用于实车测试的自动驾驶场景和用于仿真测试的自动驾驶场景串联起来，有利于场景库的整体规划。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种自动驾驶测试场景生成方法流程图；

图2是本发明提供的场景库建立流程图；

图3是本发明提供的自动驾驶测试场景描述要求；

图4是本发明提供的云端解析逻辑示意图；

图5是本发明提供的一种自动驾驶测试场景生成装置结构图；

图6是本发明提供的实现自动驾驶测试场景生成方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于理解，下面对本申请实施例中出现的词语进行解释说明。

场景，是在一定时间和空间范围内环境与驾驶行为的综合反映，由天气条件、道路、交通设施、交通参与者等外部状态以及自车的驾驶任务和状态等信息共同作用组成的驾驶工况。

先进驾驶辅助系统(ADAS):是利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶着在最快的时间内察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。

设计运行域(ODD)：指自动驾驶系统功能设定的运行条件，包括但不限于环境、地理和时段限制、交通流量及道路特征等。

动态驾驶任务(DDT，Dynamic Driving Task)：指的是在道路交通中操作车辆所需的所有实时操作和策略功能，不包括行程安排、目的地和途经点的选择功能，

系统/功能设计要求(RM)：包括：需保证车辆在本车道内横向的设计要求、需避免与临界状态切入本车道的前车发生碰撞等。

可调式避震系统(ADS)：可依据各人的喜好,路面的状况及使用的条件,由驾驶人来调整避震器的软硬度,以适合不同的需求,藉由变化避震器的阻尼减震力,来达到较硬模式有较大的阻尼减震力,加强激烈操驾的减震力,较软的模式则提供较低的阻尼减震力,提供较柔合的乘坐感。先进的可调避震系统采用电子式无段可调避震系统,更可根据不同的路况以及操作条件主动自动的调整最适合避震阻尼力,唯此套系统由于价格较昂贵,通常只在高级豪华房车才会配备,可调避震系统除可提高舒适性外,亦有助于行车操控安全。

功能场景用于概念阶段的项目定义、风险分析和风险评估，其通过语言场景符号来描述场景区域内的实体以及实体间的关系。

逻辑场景：用于项目开发阶段生成需求，其通过定义状态空间内变量的参数范围来表达实体特征和实体间的关系。

具体场景，可直接作为测试用例，通过确定状态空间中每个参数的具体值来明确描述实体和实体间的关系。

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下面结合图1-图6描述本发明提供的自动驾驶测试场景生成方法、装置、电子设备和存储介质.

第一方面，本发明提供一种自动驾驶测试场景生成方法，如图1所示，所述方法包括：

S11、根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；

考虑到传统的测试用例定义来自行为方式，未遵守测试标准定义的场景描述要求，因此本发明致力于基于测试标准的输入为批量生成分别用于仿真测试和用于实车测试的自动驾驶场景，从根源上避免了不符合测试要求的自动驾驶场景的生成；

区别于ADAS中单表定义测试用例(自动驾驶场景)的方式，本发明采用多表联合的方式定义测试用例，由逻辑场景表单(case_lib)、功能定义表单(fd_lib)，实车参数表单(para_veh_lib)、仿真参数表单(para_sim_lib)和信号表单(signal_lib)五个表单组成；

其中，逻辑场景表单(case_lib)，是场景定义部分的主体，明确了各功能需要覆盖的测试场景、测试执行、通过条件、与功能的对应关系。

功能定义表单(fd_lib)是对功能的系统定义，是场景设计的依据之一。包含了功能定义编号，功能定义描述，以及关联场景编号。目的在于对功能需求做梳理，实现测试场景对功能需求的全覆盖。

实车参数表单(para_veh_lib)，用于定义实车测试所需参数，并且按照预设的规则填写，便后续对参数做出正确的排列组合。

仿真参数表单(para_sim_lib)，用于定义仿真所需参数。为了实现后续参数自动化导入并生成仿真场景，需要将场景分解到若干个具体变量，并通过建立一定规则实现参数的串联。

