CN116974918A - 一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动驾驶汽车技术领域，具体公开了一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，包括：构建自动驾驶汽车运行安全测试必需的数据库表，包含测试场景要素库、测试项目要素库和测试场地要素库；从测试项目要素库中选择多个待测试的运行安全测试项目，根据多个待测试的运行安全测试项目，从测试场地要素库中查找出与每个待测试的运行安全测试项目相匹配的测试场地，以生成一一对应的可落地测试场景；将多个可落地测试场景有序排列形成原始测试场景序列，并根据自动驾驶汽车实时测试情况动态调整测试场景序列。本发明提升了自动驾驶汽车安全驾驶能力测试评价精准度，提高了运行安全测试效率。

Description

一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶汽车技术领域，更具体地，涉及一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法。

背景技术

随着自动驾驶测试技术的不断发展，自动驾驶汽车测试场景也逐渐受到重视，场景库积累和场景重现可以大幅缩短实车道路测试的时间，提高测试效率。

基于自动驾驶汽车测试场景，全国各地自动驾驶汽车测试基地积极开展测试认证业务，积累了大量的测试经验，但也存在着一些不足和缺陷。一是测试场景构建仅考虑基本要素堆叠，没有以自动驾驶汽车安全驾驶能力的测试评价为基础设计场景。二是多数测试场景仅满足“定性”的测试需求，缺少不同测试项目和不同难度的“定量”区分，无法满足自动驾驶汽车运行安全测试日益精细化的要求。三是目前大量申请公共道路测试的自动驾驶功能检测的具体实现方式为单项场景反复测试或按照固定路线和项目顺序测试，无法根据测试实时测试情况动态调整，导致测试效率不高，评价结果不客观。

发明内容

本发明提供了一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，以解决相关技术中存在的测试场景不全面、测试序列不灵活、评价结果不客观的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，包括：

步骤S1、构建测试库表：构建自动驾驶汽车运行安全测试必需的数据库表，包含测试场景要素库、测试项目要素库和测试场地要素库；

步骤S2、形成可落地测试场景：从所述测试项目要素库中选择多个待测试的运行安全测试项目，根据多个待测试的运行安全测试项目，从所述测试场地要素库中查找出与每个所述待测试的运行安全测试项目相匹配的测试场地，以生成一一对应的可落地测试场景；

步骤S3、生成测试场景序列：将多个可落地测试场景有序排列形成原始测试场景序列，并根据自动驾驶汽车实时测试情况动态调整当前测试场景序列。

进一步地，所述步骤S1构建测试库表，还包括如下步骤:

步骤S11、构建所述测试场景要素库，列出组成测试场景的基本单元要素，并按不同层级归类，各层级中都有若干场景要素；

步骤S12、根据所述测试场景要素库中的场景要素构建所述测试项目要素库，列出自动驾驶汽车安全驾驶能力测试大类、细分的测试小类、具体的测试项目以及与具体测试项目对应的附属标签信息，所述附属标签信息包括关键要素、要素设置要求、项目难度、项目典型性和项目评判基准；

步骤S13、根据所述测试场景要素库中的场景要素构建所述测试场地要素库，将测试场地分为若干个小区域，以区域为单位描述测试场地具备的环境及设施设备条件。

进一步地，所述测试场景要素库包括六个场景要素层，分别为道路环境层、交通设施层、交通管控层、光照及天气层、道路交通层和道路监控与通信层；

所述道路环境层，构成道路的基本要素，根据细化程度不同，所述道路环境层中设置一级要素、二级要素、三级要素；其中一级要素为路口路段和路面形态；路口路段一级要素下设置平面交叉口、匝道、直线路段、弯道路段、坡道路段、隧道路段和其他路段二级要素，路面形态一级要素下设置单向车道数、路面材质、路表情况、路肩与缘石二级要素；各二级要素下设置具体的三级要素，例如，路口路段一级要素下的平面交叉口二级要素包括十字形交叉口、T形交叉口、环形交叉口、多路交叉口三级要素；

