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CATARC中汽中心 |自动驾驶电动汽车测试与评价技术

2021-11-18 18:59:24·  来源：CATARC中汽中心  
　
2020年以来，中汽中心深化科研体制机制改革，积极担当国资央企的科技创新国家队责任，面向国家战略和汽车强国建设需求，不断完善科研管理体系，加强科技攻关力度
2020年以来，中汽中心深化科研体制机制改革，积极担当国资央企的科技创新国家队责任，面向国家战略和汽车强国建设需求，不断完善科研管理体系，加强科技攻关力度，聚焦行业“卡脖子”技术领域，迅速部署开展一系列科研攻关任务，目前在研79项国家级科研项目，解决了一批行业共性技术难题，产生了一批具有代表性的科研成果，体现了中心“引领汽车行业进步，支撑汽车强国建设”的使命担当。

-自动驾驶电动汽车测试与评价技术-

本项目是2018年度“新能源汽车”重点专项共性关键技术类项目，项目目标是针对自动驾驶电动汽车（Automated Electric Vehicle，以下简称AEV）系统级、整车级硬件在环仿真测试及场地测试需求和AEV行驶环境复杂度、任务复杂度、人工干预度、驾驶智能度等评价需求，以AEV测试与评价所涉及的基础理论及关键共性问题为研究重点，着力解决“人-车-环境-任务”复杂系统高度不确定性条件下AEV多维度评价的关键科学问题。
围绕预期目标，项目研究过程中将研究内容分解为理论研究、测试场景数据库构建、模拟仿真测试、封闭场地测试和测试评价体系构建五个方面。分设5个课题开展，如图1。


● 图1 项目整体组成

- 研究成果 -

一、提出自动驾驶汽车评价理论框架及多维评价方法

在多维评价方法的研究中，提出了评价理论框架并构建了多维评价方法。开创性地提出“本体-空间-时间”三维度的评价体系。针对高等级自动驾驶汽车的测试场景和测试任务难以穷尽的挑战，创新性地提出“环境-任务”复杂度二维测试条件的评价方法，从而和三维评价体系共同构成了以“输入-输出双评价”为基本逻辑的评价理论框架，如图2。且该套测试评价方法应用于百度无人驾驶技术研发过程中，支撑百度实现其自动驾驶汽车在路测中平均接管间隔里程排名世界第一（1.8万英里）的成绩，超过谷歌的1.3万英里，达到了国际领先水平。


● 图2 “输入-输出双评价”评价理论框架

二、构建适用于我国国情的AEV测试场景数据库系统

构建了自动驾驶场景数据库，包含高速公路、城市道路、国省道路、乡村道路等道路类型的AEV测试场景。本项目突破测试场景需求分析、分类、采集及特征提取理论，创新构建覆盖我国典型道路环境、典型道路类型、典型天气及光照条件、典型交通流环境的AEV测试场景数据库系统。并支撑了自动驾驶测试场景国际标准制定及国内多项行标、团标的制定工作。

三、构建虚拟测试平台与硬件在环测试平台

项目建立了虚拟测试平台、环境感知-决策规划-控制执行多物理系统硬件在环测试平台和车辆在环测试平台，如下图3.4.5，形成了完整的自动驾驶电动汽车仿真测试工具链，提出了基于测试案例动态自适应随机生成的自动测试技术和基于危险场景强化生成的加速测试技术，牵头制定了我国AEV仿真测试团体标准一项。


● 图3 毫米波雷达在环测试试验台实物


● 图4 相机在环测试试验台实物


● 图5 决策规划系统在环测试平台实物

四、构建完成信息安全及预期功能安全测试平台

在信息安全测试平台方面，基于信息安全风险评估理论和测试方法，研究设计了AEV信息安全风险评估软件。包含1000条经过权威机构验证的漏洞数据库，开展了10款车型的信息安全测试。提出一套AEV信息安全的风险评估模型。
在预期功能安全测试平台方面，针对AEV预期功能安全风险评估方法，项目创新性构建了AEV预期功能安全风险评估模型，能够对4类以上主要风险源进行识别和评估。

五、形成“道路-气象-信息”多要素融合的AEV封闭测试环境柔性构建方法

封闭测试环境方面，完成了AEV柔性测试场地构建、规模化自动驾驶封闭测试道路环境集群建设、封闭测试环境模拟气象系统构建及基于V2X的网络化智能路侧系统集成与优化等核心方法与关键技术的研究，形成了融合“道路-气象-信息”多要素的AEV柔性封闭测试环境构建方法体系。
在气象模拟方面，完成了面向AEV测试的多模式气象模拟构建，如图6。


● 图6 气象模拟环境设计方案

在基于V2X的网络化智能路侧系统集成与优化方面，实现了面向AEV测试的V2X网络化智能路侧系统集成应用。如图7。


● 图7 AEV感知与决策系统场地测试平台

针对封闭测试场地下AEV系统级及整车级测试的安全性、可靠性需求，研制了AEV测试专用低速目标移动平台、高速移动交通目标模拟试验系统，如图8。


● 图8 各类交通目标模拟系统

六、完成AEV测试评价体系构建及相应国家标准编制

项目在对安全、舒适、能效的评价内容及指标的研究基础上，结合智能度的评价研究，提出了自动驾驶电动汽车测试评价指标体系，如图9。根据评价指标体系，完成了自动驾驶电动汽车的测试评价方法，并进行了试验验证。


● 图9 自动驾驶电动汽车测试评价指标体系

项目整体制订了相应国家标准14项，团体标准1项。其中测试场景类标准1项、整车级测试评价标准5项、驾驶自动化测试评价标准1项、驾驶自动化等级划分测试评价标准1项、环境感知、决策规划、控制执行等系统级测试方法标准3项、信息安全类测试评价标准2项、功能安全类测试评价标准1项。

- 社会经济效益 -

项目提出的面向中国开放复杂道路交通环境的自动驾驶汽车多维测试评价方法填补了针对高等级自动驾驶汽车智能性评价的空白。将有效助推自动驾驶汽车安全测试，助力研发、测试、示范、运行等产业发展需求。
此外在本项目的支撑下共完成了国内6个封闭测试场地的构建，获得了国家交通运输部、国家工业和信息化部、国家市场监督管理总局等单位组织认定或批复，如图10，已成为国内承担自动驾驶/智能网联汽车封闭场地测试的重要公共基础平台。


● 图10 获批相关测试基地

文字：张志强
图片：项目团队提供
编辑：高昂 李建树
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