淺析專(zhuān)用汽車(chē)自動(dòng)駕駛的整車(chē)評(píng)價(jià)測(cè)試方向

中汽研檢測(cè)中心（武漢）有限公司 邵駿 何子燚

隨著人民生活水平的不斷提高，購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)的人也越來(lái)越多，隨之而來(lái)的交通擁堵、道路安全及環(huán)境污染等系列問(wèn)題日益嚴(yán)峻，自動(dòng)駕駛汽車(chē)是解決上述社會(huì)問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)手段之一。自動(dòng)駕駛汽車(chē)的測(cè)試承擔(dān)著智能化、網(wǎng)聯(lián)化等技術(shù)以及云、管、端多方面的技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，對(duì)技術(shù)迭代、功能安全性的驗(yàn)證、應(yīng)用示范，以及未來(lái)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、監(jiān)管等方面的探索具有重要意義。

自動(dòng)駕駛在專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用

自動(dòng)駕駛在專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。自動(dòng)駕駛專(zhuān)用車(chē)在減少事故發(fā)生率、提高道路及汽車(chē)運(yùn)輸效率等方面有著巨大優(yōu)勢(shì)。

受法律法規(guī)、道路環(huán)境復(fù)雜性的影響，目前封閉環(huán)境及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)景更適合自動(dòng)駕駛汽車(chē)的應(yīng)用。以下列舉幾種應(yīng)用場(chǎng)景。

1、港口：港口環(huán)境相對(duì)封閉且基本處于24h運(yùn)轉(zhuǎn)，工作強(qiáng)度較大，沿海環(huán)境惡劣，集裝箱裝卸存在安全隱患等問(wèn)題，最為適合發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車(chē)。如已建成的洋山港四期，已成為全球最大的自動(dòng)化碼頭。

2、城市清潔：城市清潔車(chē)輛行駛路線(xiàn)相對(duì)固定，行駛速度慢，而且大多數(shù)是在凌晨時(shí)進(jìn)行，道路環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單。

3、礦區(qū)：礦山環(huán)境惡劣，工作內(nèi)容單一，路線(xiàn)固定，危險(xiǎn)性高，而且礦山車(chē)輛比較特殊，對(duì)駕駛員要求較高。

4、高速公路物流：中長(zhǎng)高速運(yùn)輸存在時(shí)間長(zhǎng)、距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，駕駛員容易疲勞。如果在運(yùn)輸車(chē)隊(duì)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編隊(duì)行駛，將節(jié)省大量燃油。而且物流車(chē)輛可以實(shí)現(xiàn)全天運(yùn)行，大大提高物流效率。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展的幾個(gè)階段

2014年，SAE International（國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)）制訂了一套自動(dòng)駕駛汽車(chē)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，SAE將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為L(zhǎng)0～L5共六個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表1）。L0代表沒(méi)有自動(dòng)駕駛加入的傳統(tǒng)人類(lèi)駕駛，L1～L5則隨自動(dòng)駕駛的成熟程度進(jìn)行了分級(jí)。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)的測(cè)試內(nèi)容

1.基礎(chǔ)性能測(cè)試

自動(dòng)駕駛汽車(chē)也是汽車(chē)，必須具備正常的前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎、后退等駕駛功能。另外，需重點(diǎn)測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)的響應(yīng)時(shí)間、運(yùn)行效率等指標(biāo)，如對(duì)障礙物的識(shí)別時(shí)間、剎車(chē)的反應(yīng)時(shí)間、通過(guò)路口的效率、轉(zhuǎn)彎時(shí)的路線(xiàn)選擇等，目前我國(guó)已出臺(tái)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)自動(dòng)駕駛功能測(cè)試規(guī)程》（表2）統(tǒng)一了測(cè)試場(chǎng)景、測(cè)試規(guī)程及通過(guò)條件。

2.功能缺陷測(cè)試

自動(dòng)駕駛汽車(chē)功能缺陷指的是，在整車(chē)及系統(tǒng)部件不存在故障的情況下，由于復(fù)雜環(huán)境對(duì)傳感器的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)做出錯(cuò)誤判斷并執(zhí)行錯(cuò)誤的操作的缺陷，在此搜集梳理出自動(dòng)駕駛汽車(chē)傳感器以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

a.毫米波雷達(dá)對(duì)靜止目標(biāo)物以及區(qū)分目標(biāo)物存在分辨問(wèn)題；

b.機(jī)器視覺(jué)存在惡劣天氣光照干擾及探測(cè)目標(biāo)的位置和速度精度問(wèn)題；

c.V2X通信存在丟包、延遲、可靠性以及高密度建筑物干擾等問(wèn)題；

d.激光雷達(dá)存在探測(cè)距離小，惡劣天氣干擾等問(wèn)題；

e.高精度定位系統(tǒng)存在受隧道、天氣、高密度建筑物干擾問(wèn)題；

而且自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的一些工況通過(guò)人類(lèi)歷史事故庫(kù)獲得是不可靠的，需要構(gòu)建自動(dòng)駕駛的實(shí)際道路測(cè)試獲得獨(dú)特危險(xiǎn)場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)，才能從根本上解決自動(dòng)駕駛安全問(wèn)題。