所述交通设施层，各种交通基础设施基本要素，根据细化程度不同，交通设施层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为护栏、隔离设施和其他设施；护栏一级要素下设置波形梁护栏、其他护栏、活动护栏二级要素；隔离设施一级要素下设置绿化隔离带、隔离栏、隔离栅二级要素；其他设施一级要素下设置缓冲物、减速垄、龙门架、F形杆、停车位、加油站、新能源汽车充电设施、公交车站、水马、防撞桶二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述交通管控层，体现交通规则和管控要求的基本要素，根据细化程度不同，交通管控层中设置一级要素、二级要素和三级要素；其中一级要素为交通标志、交通标线、交通信号灯、交通警察指挥手势、临时管制设施；交通标志一级要素下设置禁令标志、警告标志、指示标志二级要素；交通标线一级要素下设置禁止标线、指示标线、警告标线、其他标线二级要素；交通信号灯一级要素下设置机动车信号灯、方向指示信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、非机动车信号灯二级要素；交通警察指挥手势一级要素下设置停止信号、直行信号、左转弯信号、左转弯待转信号、右转弯信号、变道信号、减速慢行信号、示意车辆靠边停车信号二级要素；临时管制设施一级要素下设置锥桶、机动车三角牌二级要素；本层级中交通标志、交通标线一级要素下涉及三级要素；

所述光照及天气层，与测试场景环境中照明和天气相关的基本要素，根据细化程度不同，光照及天气层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为自然光、人工照明和天气；自然光一级要素下设置清晨、日间、傍晚、夜间二级要素；人工照明一级要素下设置路灯、隧道照明二级要素；天气一级要素下设置晴、阴天、多云、雨、雪、雾二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述道路交通层，参与交通的动静态基本要素，根据细化程度不同，道路交通层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为行人、非机动车、机动车、其他运行要素；行人一级要素下设置成人、儿童二级要素；非机动车一级要素下设置自行车、人力三轮车、电动自行车二级要素；机动车一级要素下设置小型载客汽车、大型载客汽车、特殊用途车辆、载货汽车、电动三轮车、摩托车二级要素；其他运行要素一级要素下设置动物、静态障碍物、固体抛洒物二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述道路监控与通信层，体现交通数字化智能化设施设备及功能服务系统的基本要素，根据细化程度不同，道路监控与通信层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为监控、网联通信、地图定位要素；监控一级要素下设置视频监控、雷达监控、车载视频监控二级要素；网联通信一级要素下设置车车通信设施、车路通信设施、车云通信设施、电子身份识别设施二级要素；地图定位一级要素下设置高精度地图、定位基站二级要素；本层级不涉及三级要素。

进一步地，所述测试项目要素库包括三个安全驾驶能力测试大类，分别为基本驾驶能力、安全文明驾驶能力和应急避险能力；

基本驾驶能力大类，检测自动驾驶汽车上路行驶所需具备的基础能力，基本驾驶能力大类包括交通信号识别及响应、道路交通基础设施与障碍物识别及响应、行人与非机动车识别及响应、周边车辆行驶状态识别及响应四个安全驾驶能力小类，每个安全驾驶能力小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息；

安全文明驾驶能力大类，检测自动驾驶汽车在上路行驶过程中遵守交通法规及文明驾驶的能力，安全文明驾驶能力大类包括通过路口、通过路段和通过特殊区域三个小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息；

应急避险能力大类，检测自动驾驶汽车在上路行驶过程中遇到特殊情况及危险情景的应对能力，包括操作接管、自动紧急避险两个小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息。

进一步地，所述测试项目对应的附属标签信息包括：

关键要素，能实现测试项目正常测试评价所需的核心场景要素，例如，掉头测试项目对应的关键要素为掉头标志和标线；

要素设置要求，核心场景要素的实际布设规则；

项目难度，自动驾驶汽车通过测试项目的难易程度，为0-5分的数值；

项目典型性，测试项目在实际公共道路交通环境中的常见程度，为0-5分的数值；

项目评判基准，测试项目的标注信息及标准轨迹内容。

进一步地，所述测试场地要素库用于描述测试场地的内容，具体包括：

区域基础道路板块，测试场地中典型的道路板块要素；

区域内固定要素，测试场地区域内无法自由移动的静态场景要素，分为道路环境类、交通设施类、交通管控类、光照及天气类、道路交通类、道路监控与通信类6个层级；

区域内可变要素，测试场地区域内能够根据测试要求自由移动的动态场景要素，分为道路环境类、交通设施类、交通管控类、光照及天气类、道路交通类、道路监控与通信类6个层级。

