浅析专用汽车自动驾驶的整车评价测试方向

2020-06-28中汽研检测中心武汉有限公司邵骏何子燚

专用汽车 2020年6期

中汽研检测中心（武汉）有限公司邵骏何子燚

随着人民生活水平的不断提高，购买汽车的人也越来越多，随之而来的交通拥堵、道路安全及环境污染等系列问题日益严峻，自动驾驶汽车是解决上述社会问题的关键技术手段之一。自动驾驶汽车的测试承担着智能化、网联化等技术以及云、管、端多方面的技术研究和产品开发，对技术迭代、功能安全性的验证、应用示范，以及未来产品标准、法规、监管等方面的探索具有重要意义。

自动驾驶在专用车领域的应用

自动驾驶在专用车领域的应用越来越广泛，自动驾驶已经成为专用车领域发展的必然趋势。自动驾驶专用车在减少事故发生率、提高道路及汽车运输效率等方面有着巨大优势。

受法律法规、道路环境复杂性的影响，目前封闭环境及点对点运输等场景更适合自动驾驶汽车的应用。以下列举几种应用场景。

1、港口：港口环境相对封闭且基本处于24h运转，工作强度较大，沿海环境恶劣，集装箱装卸存在安全隐患等问题，最为适合发展自动驾驶汽车。如已建成的洋山港四期，已成为全球最大的自动化码头。

2、城市清洁：城市清洁车辆行驶路线相对固定，行驶速度慢，而且大多数是在凌晨时进行，道路环境相对简单。

3、矿区：矿山环境恶劣，工作内容单一，路线固定，危险性高，而且矿山车辆比较特殊，对驾驶员要求较高。

4、高速公路物流：中长高速运输存在时间长、距离长等特点，驾驶员容易疲劳。如果在运输车队中实现自动编队行驶，将节省大量燃油。而且物流车辆可以实现全天运行，大大提高物流效率。

自动驾驶汽车发展的几个阶段

2014年，SAE International（国际汽车工程师协会）制订了一套自动驾驶汽车分级标准，SAE将自动驾驶技术分为L0～L5共六个等级（见表1）。L0代表没有自动驾驶加入的传统人类驾驶，L1～L5则随自动驾驶的成熟程度进行了分级。

自动驾驶汽车的测试内容

1.基础性能测试

自动驾驶汽车也是汽车，必须具备正常的前进、转弯、后退等驾驶功能。另外，需重点测试自动驾驶汽车的响应时间、运行效率等指标，如对障碍物的识别时间、刹车的反应时间、通过路口的效率、转弯时的路线选择等，目前我国已出台《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程》（表2）统一了测试场景、测试规程及通过条件。

2.功能缺陷测试

自动驾驶汽车功能缺陷指的是，在整车及系统部件不存在故障的情况下，由于复杂环境对传感器的影响，导致系统做出错误判断并执行错误的操作的缺陷，在此搜集梳理出自动驾驶汽车传感器以下几个缺点：

a.毫米波雷达对静止目标物以及区分目标物存在分辨问题；

b.机器视觉存在恶劣天气光照干扰及探测目标的位置和速度精度问题；

c.V2X通信存在丢包、延迟、可靠性以及高密度建筑物干扰等问题；

d.激光雷达存在探测距离小，恶劣天气干扰等问题；

e.高精度定位系统存在受隧道、天气、高密度建筑物干扰问题；

而且自动驾驶系统的一些工况通过人类历史事故库获得是不可靠的，需要构建自动驾驶的实际道路测试获得独特危险场景数据库，才能从根本上解决自动驾驶安全问题。

3.信息安全测试

2017年上映的影片《速度与激情8》中有这么一个片段：“黑客”通过网络接管了指定区域所有汽车的控制权，通过程序为车辆设定驾驶方式，在街道上出现了“万马奔腾”的壮观场景。

表1 自动驾驶汽车分级标准

表2 智能网联汽车自动驾驶功能检测项目及测试场景

自动驾驶汽车的网络结构主要由车内网、车云网、车际网构成，主要产生安全威胁的有ECU和控制系统的安全、车与云端的数据传输安全、嵌入式安全、传感器安全、无线安全、人工智能算法安全等。因此不仅要对车辆本身安全性进行测试，还要重点关注车辆与外界通信时的网络安全风险，以及当被攻击后及时响应与处理能力。

4.决策能力测试

从目前的技术发展情况来看，自动驾驶汽车的决策能力还存在明显的不足，决策能力决定了自动驾驶汽车是否能真正实现智能化、人类能否相信自动驾驶技术可靠性的绝对基础。

自动驾驶汽车决策能力的测试往往需要通过大量数据的收集，建立完善的场景数据库，目前比较有效的方法是基于实车在环（VIL）的驾驶辅助系统测试。VIL是指将ADAS系统集成到真实车辆中，并通过实时仿真机及仿真软件模拟道路、交通场景以及传感器信号，从而构成完整测试环境的方法，可实现ADAS功能验证、各场景仿真测试、与整车相关电控系统的匹配及集成测试。与传统的硬件在环（HIL）测试相比，VIL由于用真实车辆替代了车辆模型，从而很大程度上提高了被测控制器性能测试结果的精确度；与实车测试相比，由于将实现复杂且难以复现的交通场景用仿真的方式来实现，可以快速地建立各种测试工况。

5.交通融洽

未来自动驾驶汽车必定摒弃堆叠传感器的技术路线，从而转向车路协同的技术路线，在此技术路线下，汽车将与城市道路系统、信号系统、车与车、车与人、车与云端等进行互联，实现信息实时共享。此时将需要高带宽、超低延迟、高可靠性的通信技术（V2X）支撑，基于通信技术能力的测试也至关重要。

V2X测试主要包括四类场景，分别为汽车与汽车（V2V）、汽车与网络（V2N）、汽车与基础设施（V2I）、汽车与行人（V2P）。V2X测试一般会经过通信设备厂商和汽车主机厂商的测试，主机厂将搭载车载单元（OBU）的汽车和测试区装有路侧单元的通信模块（RSU）进行多种场景下通信测试，以验证V2X应用的功能和性能。由于各种测试安全尚未得到认可，所以大量试验验证需要在封闭测试区进行，搭建各种V2X测试场景的需求是封闭区建设的重点之一。