智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)、測(cè)試場(chǎng)景如何搭建？

要判斷智能駕駛汽車(chē)有什么樣的功能、能達(dá)到什么性能，很重要的環(huán)節(jié)就是場(chǎng)景。

一輛傳統(tǒng)燃油汽車(chē)在上市之前要經(jīng)歷殘酷的考驗(yàn)：整車(chē)可靠耐久性測(cè)試、整車(chē)排放耐久性和極端環(huán)境耐久性測(cè)試。

如今，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的研發(fā)方興未艾。除了傳統(tǒng)汽車(chē)的“考試科目”之外，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)要想真正飛入尋常百姓家，必須在更為復(fù)雜的場(chǎng)景中完成技術(shù)考核。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)、測(cè)試場(chǎng)景如何搭建？

在第五屆智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)年會(huì)（CICV 2018）上，北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)鄧偉文教授就“面向智能駕駛的場(chǎng)景構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)”話題進(jìn)行了主題演講。

北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng) 鄧偉文教授

惡劣工況下的評(píng)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

汽車(chē)的行駛環(huán)境極其復(fù)雜，無(wú)限豐富，里面包括行駛、交通等等，通過(guò)低成本的傳感，它的誤差、噪聲、干擾不完整性帶來(lái)了對(duì)于環(huán)境的高度不確定性。

因?yàn)?，鄧偉文認(rèn)為，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)很重要的挑戰(zhàn)，就在復(fù)雜環(huán)境底下，惡劣工況底下、危險(xiǎn)的條件底下，怎么來(lái)開(kāi)發(fā)、測(cè)試和評(píng)價(jià)這個(gè)系統(tǒng)。

“場(chǎng)景是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)品定義與質(zhì)量保障的關(guān)鍵?！编噦ノ恼f(shuō)， 從自動(dòng)駕駛來(lái)講，對(duì)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，形成產(chǎn)品，最終要判斷智能駕駛有什么樣的功能和達(dá)到什么性能，中間很重要的環(huán)節(jié)就是場(chǎng)景。

鄧偉文表示，自動(dòng)駕駛常講的自動(dòng)避撞、巡航、換道、泊車(chē)、人機(jī)交互能力等?！斑@些能力我們希望通過(guò)場(chǎng)景的量化，對(duì)于這些能力進(jìn)行量化，為相關(guān)產(chǎn)品真正上路做好鋪墊。”

如何構(gòu)建智能汽車(chē)的場(chǎng)景搭建？

在鄧偉文看來(lái)，場(chǎng)景的研究歸納成幾個(gè)方面，一是場(chǎng)景的定義與架構(gòu)的研究，場(chǎng)景及其場(chǎng)景庫(kù)的構(gòu)建，有了這個(gè)定義架構(gòu)之后，怎么構(gòu)建這個(gè)場(chǎng)景。最后就是基于場(chǎng)景庫(kù)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，構(gòu)成場(chǎng)景研究的幾個(gè)關(guān)鍵的方面。

從層次架構(gòu)上來(lái)講，最底層部分的就是道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有靜態(tài)的物體，像障礙物、車(chē)道線等等，還有上面的交通流，特別是氣象，這上面是動(dòng)態(tài)情景，構(gòu)成了場(chǎng)景的層次結(jié)構(gòu)。

“場(chǎng)景是行駛場(chǎng)合和駕駛情景的組合，它能深刻的受環(huán)境的影響，比如道路、交通、天氣、光照等因素，構(gòu)成了整個(gè)場(chǎng)景的概念?！编噦ノ恼f(shuō)。

另外一方面，從場(chǎng)景架構(gòu)來(lái)看，有不同的行駛場(chǎng)合，像高速公路，鄉(xiāng)村道路，城市工況，機(jī)場(chǎng)、碼頭、封閉園區(qū)等。鄧偉文說(shuō)：“在這個(gè)環(huán)境下，怎么駕駛、駕駛?cè)蝿?wù)、駕駛速度、駕駛的模式一起構(gòu)成了整個(gè)場(chǎng)景的三維的架構(gòu)?！?/p>

數(shù)字虛擬場(chǎng)景可以彌補(bǔ)場(chǎng)景庫(kù)局限性

場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)需要數(shù)百億的里程數(shù)來(lái)測(cè)試，所以場(chǎng)景的數(shù)量從公里數(shù)的角度來(lái)講是巨大的，一部分來(lái)自于事故的重構(gòu)，封閉場(chǎng)地，開(kāi)放道路各自有特點(diǎn)，比如開(kāi)放道路很好的能夠體現(xiàn)出隨機(jī)性、復(fù)雜性、典型性區(qū)域特點(diǎn)出來(lái)。

“但場(chǎng)景同樣有局限性?！编噦ノ恼J(rèn)為不僅有數(shù)量上的局限。還有內(nèi)容上的局限，包括危險(xiǎn)的、機(jī)械的場(chǎng)景?！皹?biāo)注的困難，人工數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)標(biāo)注都是問(wèn)題?！?/p>

因此，數(shù)字系統(tǒng)模擬的場(chǎng)景可以彌補(bǔ)未知危險(xiǎn)極限的場(chǎng)景。鄧偉文說(shuō)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)也將構(gòu)成場(chǎng)景庫(kù)里的重要組成部分。

鄧偉文列舉了數(shù)字虛擬場(chǎng)景構(gòu)建的一些實(shí)例，包括不同天氣，不同光照，交通等，還包括通過(guò)航拍采集數(shù)字地圖，進(jìn)行虛擬場(chǎng)景構(gòu)建的一個(gè)情景。

“通過(guò)虛擬樣本訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)的模型，用真實(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訓(xùn)練，通過(guò)我們采集的道路數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的算法訓(xùn)練，可以看到兩個(gè)結(jié)果高度一致?！编噦ノ恼f(shuō)。