进一步地，所述步骤S2形成可落地测试场景，还包括如下步骤：

步骤S21、输入一个待测试的运行安全测试项目I；

步骤S22、读取所述待测试的运行安全测试项目I的附属标签信息；

步骤S23、输入一个待使用的测试场地区域F；

步骤S24、判断该测试场地区域F内的固定要素及可变要素是否满足该运行安全测试项目I要求的关键要素；

步骤S25、若满足，则匹配该运行安全测试项目I和测试场地区域F，形成对应的可落地测试场景S。

进一步地，所述步骤S3生成测试场景序列，还包括如下步骤：

步骤S31、根据所述测试项目要素库的格式输入N个待测试的安全驾驶能力测试小类

步骤S32、扫描所述测试项目要素库，读取所述测试项目要素库中的所有测试项目

步骤S33、根据所述N个待测试的安全驾驶能力测试小类从所有测试项目中一一对应选取待测试项目/>保证选取的所有待测试项目的难度平均值小于等于项目总体难度阀值/>同时保证选取的所有待测试项目的典型性平均值大于等于项目总体典型性阀值/>

步骤S34、根据所述测试场地要素库的格式输入待测试场地区域F；

步骤S35、将各待测试项目所需的关键要素与待测试场地区域F内的固定要素和可变要素进行匹配，以形成各待测试项目/>的可选待测试区域

步骤S36、根据路径最短原则从所述可选待测试区域中选择目标待测试区域，将所有目标待测试区域重新排列，形成与各待测试项目/>对应的排列后待测试区域

步骤S37、将各待测试项目与排列后待测试区域/>一一进行匹配，以生成对应的多个可落地测试场景，并形成原始测试场景序列/>

步骤S38、测试开始，记录计数器i＝1，对所述原始测试场景序列中的测试场景S_i进行测试；若测试场景S_i测试通过，则开始测试场景S_i+1，当所述原始测试场景序列中的所有测试场景全部测试通过后，测试结束；若测试场景S_i测试未通过，则扫描所述测试项目要素库，从测试场景S_i对应的安全驾驶能力测试小类A_i中选取与测试场景S_i中已测试项目I_i难度相符的其他待测试项目I_i'，根据当前测试场景序列匹配待测试项目I_i'的待测试场地区域F_i'，待测试项目I_i'与待测试场地区域F_i'配对形成测试场景S_i'，并与原始测试场景序列中的其他未测试场景共同组成新的测试场景序列然后对所述新的测试场景序列/>中的测试场景依次进行测试；计数器i＝i+1，直到i＝＝N，测试结束。

进一步地，所述步骤S35，还包括：

根据各待测试项目所需的关键要素以及所述待测试场地区域F内的固定要素和可变要素，从待测试场地区域F中选取出各待测试项目/>所属的可选待测试区域其中，各待测试项目/>所需的关键要素与其所属的可选待测试区域/>内的固定要素及可变要素相匹配。

本发明提供的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法具有以下优点：根据实时测试过程实时动态调整测试场景与路线，为自动驾驶汽车测试提供了更加灵活、更加高效的测试方案，提升了对自动驾驶汽车安全驾驶能力的评价精度，提高了测试效率。作为支撑该方法的重要部分，本发明提出将场景库细分为测试场景要素库、测试项目要素库、测试场地要素库，既覆盖了自动驾驶运行安全测试所需的场景要素，又对测试项目和测试场地细化分类，兼顾了场景库的全面性与实用性。同时提出通过测试项目与测试场地构建测试场景的方法，能够高度匹配场景要素库需要，解决测试场景搭设费时费力问题，支撑与促进自动驾驶汽车运行安全测试发展。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提供的自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法的流程图。

图2为本发明提供的测试场景要素库内容及结构示意图。

图3为本发明提供的测试项目要素库内容及结构示意图。

图4为本发明提供的测试场地要素库内容及结构示意图。

图5为本发明提供的单项测试场景生成流程图。

图6为本发明提供的场景序列动态生成流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

在本实施例中提供了一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，如图1所示，所述自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法包括：

步骤S1、构建测试库表：构建自动驾驶汽车运行安全测试必需的数据库表，包含测试场景要素库、测试项目要素库和测试场地要素库；

优选地，所述步骤S1构建测试库表，还包括如下步骤:

步骤S11、构建所述测试场景要素库，列出组成测试场景的基本单元要素，并按不同层级归类，各层级中都有若干场景要素；

步骤S12、根据所述测试场景要素库中的场景要素构建所述测试项目要素库，列出自动驾驶汽车安全驾驶能力测试大类、细分的测试小类、具体的测试项目以及与具体测试项目对应的附属标签信息，所述附属标签信息包括关键要素、要素设置要求、项目难度、项目典型性和项目评判基准；