信号表单(signal_lib)，用于定义信号类型的测试场景，列举不同场景下所需信号名以及信号值，再结合仿真参数表单中的动作次序，实现信号的依次触发。

通过多表联合定义方式，避免了场景定义上的大量雷同，使得需要独立定义的场景数量锐减

S12、基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；

本发明将场景定义(即五表单联合定义)与参数设定拆分开来，既有利于场景定义阶段对场景本身的精准，也便于实现通过不同参数的排列组合得以展开成多条具体测试用例，可以理解的是，参数设定是为场景定义阶段具化的参数设定离散的可选值或者连续的取值区间。

场景定义和参数设定的工作均可以在excel上完成，当然，同样也可以以建立文档、数据库等形式完成，这里不做限定。

S13、基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

本发明通过自动化的手段，对表单中的定义信息进行排列、组合和数值替换，最终生成仿真具体的测试用例；通过制定主要涵盖场景定义、场景参数设定以及场景生成三阶段的场景建立规则，以解决现有技术中存在的缺陷，

本发明根据测试标准进行了包含功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单的自动驾驶场景定义；从根源上避免了不符合测试要求的自动驾驶场景的生成；根据所述表单进行了实车/仿真测试参数设定；将场景定义与参数设定的工作分开，既避免了场景定义上的大量雷同，也有利于参数的展开与组合；在场景定义和参数设定的基础上生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景，即解决了需要独立定义的场景数量过大的缺陷，又解决了生成的场景过于重复的缺陷，同时通过逻辑场景表单将用于实车测试的自动驾驶场景和用于仿真测试的自动驾驶场景串联起来，有利于场景库的整体规划。

在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单，包括：

对测试标准进行解读，确定自动驾驶场景的通用属性集；其中，所述通用属性集包括：测试标准覆盖下的通过/触发条件、运行设计域和动态驾驶任务；

可以理解的是，本发明母的是以测试标准为输入批量生成分别用于仿真测试和用于实车测试的自动驾驶场景，但是一般的测试标准并不会明确指导如何建立场景，考虑到构建自动驾驶场景的关键因素有通过/触发条件、运行设计域和动态驾驶任务，因此对测试标准的解读，读取测试标准覆盖下的关键因素，进而以关键因素进行场景定义，以此从根源上剔除不符合测试要求的自动驾驶场景的生成。

基于预先获取的系统/功能设计要求和通用属性集，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单。

需要理解的是，本发明在进行场景定义时还需要考虑自动驾驶测试系统的开发需求(即功能需求或系统/功能设计要求)，以此保证生成的场景不脱离实际。

需明确，在实际进行场景库搭建时，搭建场景库必然需要适用于不同自动驾驶功能需求，可将场景库的搭建的方案概括为“四个阶段”和“五位一体”。其中，四个阶段主要包含：测试标准解读阶段、场景定义阶段、参数设定化阶段和案例生成阶段，五位一体主要包括：逻辑场景表单(case_lib)、功能定义表单(fd_lib)，实车参数表单(para_veh_lib)、仿真参数表单(para_sim_lib)和信号表单(signal_lib)；图2示例了场景库建立流程图，该图展示了场景库搭建从第二到四的后三个阶段，不同阶段侧重点不同。将场景的定义与参数的设定拆分开来，既有利于场景定义阶段对场景本身的精准，也便于实现通过不同参数的排列组合得以展开成多条具体case。其中，二三两个阶段的定义工作在excel上完成，遵循预先统一的场景库建立规则。第四个阶段通过自动化的手段，对表格中的定义信息进行排列、组合、替换，并最终生成仿真具体案例。

在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述功能定义表单，包括：系统/功能设计要求的编号、内容描述和关联的自动驾驶场景编号，以及关联的自动驾驶场景所属场景类别；

所述逻辑场景表单，包括：自动驾驶场景编号及其关联的系统/功能设计要求编号，动态驾驶任务、通过/触发条件、主车动作、主车初始状态、目标车动作、目标车初始状态和相应参数描述；

