自動(dòng)駕駛仿真平臺(tái)的研究論文詳細(xì)資料概述

　　電子、信息和通信技術(shù)的迅速發(fā)展（導(dǎo)致計(jì)算機(jī)、傳感器和網(wǎng)絡(luò)性能的小型化和提高）導(dǎo)致了幾種自動(dòng)車(chē)輛（AV）技術(shù)的發(fā)展［1］車(chē)輛，如汽車(chē)或卡車(chē)，其中人類(lèi)駕駛員從未被要求控制以安全操作車(chē)輛。也被稱(chēng)為自主或“無(wú)人駕駛”汽車(chē)，它們結(jié)合傳感器和軟件來(lái)控制、導(dǎo)航和駕駛汽車(chē)?！皩?duì)Thrun［3］來(lái)說(shuō)，AV是“一種無(wú)人機(jī)，能夠感知其環(huán)境并在無(wú)需人工輸入的情況下導(dǎo)航”。然而，討論自主汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)方法是交談關(guān)于汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）定義的“自動(dòng)駕駛水平”。汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）是一個(gè)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，它將汽車(chē)的自動(dòng)駕駛能力劃分為六個(gè)水平，從最基本的系統(tǒng)到100%的自動(dòng)駕駛。這些水平有助于衡量某款自主汽車(chē)的技術(shù)有多先進(jìn)。這開(kāi)辟了許多研究和發(fā)展領(lǐng)域，盡管這些領(lǐng)域最終是相互關(guān)聯(lián)的，但卻對(duì)應(yīng)著非常多樣化的領(lǐng)域。

　　在這一演變的同時(shí)，為測(cè)試視聽(tīng)功能而制定的過(guò)程和程序（功能要求和規(guī)定）也在過(guò)去幾十年中得到了發(fā)展和確立。然而，有人擔(dān)心這種技術(shù)可能產(chǎn)生的后果，特別是對(duì)人身安全、可能導(dǎo)致撞車(chē)的機(jī)械故障以及這種事故的費(fèi)用。為了保證AV的安全性和降低成本，必須對(duì)不同的場(chǎng)景進(jìn)行建模和測(cè)試。自主車(chē)輛的系統(tǒng)測(cè)試可以在仿真環(huán)境中進(jìn)行，也可以在物理環(huán)境中進(jìn)行。物理測(cè)試提供真實(shí)的測(cè)試場(chǎng)景，工程師可以使用實(shí)際的車(chē)輛而不是模型。然而，法規(guī)限制了這些車(chē)輛在城市中的使用；因此，要使用真正的AVs進(jìn)行測(cè)試，需要使用昂貴的硬件和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，這需要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。根據(jù)最近發(fā)表的報(bào)告［5，6］，不可能在合理的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行驗(yàn)證自主汽車(chē)安全性的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在這種情況下，模擬、建模和測(cè)試有可能填補(bǔ)這一空白，并使嚴(yán)格、可控和及時(shí)的評(píng)估視聽(tīng)系統(tǒng)成為可能。

　　研究界認(rèn)識(shí)到三種類(lèi)型的模擬〔7〕：實(shí)彈、虛擬和構(gòu)造（LVC），實(shí)彈模擬只是一種作戰(zhàn)測(cè)試，使用傳感器識(shí)別哪些系統(tǒng)已被模擬射擊、實(shí)彈部隊(duì)和實(shí)彈設(shè)備損壞。這是最接近實(shí)際使用的練習(xí)。虛擬仿真（“X-in-the-loop”）可以用計(jì)算機(jī)或其他人工生成的刺激來(lái)測(cè)試完整的系統(tǒng)原型。這種鍛煉是典型的發(fā)育測(cè)試。構(gòu)造性仿真是一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)用表示。因此，模擬可以從操作測(cè)試到完全由計(jì)算機(jī)生成的系統(tǒng)對(duì)多個(gè)輸入的反應(yīng)表示（即不涉及系統(tǒng)組件）。它可以用于以下幾個(gè)目的：（1）操作和開(kāi)發(fā)測(cè)試的設(shè)計(jì)和評(píng)估；（2） 模擬，考慮到系統(tǒng)聚合的級(jí)別、系統(tǒng)單個(gè)組件（例如，系統(tǒng)軟件）的建模級(jí)別或系統(tǒng)作為一個(gè)整體的建模級(jí)別，以建模一個(gè)完整的原型并建模多個(gè)系統(tǒng)交互（即雷達(dá)組件與系統(tǒng)）

　　然而，正如在第8條中所揭示的，首先要考慮的是可以通過(guò)仿真測(cè)試的特性或系統(tǒng)的類(lèi)型（見(jiàn)圖1）。在這項(xiàng)工作中，我們將注意力集中在自主車(chē)輛的感知上，提供更大的自主性和復(fù)雜性，強(qiáng)調(diào)它們的子系統(tǒng)（9）：環(huán)境感知和定位。