步骤S13、根据所述测试场景要素库中的场景要素构建所述测试场地要素库，将测试场地分为若干个小区域，以区域为单位描述测试场地具备的环境及设施设备条件。

在本发明实施例中，首先构建测试场景要素库，按照不同类型将要素分为道路环境层、交通设施层、交通管控层、光照及天气层、道路交通层、道路监控与通信层等6个层次。其中道路环境层中包括单幅路、沥青路面、桥梁等要素，交通设施层中包括绿化带、减速带、减速垄等要素，交通管控层中包括禁令标志、指示标线、机动车信号灯等要素，光照及天气层中包括傍晚、路灯、中雨等要素，道路交通层中包括行人、背景车、障碍物等要素，道路监控与通信层中包括视频监控、网联设备、电子地图等要素。测试场景要素库构建完成，便于其他库表调用。

其次构建测试项目要素库。以自动驾驶汽车运行安全测试评价为目的，将安全驾驶能力分为基本驾驶能力、安全文明驾驶能力、应急避险能力等三个大类。并对三大类安全驾驶能力细分形成安全驾驶能力小类。其中，基本驾驶能力大类中包括交通信号识别及响应、道路交通基础设施与障碍物识别及响应、行人与非机动车识别及响应、周边车辆行驶状态识别及响应等安全驾驶能力小类；安全文明驾驶能力大类中包括通过路口、通过路段、通过特殊区域等安全驾驶能力小类；应急避险能力大类中包括操作接管、自动紧急避险等安全驾驶能力小类。安全驾驶能力小类进一步细分，形成若干具体的测试项目。为每个测试项目添加对应的标签信息，包括关键要素、要素设置要求、项目难度、项目典型性、项目评判基准等内容。

最后构建测试场地要素库。根据运行安全测试要求提炼区域基础道路板块，形成若干典型板块要素，以拟开展运行安全测试的实际环境为基础，将测试环境划分为若干50-200米的区域，记录各区域内的固定要素，汇总各区域内可增加的要素，并按照测试场景要素库中道路环境层、交通设施层、交通管控层、光照及天气层、道路交通层、道路监控与通信层等6个类别的格式分别保存。

具体地，如图2所示，所述测试场景要素库包括六个场景要素层，按照不同类型将要素分为道路环境层、交通设施层、交通管控层、光照及天气层、道路交通层和道路监控与通信层等6个层次；

所述道路环境层，构成道路的基本要素，根据细化程度不同，所述道路环境层中设置一级要素、二级要素、三级要素；其中一级要素为路口路段和路面形态；路口路段一级要素下设置平面交叉口、匝道、直线路段、弯道路段、坡道路段、隧道路段和其他路段等二级要素，路面形态一级要素下设置单向车道数、路面材质、路表情况、路肩与缘石等二级要素；各二级要素下设置具体的三级要素，例如，路口路段一级要素下的平面交叉口二级要素包括十字形交叉口、T形交叉口、环形交叉口、多路交叉口等三级要素；

所述交通设施层，各种交通基础设施基本要素，根据细化程度不同，交通设施层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为护栏、隔离设施和其他设施；护栏一级要素下设置波形梁护栏、其他护栏、活动护栏等二级要素；隔离设施一级要素下设置绿化隔离带、隔离栏、隔离栅等二级要素；其他设施一级要素下设置缓冲物、减速垄、龙门架、F形杆、停车位、加油站、新能源汽车充电设施、公交车站、水马、防撞桶等二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述交通管控层，体现交通规则和管控要求的基本要素，根据细化程度不同，交通管控层中设置一级要素、二级要素和三级要素；其中一级要素为交通标志、交通标线、交通信号灯、交通警察指挥手势、临时管制设施；交通标志一级要素下设置禁令标志、警告标志、指示标志等二级要素；交通标线一级要素下设置禁止标线、指示标线、警告标线、其他标线等二级要素；交通信号灯一级要素下设置机动车信号灯、方向指示信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、非机动车信号灯等二级要素；交通警察指挥手势一级要素下设置停止信号、直行信号、左转弯信号、左转弯待转信号、右转弯信号、变道信号、减速慢行信号、示意车辆靠边停车信号等二级要素；临时管制设施一级要素下设置锥桶、机动车三角牌等二级要素；本层级中交通标志、交通标线一级要素下涉及三级要素；