所述实车参数表单，包括：自动驾驶场景编号、无目标车和各类型目标车下绑定的执行条件与道路几何参数对以及相应参数描述；

所述仿真参数表单，包括：自动驾驶场景编号、替换参数、设计运行域、主车动作、主车初始状态、目标车动作、目标车初始状态和相应参数描述；

所述信号表单，包括：自动驾驶场景编号、fd中的信号名和和制造商信号名对应的参数描述；

其中，设计运行域，包括：道路几何、光照强度和天气；

所述初始状态，包括：车辆类型、初始速度、所在车道、车头朝向和所处位置；

所述动作，包括：动作类型、目标速度、加速度变化、换道方向和换道持续时间；

所属参数描述，格式为参数名以及空置的参数值。

需要注意的是，本实施例仅给出逻辑场景表单(case_lib)、功能定义表单(fd_lib)，实车参数表单(para_veh_lib)、仿真参数表单(para_sim_lib)和信号表单(signal_lib)的优选定义方式，实际应用时可根据工况自行调整。通过定义上述5个表单，避免了场景定义上的大量雷同，使得需要独立定义的场景数量锐减

本发明中除功能定义表单(fd_lib)之外的表单均限定了自动驾驶场景编号，在相同的自动驾驶场景编号间进行参数汇总以及定义信息排列组合，为后续的参数设定以及场景生成奠定基础。此外，通过对逻辑场景表单(case_lib)、功能定义表单(fd_lib)，实车参数表单(para_veh_lib)、仿真参数表单(para_sim_lib)和信号表单(signal_lib)作逻辑解析，可以方便对表单中定义信息的排列组合。

在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述实车参数表单中的执行条件与道路几何参数对，是基于各道路几何类型下的测试比重，预先选定执行条件，并进行组合得到的；

所述无目标车和各类型目标车下绑定的执行条件与道路几何参数对，是针对无目标车和各类型目标车的测试比重进行绑定的。

本发明执行条件(excution)变量与道路几何(roadGeo)变量，两两组成“参数对”；在每条场景下绑定若干条“参数对”，达到实车测试对同一场景在不同道路几何(roadGeo)下测试比重基于需求有所不求，比如该场景在平直路的道路几何(roadGeo)下做了细致测试，在弯道或坡道上将只做某些针对性测试；除了道路几何(roadGeo)维度的参数对，还通过对不同运行设计域(odd)的区分，达到同一场景在不同运行设计域(odd)下测试比重基于需求有所不同，比如该场景在轿车目标运行设计域(odd)下做了细致测试，在卡车目标运行设计域(odd)下将只做某些针对性测试；

本发明通过这样的设定，保证自动驾驶测试系统的实用性与灵活性。

在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定，包括：

将自动驾驶场景编号相同的逻辑场景表单和实车参数表单中的参数进行汇总，得到自动驾驶场景编号对应的实车测试参数集合；

将自动驾驶场景编号相同的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单中的参数进行汇总，得到自动驾驶场景编号对应的仿真测试参数集合；

依照离散型参数和连续型参数设定规则，对自动驾驶场景编号对应的实车/仿真测试参数集合进行参数设定；

其中，所述离散型参数设定规则为：参数名，单位和变量可取离散值；所述连续型参数设定规则为：参数名，单位，变量取值范围和变量步长。

可以理解的是，参数设定是为场景定义阶段具化的参数设定离散的可选值或者连续的取值区间。对连续性参数的参数设定进行举例，例如：speed；kph；40-80；10；对离散型参数的参数设定进行举例，例如：speed；kph；40&50&80；speed表示初始速度。

本发明注重“实用性”，区别于天文数字的上亿场景库，对于实车测试采用典型参数下的典型场景，对于仿真测试采用一定程度的遍历化测试；即用于实车测试的参数在进行参数设定时，要从真实世界的数据中产生，在用于仿真测试的参数在进行参数设定时，需要保证取值范围选取正规化；

此外用于实车/仿真测试的参数集合，包含多个子集合，每个子集合对应一个自动驾驶场景编号，通过相同编号的逻辑场景表单将用于实车测试的自动驾驶场景和用于仿真测试的自动驾驶场景串联起来，有利于场景库的整体规划。

在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述基于所述表单和设定的实车测试参数，生成用于实车测试的自动驾驶场景，包括：

基于各自动驾驶场景编号对应的实车测试参数集合进行参数设定，考虑功能定义表单，自动化的对相同自动驾驶场景编号的逻辑场景表单和实车参数表单的定义信息进行排列，组合以及参数具体值选定，生成用于实车测试的自动驾驶测试场景；