3.信息安全測(cè)試

2017年上映的影片《速度與激情8》中有這么一個(gè)片段：“黑客”通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接管了指定區(qū)域所有汽車(chē)的控制權(quán)，通過(guò)程序?yàn)檐?chē)輛設(shè)定駕駛方式，在街道上出現(xiàn)了“萬(wàn)馬奔騰”的壯觀場(chǎng)景。

表1 自動(dòng)駕駛汽車(chē)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)自動(dòng)駕駛功能檢測(cè)項(xiàng)目及測(cè)試場(chǎng)景

自動(dòng)駕駛汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由車(chē)內(nèi)網(wǎng)、車(chē)云網(wǎng)、車(chē)際網(wǎng)構(gòu)成，主要產(chǎn)生安全威脅的有ECU和控制系統(tǒng)的安全、車(chē)與云端的數(shù)據(jù)傳輸安全、嵌入式安全、傳感器安全、無(wú)線(xiàn)安全、人工智能算法安全等。因此不僅要對(duì)車(chē)輛本身安全性進(jìn)行測(cè)試，還要重點(diǎn)關(guān)注車(chē)輛與外界通信時(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，以及當(dāng)被攻擊后及時(shí)響應(yīng)與處理能力。

4.決策能力測(cè)試

從目前的技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的決策能力還存在明顯的不足，決策能力決定了自動(dòng)駕駛汽車(chē)是否能真正實(shí)現(xiàn)智能化、人類(lèi)能否相信自動(dòng)駕駛技術(shù)可靠性的絕對(duì)基礎(chǔ)。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)決策能力的測(cè)試往往需要通過(guò)大量數(shù)據(jù)的收集，建立完善的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)，目前比較有效的方法是基于實(shí)車(chē)在環(huán)（VIL）的駕駛輔助系統(tǒng)測(cè)試。VIL是指將ADAS系統(tǒng)集成到真實(shí)車(chē)輛中，并通過(guò)實(shí)時(shí)仿真機(jī)及仿真軟件模擬道路、交通場(chǎng)景以及傳感器信號(hào)，從而構(gòu)成完整測(cè)試環(huán)境的方法，可實(shí)現(xiàn)ADAS功能驗(yàn)證、各場(chǎng)景仿真測(cè)試、與整車(chē)相關(guān)電控系統(tǒng)的匹配及集成測(cè)試。與傳統(tǒng)的硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試相比，VIL由于用真實(shí)車(chē)輛替代了車(chē)輛模型，從而很大程度上提高了被測(cè)控制器性能測(cè)試結(jié)果的精確度；與實(shí)車(chē)測(cè)試相比，由于將實(shí)現(xiàn)復(fù)雜且難以復(fù)現(xiàn)的交通場(chǎng)景用仿真的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以快速地建立各種測(cè)試工況。

5.交通融洽

未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)必定摒棄堆疊傳感器的技術(shù)路線(xiàn)，從而轉(zhuǎn)向車(chē)路協(xié)同的技術(shù)路線(xiàn)，在此技術(shù)路線(xiàn)下，汽車(chē)將與城市道路系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、車(chē)與車(chē)、車(chē)與人、車(chē)與云端等進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享。此時(shí)將需要高帶寬、超低延遲、高可靠性的通信技術(shù)（V2X）支撐，基于通信技術(shù)能力的測(cè)試也至關(guān)重要。

V2X測(cè)試主要包括四類(lèi)場(chǎng)景，分別為汽車(chē)與汽車(chē)（V2V）、汽車(chē)與網(wǎng)絡(luò)（V2N）、汽車(chē)與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、汽車(chē)與行人（V2P）。V2X測(cè)試一般會(huì)經(jīng)過(guò)通信設(shè)備廠商和汽車(chē)主機(jī)廠商的測(cè)試，主機(jī)廠將搭載車(chē)載單元（OBU）的汽車(chē)和測(cè)試區(qū)裝有路側(cè)單元的通信模塊（RSU）進(jìn)行多種場(chǎng)景下通信測(cè)試，以驗(yàn)證V2X應(yīng)用的功能和性能。由于各種測(cè)試安全尚未得到認(rèn)可，所以大量試驗(yàn)驗(yàn)證需要在封閉測(cè)試區(qū)進(jìn)行，搭建各種V2X測(cè)試場(chǎng)景的需求是封閉區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)之一。

結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，在自動(dòng)駕駛的一些關(guān)鍵難點(diǎn)也會(huì)隨之解決。而由于場(chǎng)景限制商用車(chē)自動(dòng)駕駛必定先于乘用車(chē)落地。現(xiàn)階段國(guó)家大力推行5G建設(shè)從另一方面加速了自動(dòng)駕駛汽車(chē)的相關(guān)研究。自動(dòng)駕駛測(cè)試對(duì)于驗(yàn)證自動(dòng)駕駛汽車(chē)在道路上行駛時(shí)是否安全至關(guān)重要。