所述光照及天气层，与测试场景环境中照明和天气相关的基本要素，根据细化程度不同，光照及天气层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为自然光、人工照明和天气；自然光一级要素下设置清晨、日间、傍晚、夜间等二级要素；人工照明一级要素下设置路灯、隧道照明等二级要素；天气一级要素下设置晴、阴天、多云、雨、雪、雾等二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述道路交通层，参与交通的动静态基本要素，根据细化程度不同，道路交通层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为行人、非机动车、机动车、其他运行要素；行人一级要素下设置成人、儿童等二级要素；非机动车一级要素下设置自行车、人力三轮车、电动自行车等二级要素；机动车一级要素下设置小型载客汽车、大型载客汽车、特殊用途车辆、载货汽车、电动三轮车、摩托车等二级要素；其他运行要素一级要素下设置动物、静态障碍物、固体抛洒物等二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述道路监控与通信层，体现交通数字化智能化设施设备及功能服务系统的基本要素，根据细化程度不同，道路监控与通信层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为监控、网联通信、地图定位等要素；监控一级要素下设置视频监控、雷达监控、车载视频监控等二级要素；网联通信一级要素下设置车车通信设施、车路通信设施、车云通信设施、电子身份识别设施等二级要素；地图定位一级要素下设置高精度地图、定位基站等二级要素；本层级不涉及三级要素。

具体地，如图3所示，所述测试项目要素库包括三个安全驾驶能力测试大类，分别为基本驾驶能力、安全文明驾驶能力和应急避险能力；每个大类下包含若干安全驾驶能力小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目都有对应的标签信息；

基本驾驶能力大类，检测自动驾驶汽车上路行驶所需具备的基础能力，基本驾驶能力大类包括交通信号识别及响应、道路交通基础设施与障碍物识别及响应、行人与非机动车识别及响应、周边车辆行驶状态识别及响应四个安全驾驶能力小类，每个安全驾驶能力小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息；

安全文明驾驶能力大类，检测自动驾驶汽车在上路行驶过程中遵守交通法规及文明驾驶的能力，安全文明驾驶能力大类包括通过路口、通过路段、通过特殊区域等小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息；

应急避险能力大类，检测自动驾驶汽车在上路行驶过程中遇到特殊情况及危险情景的应对能力，包括操作接管、自动紧急避险等小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息。

在本发明实施例中，所述测试项目对应的附属标签信息包括：

关键要素，能实现测试项目正常测试评价所需的核心场景要素，如掉头测试项目对应的关键要素为掉头标志和标线；

要素设置要求，核心场景要素的实际布设规则；

项目难度，自动驾驶汽车通过测试项目的难易程度，为0-5分的数值；

项目典型性，测试项目在实际公共道路交通环境中的常见程度，为0-5分的数值；

项目评判基准，测试项目的标注信息及标准轨迹等内容。

具体地，如图4所示，所述测试场地要素库包括三大类描述测试场地的内容，每一大类下都包含若干要素，测试场地分为若干区域，具体包括：

区域基础道路板块，测试场地中典型的道路板块要素；

区域内固定要素，测试场地区域内无法自由移动的静态场景要素，分为道路环境类、交通设施类、交通管控类、光照及天气类、道路交通类、道路监控与通信类等6个层级；

区域内可变要素，测试场地区域内能够根据测试要求自由移动的动态场景要素，分为道路环境类、交通设施类、交通管控类、光照及天气类、道路交通类、道路监控与通信类等6个层级。

步骤S2、形成可落地测试场景：从所述测试项目要素库中选择多个待测试的运行安全测试项目，根据多个待测试的运行安全测试项目，从所述测试场地要素库中查找出与每个所述待测试的运行安全测试项目相匹配的测试场地，以生成一一对应的可落地测试场景；

优选地，如图5所示，所述步骤S2形成可落地测试场景，还包括如下步骤：

步骤S21、若只需生成单一测试场景，输入一个待测试的运行安全测试项目I；

步骤S22、读取所述待测试的运行安全测试项目I的附属标签信息I.label；

步骤S23、输入一个待使用的测试场地区域F；

步骤S24、判断该测试场地区域F内的固定要素F.fixed_element及可变要素F.variable_element是否满足该运行安全测试项目I要求的关键要素I.label.key_element；

步骤S25、若满足，则匹配该运行安全测试项目I和测试场地区域F，形成对应的可落地测试场景S。

需要说明的是，在实际测试过程中，测试场景S的信息提前下发给场地工作人员，开展实际测试场景的布设工作，布设工作完成后开展自动驾驶汽车运行安全测试。

步骤S3、生成测试场景序列：将多个可落地测试场景有序排列形成原始测试场景序列，并根据自动驾驶汽车实时测试情况动态调整当前测试场景序列。

优选地，如图6所示，所述步骤S3生成测试场景序列，还包括如下步骤：

步骤S31、根据所述测试项目要素库的格式输入N个待测试的安全驾驶能力测试小类

步骤S32、扫描所述测试项目要素库，读取所述测试项目要素库中的所有测试项目

步骤S33、根据所述N个待测试的安全驾驶能力测试小类从所有测试项目中一一对应选取待测试项目/>保证选取的所有待测试项目的难度平均值小于等于项目总体难度阀值/>即/>同时保证选取的所有待测试项目的典型性平均值大于等于项目总体典型性阀值/>即/>其中/>为项目总体难度阀值，/>为项目总体典型性阀值。