本发明可以设计简易UI，以供不同case设计人员根据一定逻辑对自动驾驶场景编号相同或相关的功能定义表单、逻辑场景表单和实车参数表单做自动化解析，进而实现对对所述自动驾驶场景编号对应的逻辑场景表单和实车参数表单中的定义信息的排列组合，为具体测试用例的生成奠定基础。

此外，本发明符合行业规范，采用逻辑场景，参数场景，实例化场景的“三层模型”，并输出可以按照open X格式输出实车测试场景。

在上述各实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述基于所述表单和设定的仿真测试参数，生成用于仿真测试的自动驾驶场景，包括：

基于各自动驾驶场景编号对应的仿真测试参数集合进行参数设定，考虑功能定义表单，自动化的对相同自动驾驶场景编号的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单的定义信息进行排列，组合以及参数具体值选定，生成用于仿真测试的自动驾驶测试场景。

本发明可以设计简易UI，以供不同case设计人员根据一定逻辑对自动驾驶场景编号相同或相关的功能定义表单、逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单做自动化解析，进而实现对对所述自动驾驶场景编号对应的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单中的定义信息的排列组合，为具体测试用例的生成奠定基础。

此外，本发明符合行业规范，采用逻辑场景，参数场景，实例化场景的“三层模型”，并输出可以按照open X格式输出实车测试场景。

为了更好的解释本发明，以ISO/CD 34501Road vehicles—Terms anddefinitions of test scenarios for automated driving systems标准(ISO/CD 34501道路车辆ー自动驾驶系统试验方案的术语和定义标准)为例，对本发明自动驾驶测试场景的生成过程进行说明：

本发明可分为四个阶段，第一阶段，先要解读输入的测试标准，明确场景的通用属性，理解场景描述的要求；第二三两个阶段在excel上填写定义，其中，第二阶段定义逻辑场景表单(case_lib)、功能定义表单(fd_lib)，实车参数表单(para_veh_lib)、仿真参数表单(para_sim_lib)和信号表单(signal_lib)；第三阶段定义的是对实车/仿真测试相关参数进行设定，并以excel形式保存；第四个阶段通过编写python脚本对excel中多表单根据一定逻辑做解析，从而展开生成具体的测试案例。最终通过Django框架(一种简易的pythonweb框架)搭建了简易的页面设计(web UI)供不同的案例(case)设计人员使用。

具体流程如下：

第一步：测试标准解读阶段

输入ISO/CD 34501Road vehicles—Terms and definitions of testscenarios for automated driving systems标准，由于可调式避震系统(ADS)的测试和验证是引入市场的主要挑战之一，定义了一个6层模型用于构造装有可调式避震系统的车辆的周围环境，这种结构使情景的定义和影响因素的变化成为可能。因此须从这一标准中解读可作为6层模型输入信息的自动驾驶场景的通用属性集；通用属性集的属性可以用于口头的场景描述，也可以用于其他派生的场景描述格式的需求，如OpenX的要求。此外这一标准中提出了一种对场景进行分类的方法，“标签(tags)”被定义为每个场景提供额外信息源的元属性。

此标准中要求满足如图3示例的自动驾驶测试场景描述要求，因此通用属性集至少应当包括：测试标准覆盖下的通过/触发条件、运行设计域和动态驾驶任务；

第二步：场景定义阶段

自动驾驶测试系统有其特定的开发需求，即系统/功能设计要求，本发明依据通用属性集和系统/功能设计要求进行场景定义；其中，场景定义具体执行逻辑场景表单(case_lib)、功能定义表单(fd_lib)，实车参数表单(para_veh_lib)、仿真参数表单(para_sim_lib)和信号表单(signal_lib)的定义；

1.功能定义表单(fd_lib)定义：

功能定义表单，是自动驾驶测试系统的功能定义，是场景设计的依据之一。包含了功能定义编号，功能定义描述，以及关联场景编号。目的在于对需求做梳理，实现测试场景对需求的全覆盖。

其中，功能定义表单的结构可以如下：

其中，RM表示系统/功能设计要求，这里主要填写RM编号，description表示RM对应的系统/功能设计要求具体内容，relateScenario表示与RM相关的场景，这里主要填写与RM相关的场景的编号，filter表示过滤条件，即确定与RM相关的场景是通过/触发条件类型场景还是其它类型场景。

2.逻辑场景表单(case_lib)定义：

逻辑场景表单是场景定义部分的主体，明确了各功能需要覆盖的测试场景、测试执行、通过条件、与功能需求的对应关系。其中测试场景区分了逻辑场景与参数场景两种表达方式，前者侧重对场景的简单概括，后者侧重于抽象出场景中的参数。逻辑场景表单(case_lib)是二阶段参数具体化的基石，仿真的场景参数化都将基于逻辑场景表单(case_lib)中的描述进行展开实例化。

其中，逻辑场景表单的结构可以如下：

其中，id表示自动驾驶场景编号，RM表示id关联的系统/功能设计要求，summary表示动态驾驶任务的描述，例如限速、跟随、加速等，是测试执行的具体体现，paraDesc表示参数描述，是这个表单抽象出的场景的参数，参数描述包括：变量名和空置的变量值，hvInit表示主车初始状态，hvAction表示主车动作，tvInit表示目标车初始状态，tvAction目标车动作，当然如果目标车不止一辆，需要逐一列出目标车的初始状态和动作，passCriteria表示通过/触发条件。

实车参数表单(para_veh_lib)定义：

实车参数表单用于定义实车测试所需参数，并且按照如下预设的规则填写，方便后续对参数做出正确的排列组合。在表格设计时，为了满足到实车测试的时效性与灵活性，定义了如下规则：

规则1：区分执行条件(excution)变量与道路几何(roadGeo)变量，两两组成“参数对”；

规则2：每条场景下绑定若干条“参数对”，达到实车测试对同一场景在不同道路几何(roadGeo)下测试比重基于需求有所不求，比如该场景在平直路的道路几何(roadGeo)下做了细致测试，在弯道或坡道上将只做某些针对性测试；

规则3：除了道路几何(roadGeo)维度的参数对，还通过纵列实现对不同运行设计域(odd)的区分，达到同一场景在不同运行设计域(odd)下测试比重基于需求有所不同，比如该场景在轿车目标运行设计域(odd)下做了细致测试，在卡车目标运行设计域(odd)下将只做某些针对性测试；

规则4：变量格式为“变量名：参数值1；参数值2；参数值3；...”；这些参数值是空置的；

鉴于此，实车参数表单的结构可以如下：

其中，id表示自动驾驶场景编号，paraDesc表示参数描述，是这个表单抽象出的场景的参数，参数描述包括：变量名和空置的变量值，para_none表示无目标车，para_none_excution表示无目标车绑定的参数对中的执行条件变量，para_none_roadGeo表示无目标车绑定的参数对中的道路几何变量，para_sedan表示轿车目标车，para_sedan表示卡车目标车，轿车目标车与卡车目标车也有绑定的执行条件变量-道路几何变量参数对，为简化结构中没有显出；场景下的目标车实际上需要逐一列出。

仿真参数表单(para_sim_lib)定义：

仿真参数表单用于定义仿真所需参数。为了实现后续参数自动化导入并生成仿真场景，需要将场景分解到若干个具体变量，并通过建立一定规则实现参数的串联，从而生成场景。

仿真测试的需求与实车测试不同，不需要高度的灵活性，但是要求全面的覆盖性。所以区别于实车参数表单中的“参数对”的设计，仿真参数表单的规则如下：

规则I：从仿真工具(VTD)出发，梳理共208个仿真参数全集，满足不同功能不同场景的定义需求；

规则II：依据仿真工具(对虚拟场景的搭建流程，针对主车hv，第一目标车tv1，第二目标车tv2三个对象，分别定义初始状态(Init)，动作1(action1)，动作2(action2)，动作3(action3)，动作4(action4)；

规则III：初始状态中侧重定义车辆类型，初始速度，所在车道，车头朝向，所处位置等信息。动作描述中侧重定义动作类型，目标速度，加速度变化，换道方向，换道持续时间等。

规则IV：为了体现与运行设计域(odd)的关系，除了仿真参数信息，额外附加了道路几何(roadGeo)变量，光照强度(illumination)变量，天气(weather)变量。