步骤S34、根据所述测试场地要素库的格式输入待测试场地区域F；

步骤S35、将各待测试项目所需的关键要素/>与待测试场地区域F内的固定要素F.section[].fixed_element和可变要素F.section[].variable_element进行匹配，以形成各待测试项目/>的可选待测试区域

步骤S36、根据路径最短原则从所述可选待测试区域中选择目标待测试区域，将所有目标待测试区域重新排列，形成与各待测试项目/>对应的排列后待测试区域

步骤S37、将各待测试项目与排列后待测试区域/>一一进行匹配，以生成对应的多个可落地测试场景，并形成原始测试场景序列/>

步骤S38、测试开始，记录计数器i＝1，对所述原始测试场景序列中的测试场景S_i进行测试；若测试场景S_i测试通过，则开始测试场景S_i+1，当所述原始测试场景序列中的所有测试场景全部测试通过后，测试结束；若测试场景S_i测试未通过，则扫描所述测试项目要素库，从测试场景S_i对应的安全驾驶能力测试小类A_i中选取与测试场景S_i中已测试项目I_i难度相符的其他待测试项目I_i'，根据当前测试场景序列匹配待测试项目I_i'的待测试场地区域F_i'，待测试项目I_i'与待测试场地区域F_i'配对形成测试场景S_i'，并与原始测试场景序列中的其他未测试场景共同组成新的测试场景序列然后对所述新的测试场景序列/>中的测试场景依次进行测试；计数器i＝i+1，直到i＝＝N，测试结束。

具体地，所述步骤S35，还包括：

根据各待测试项目所需的关键要素以及所述待测试场地区域F内的固定要素和可变要素，从待测试场地区域F中选取出各待测试项目/>所属的可选待测试区域其中，各待测试项目/>所需的关键要素与其所属的可选待测试区域/>内的固定要素及可变要素相匹配。

需要说明的是，根据自动驾驶汽车运行安全测试的要求，自动驾驶汽车需连续地完成一系列测试项目，保证整体测试效率。若需要生成一系列用于自动驾驶运行安全测试的场景，在测试活动开始前，输入N个拟测试的安全驾驶能力测试小类和拟开展测试的场地信息F，形成初始测试场景序列/>场景信息下发给场地工作人员，开展实际测试场景的布设工作。在测试活动过程中，根据自动驾驶车辆的实际测试进展动态调整测试场景，若各项测试均顺利通过，则不调整初始测试场景序列/>若未通过某项测试场景S_i，则生成新的测试场景S_i'，并与其余未测试的场景一同组成型的场景序列/>新的场景信息下发给场地工作人员，布设新的测试场景。测试场景布设与运行安全测试同步进行。

本发明提供的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，根据实时测试过程实时动态调整测试场景与路线，为自动驾驶汽车测试提供了更加灵活、更加高效的测试方案，提升了对自动驾驶汽车安全驾驶能力的评价精度，提高了测试效率。作为支撑该方法的重要部分，本发明提出将场景库细分为测试场景要素库、测试项目要素库、测试场地要素库，既覆盖了自动驾驶运行安全测试所需的场景要素，又对测试项目和测试场地细化分类，兼顾了场景库的全面性与实用性。同时提出通过测试项目与测试场地构建测试场景的方法，能够高度匹配场景要素库需要，解决测试场景搭设费时费力问题，支撑与促进自动驾驶汽车运行安全测试发展。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、构建测试库表：构建自动驾驶汽车运行安全测试必需的数据库表，包含测试场景要素库、测试项目要素库和测试场地要素库；

步骤S2、形成可落地测试场景：从所述测试项目要素库中选择多个待测试的运行安全测试项目，根据多个待测试的运行安全测试项目，从所述测试场地要素库中查找出与每个所述待测试的运行安全测试项目相匹配的测试场地，以生成一一对应的可落地测试场景；

步骤S3、生成测试场景序列：将多个可落地测试场景有序排列形成原始测试场景序列，并根据自动驾驶汽车实时测试情况动态调整当前测试场景序列。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述步骤S1构建测试库表，还包括如下步骤:

步骤S11、构建所述测试场景要素库，列出组成测试场景的基本单元要素，并按不同层级归类，各层级中都有若干场景要素；

步骤S12、根据所述测试场景要素库中的场景要素构建所述测试项目要素库，列出自动驾驶汽车安全驾驶能力测试大类、细分的测试小类、具体的测试项目以及与具体测试项目对应的附属标签信息，所述附属标签信息包括关键要素、要素设置要求、项目难度、项目典型性和项目评判基准；

步骤S13、根据所述测试场景要素库中的场景要素构建所述测试场地要素库，将测试场地分为若干个小区域，以区域为单位描述测试场地具备的环境及设施设备条件。

3.根据权利要求2所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述测试场景要素库包括六个场景要素层，分别为道路环境层、交通设施层、交通管控层、光照及天气层、道路交通层和道路监控与通信层；

所述道路环境层，构成道路的基本要素，根据细化程度不同，所述道路环境层中设置一级要素、二级要素、三级要素；其中一级要素为路口路段和路面形态；路口路段一级要素下设置平面交叉口、匝道、直线路段、弯道路段、坡道路段、隧道路段和其他路段二级要素，路面形态一级要素下设置单向车道数、路面材质、路表情况、路肩与缘石二级要素；各二级要素下设置具体的三级要素，其中路口路段一级要素下的平面交叉口二级要素包括十字形交叉口、T形交叉口、环形交叉口、多路交叉口三级要素；

所述交通设施层，各种交通基础设施基本要素，根据细化程度不同，交通设施层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为护栏、隔离设施和其他设施；护栏一级要素下设置波形梁护栏、其他护栏、活动护栏二级要素；隔离设施一级要素下设置绿化隔离带、隔离栏、隔离栅二级要素；其他设施一级要素下设置缓冲物、减速垄、龙门架、F形杆、停车位、加油站、新能源汽车充电设施、公交车站、水马、防撞桶二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述交通管控层，体现交通规则和管控要求的基本要素，根据细化程度不同，交通管控层中设置一级要素、二级要素和三级要素；其中一级要素为交通标志、交通标线、交通信号灯、交通警察指挥手势、临时管制设施；交通标志一级要素下设置禁令标志、警告标志、指示标志二级要素；交通标线一级要素下设置禁止标线、指示标线、警告标线、其他标线二级要素；交通信号灯一级要素下设置机动车信号灯、方向指示信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、非机动车信号灯二级要素；交通警察指挥手势一级要素下设置停止信号、直行信号、左转弯信号、左转弯待转信号、右转弯信号、变道信号、减速慢行信号、示意车辆靠边停车信号二级要素；临时管制设施一级要素下设置锥桶、机动车三角牌二级要素；本层级中交通标志、交通标线一级要素下涉及三级要素；

所述光照及天气层，与测试场景环境中照明和天气相关的基本要素，根据细化程度不同，光照及天气层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为自然光、人工照明和天气；自然光一级要素下设置清晨、日间、傍晚、夜间二级要素；人工照明一级要素下设置路灯、隧道照明二级要素；天气一级要素下设置晴、阴天、多云、雨、雪、雾二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述道路交通层，参与交通的动静态基本要素，根据细化程度不同，道路交通层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为行人、非机动车、机动车、其他运行要素；行人一级要素下设置成人、儿童二级要素；非机动车一级要素下设置自行车、人力三轮车、电动自行车二级要素；机动车一级要素下设置小型载客汽车、大型载客汽车、特殊用途车辆、载货汽车、电动三轮车、摩托车二级要素；其他运行要素一级要素下设置动物、静态障碍物、固体抛洒物二级要素；本层级不涉及三级要素；

所述道路监控与通信层，体现交通数字化智能化设施设备及功能服务系统的基本要素，根据细化程度不同，道路监控与通信层中设置一级要素和二级要素；其中一级要素为监控、网联通信、地图定位要素；监控一级要素下设置视频监控、雷达监控、车载视频监控二级要素；网联通信一级要素下设置车车通信设施、车路通信设施、车云通信设施、电子身份识别设施二级要素；地图定位一级要素下设置高精度地图、定位基站二级要素；本层级不涉及三级要素。

4.根据权利要求2所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述测试项目要素库包括三个安全驾驶能力测试大类，分别为基本驾驶能力、安全文明驾驶能力和应急避险能力；

基本驾驶能力大类，检测自动驾驶汽车上路行驶所需具备的基础能力，基本驾驶能力大类包括交通信号识别及响应、道路交通基础设施与障碍物识别及响应、行人与非机动车识别及响应、周边车辆行驶状态识别及响应四个安全驾驶能力小类，每个安全驾驶能力小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息；