规则V：变量结构“变量；单位；变量值或范围；变量步长”，区别实车参数表单中的变量结构，引入了展开步长信息，可供变量做遍历化的展开

鉴于此，仿真参数表单的结构可以如下：

其中，id表示自动驾驶场景编号，paraDesc表示参数描述，是这个表单抽象出的场景的参数，参数描述包括：变量名和空置的变量区间，replace表示替换参数，para_odd表示设计运行域，para_hv表示主车参数，para_tv1表示第一目标车参数，para_tv2表示第二目标车参数，目标车/主车参数分别定义初始状态(Init)和动作(action)，定义设计运行域、初始状态(Init)和动作(action)时，可参照表1：

表1

上述表单结构中设计运行域仅列出道路几何(roadGeo)变量，光照强度(illumination)变量，天气(weather)变量；初始状态仅列出类型(type)、初始速度(speed)、初始车道(lane)和方向(heading)，动作仅列出类型(type)、初始速度(speed)、到达的位置(direction)和动作持续时间(direction)，虽然仿真参数表单仅列出第二目标车相关参数，但是主车与第一目标车需同样处理，另外，需对主车、第一目标车和第二目标车的一系列动作设定动作次序，以方便仿真时触发。

5.信号表单(signal_lib)定义：

信号表单用于定义信号类型的测试场景，列举不同场景下所需信号名以及信号值，再结合仿真参数表单中的动作次序，实现信号的依次触发。

其中，信号表单的结构可以如下：

其中，id表示自动驾驶场景编号，fd_signalName表示fd中的信号名，OEM_signalName表示制造商信号名，value01和value10均表示信号值。

第三步：参数设定化阶段

参数设定化阶段需将用于实车、仿真测试的参数分别汇总，即基于相同的自动驾驶场景编号将逻辑场景表单和实车参数表单中的参数进行汇总，得到各自动驾驶场景编号下用于实车测试的参数；基于相同的自动驾驶场景编号，将逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单中的参数进行汇总，得到各自动驾驶场景编号下用于仿真测试的参数；

然后依照如表2所示的离散型参数和连续型参数设定规则，对各自动驾驶场景编号下用于实车/仿真测试的参数进行参数定义；

表2

该阶段主要是为参数赋予选值范围，本发明将场景定义与参数设定拆分开来，既有利于场景定义阶段对场景本身的精准，也便于实现通过不同参数的排列组合得以展开成多条具体case。

第四步：案例生成阶段

案例生成方案是基于Django的web框架实现的，优点开发者将算法部署在云端，解析工作在云端完成，用户不需要预装环境，可以通过直接访问web链接来启用云端的解析功能。实现逻辑如图4所示的云端解析逻辑示意图，该部分支持单一功能解析和多功能解析。

1.生成仿真测试案例

各功能用户上传表格至云端后，点击“仿真csae”的按钮，将会生成openX格式的中间文件，该中间文件可用于转化为VTD仿真所需的xml文件。

2.生成场景统计

用户除了可以对场景库中逻辑场景数量做统计提取，也可以对不同测试方法的场景数量做统计，例如可以通过自动化仿真手段实现的场景数量，以及需要手动仿真的场景数量。

第二方面，对本发明提供的自动驾驶场景生成装置进行描述，下文描述的自动驾驶场景生成装置与上文描述的自动驾驶场景生成方法可相互对应参照。图5示例了一种自动驾驶测试场景生成装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：定义模块21、设定模块22和生成模块23；

其中，定义模块21，用于：根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；设定模块22，用于基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；生成模块23，用于基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

本发明实施例提供的自动驾驶测试场景生成装置具体执行上述各自动驾驶测试场景生成方法实施例的内容，在此不再赘述。本发明实施例提供的自动驾驶测试场景生成装置，根据测试标准进行了包含功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单的自动驾驶场景定义；从根源上避免了不符合测试要求的自动驾驶场景的生成；根据所述表单进行了实车/仿真测试参数设定；将场景定义与参数设定的工作分开，既避免了场景定义上的大量雷同，也有利于参数的展开与组合；在场景定义和参数设定的基础上生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景，即解决了需要独立定义的场景数量过大的缺陷，又解决了生成的场景过于重复的缺陷，同时通过逻辑场景表单将用于实车测试的自动驾驶场景和用于仿真测试的自动驾驶场景串联起来，有利于场景库的整体规划。