安全文明驾驶能力大类，检测自动驾驶汽车在上路行驶过程中遵守交通法规及文明驾驶的能力，安全文明驾驶能力大类包括通过路口、通过路段和通过特殊区域三个小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息；

应急避险能力大类，检测自动驾驶汽车在上路行驶过程中遇到特殊情况及危险情景的应对能力，包括操作接管、自动紧急避险两个小类，每个小类下含有若干个测试项目，每个测试项目包括测试内容以及对应的附属标签信息。

5.根据权利要求4所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述测试项目对应的附属标签信息包括：

关键要素，能实现测试项目正常测试评价所需的核心场景要素，其中，掉头测试项目对应的关键要素为掉头标志和标线；

要素设置要求，核心场景要素的实际布设规则；

项目难度，自动驾驶汽车通过测试项目的难易程度，为0-5分的数值；

项目典型性，测试项目在实际公共道路交通环境中的常见程度，为0-5分的数值；

项目评判基准，测试项目的标注信息及标准轨迹内容。

6.根据权利要求2所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述测试场地要素库用于描述测试场地的内容，具体包括：

区域基础道路板块，测试场地中典型的道路板块要素；

区域内固定要素，测试场地区域内无法自由移动的静态场景要素，分为道路环境类、交通设施类、交通管控类、光照及天气类、道路交通类、道路监控与通信类6个层级；

区域内可变要素，测试场地区域内能够根据测试要求自由移动的动态场景要素，分为道路环境类、交通设施类、交通管控类、光照及天气类、道路交通类、道路监控与通信类6个层级。

7.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述步骤S2形成可落地测试场景，还包括如下步骤：

步骤S21、输入一个待测试的运行安全测试项目I；

步骤S22、读取所述待测试的运行安全测试项目I的附属标签信息；

步骤S23、输入一个待使用的测试场地区域F；

步骤S24、判断该测试场地区域F内的固定要素及可变要素是否满足该运行安全测试项目I要求的关键要素；

步骤S25、若满足，则匹配该运行安全测试项目I和测试场地区域F，形成对应的可落地测试场景S。

8.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述步骤S3生成测试场景序列，还包括如下步骤：

步骤S31、根据所述测试项目要素库的格式输入N个待测试的安全驾驶能力测试小类

步骤S32、扫描所述测试项目要素库，读取所述测试项目要素库中的所有测试项目

步骤S33、根据所述N个待测试的安全驾驶能力测试小类从所有测试项目/>中一一对应选取待测试项目/>保证选取的所有待测试项目的难度平均值小于等于项目总体难度阀值/>同时保证选取的所有待测试项目的典型性平均值大于等于项目总体典型性阀值/>

步骤S34、根据所述测试场地要素库的格式输入待测试场地区域F；

步骤S35、将各待测试项目所需的关键要素与待测试场地区域F内的固定要素和可变要素进行匹配，以形成各待测试项目/>的可选待测试区域/>

步骤S36、根据路径最短原则从所述可选待测试区域中选择目标待测试区域，将所有目标待测试区域重新排列，形成与各待测试项目/>对应的排列后待测试区域

步骤S37、将各待测试项目与排列后待测试区域/>一一进行匹配，以生成对应的多个可落地测试场景，并形成原始测试场景序列/>

步骤S38、测试开始，记录计数器i＝1，对所述原始测试场景序列中的测试场景S_i进行测试；若测试场景S_i测试通过，则开始测试场景S_i+1，当所述原始测试场景序列中的所有测试场景全部测试通过后，测试结束；若测试场景S_i测试未通过，则扫描所述测试项目要素库，从测试场景S_i对应的安全驾驶能力测试小类A_i中选取与测试场景S_i中已测试项目I_i难度相符的其他待测试项目I_i'，根据当前测试场景序列匹配待测试项目I_i'的待测试场地区域F_i'，待测试项目I_i'与待测试场地区域F_i'配对形成测试场景S_i'，并与原始测试场景序列中的其他未测试场景共同组成新的测试场景序列然后对所述新的测试场景序列/>中的测试场景依次进行测试；计数器i＝i+1，直到i＝＝N，测试结束。

9.根据权利要求8所述的一种自动驾驶汽车运行安全测试场景序列动态生成方法，其特征在于，所述步骤S35，还包括：

根据各待测试项目所需的关键要素以及所述待测试场地区域F内的固定要素和可变要素，从待测试场地区域F中选取出各待测试项目/>所属的可选待测试区域/>其中，各待测试项目/>所需的关键要素与其所属的可选待测试区域/>内的固定要素及可变要素相匹配。