第三方面，图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行自动驾驶测试场景生成方法，该方法包括：根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行自动驾驶测试场景生成方法，该方法包括：根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述方法包括：

根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；

基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；

基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单，包括：

对测试标准进行解读，确定自动驾驶场景的通用属性集；其中，所述通用属性集包括：测试标准覆盖下的通过/触发条件、运行设计域和动态驾驶任务；

基于预先获取的系统/功能设计要求和通用属性集，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述功能定义表单，包括：系统/功能设计要求的编号、内容描述和关联的自动驾驶场景编号，以及关联的自动驾驶场景所属场景类别；

所述逻辑场景表单，包括：自动驾驶场景编号及其关联的系统/功能设计要求编号，动态驾驶任务、通过/触发条件、主车动作、主车初始状态、目标车动作、目标车初始状态和相应参数描述；

所述实车参数表单，包括：自动驾驶场景编号、无目标车和各类型目标车下绑定的执行条件与道路几何参数对以及相应参数描述；

所述仿真参数表单，包括：自动驾驶场景编号、替换参数、设计运行域、主车动作、主车初始状态、目标车动作、目标车初始状态和相应参数描述；

所述信号表单，包括：自动驾驶场景编号、fd中的信号名和和制造商信号名对应的参数描述；

其中，设计运行域，包括：道路几何、光照强度和天气；

所述初始状态，包括：车辆类型、初始速度、所在车道、车头朝向和所处位置；

所述动作，包括：动作类型、目标速度、加速度变化、换道方向和换道持续时间；

所属参数描述，格式为参数名以及空置的参数值。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述实车参数表单中的执行条件与道路几何参数对，是基于各道路几何类型下的测试比重，预先选定执行条件，并进行组合得到的；

所述无目标车和各类型目标车下绑定的执行条件与道路几何参数对，是针对无目标车和各类型目标车的测试比重进行绑定的。

5.根据权利要求3所述的自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定，包括：

将自动驾驶场景编号相同的逻辑场景表单和实车参数表单中的参数进行汇总，得到自动驾驶场景编号对应的实车测试参数集合；

将自动驾驶场景编号相同的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单中的参数进行汇总，得到自动驾驶场景编号对应的仿真测试参数集合；

依照离散型参数和连续型参数设定规则，对自动驾驶场景编号对应的实车/仿真测试参数集合进行参数设定；

其中，所述离散型参数设定规则为：参数名，单位和变量可取离散值；所述连续型参数设定规则为：参数名，单位，变量取值范围和变量步长。

6.根据权利要求5所述的自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述基于所述表单和设定的实车测试参数，生成用于实车测试的自动驾驶场景，包括：

基于各自动驾驶场景编号对应的实车测试参数集合进行参数设定，考虑功能定义表单，自动化的对相同自动驾驶场景编号的逻辑场景表单和实车参数表单的定义信息进行排列，组合以及参数具体值选定，生成用于实车测试的自动驾驶测试场景。

7.根据权利要求5所述的自动驾驶测试场景生成方法，其特征在于，所述基于所述表单和设定的仿真测试参数，生成用于仿真测试的自动驾驶场景，包括：

基于各自动驾驶场景编号对应的仿真测试参数集合进行参数设定，考虑功能定义表单，自动化的对相同自动驾驶场景编号的逻辑场景表单、仿真参数表单和信号表单的定义信息进行排列，组合以及参数具体值选定，生成用于仿真测试的自动驾驶测试场景。

8.一种自动驾驶测试场景生成装置，其特征在于，所述装置包括：

定义模块，用于：根据测试标准，定义功能定义表单、逻辑场景表单、实车参数表单、仿真参数表单和信号表单；

设定模块，用于基于所述表单，进行实车/仿真测试参数设定；

生成模块，用于基于所述表单和设定的实车/仿真测试参数，生成用于实车/仿真测试的自动驾驶场景。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述自动驾驶测试场景生成方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述自动驾驶测试场景生成方法的步骤。

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