智能网联汽车自动驾驶测试方案

任振彬 郭长春 滕建锴

摘要：自动驾驶技术是未来交通发展的重要方向，自动驾驶汽车测试技术是对自动驾驶的可靠性、安全性及驾驶环境等方面做出全面客观的评价。本文简要概述了智能网联汽车的发展现状，包括系统组成、技术分级及常用的测试方法，且针对智能驾驶辅助系统（L2级以下）从封闭场地测试和开放道路两个维度进行了介绍，对自动驾驶测试（L3 级以上）则从仿真测试、封闭场地测试和开放道路测试进行了介绍。

关键词：自动驾驶测试技术；智能驾驶辅助系统；仿真测试；封闭场地测试；开放道路测试

中图分类号：U471 DOI ：10.20042/j.cnki.1009-4903.2024.01.004

0 引言

随着全球能源短缺、环境污染、传统汽车交通拥堵以及安全事故等问题的日益突出，汽车产业正面临着迫切的转型升级需求。因此，各国纷纷将智能网联汽车视为重要的发展方向，各大互联网公司和传统汽车制造业也积极投入自动驾驶汽车技术的研发，推动智能网联汽车产品的落地应用[1]。

据美国IEEE 预测，到2040 年，全球将有75% 的新款汽车采用自动驾驶技术。预计到2050 年，自动驾驶技术的应用有望使污染物排放降低50%，道路交通伤亡率接近零。此外，自动驾驶汽车行业的蓬勃发展预计将带来大约7 万亿美元的年产值[2]。

1 智能网联汽车组成

智能网联汽车由环境感知系统、智能决策系统以及控制执行系统组成[3]

环境感知系统通过车载传感器（ 如毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、智能摄像头等）、全球导航定位系统以及4G/5G和V2X 无线通讯技术，实现对车辆周围环境的全面认知。

智能决策系统则类似于人脑，负责将感知系统获取的环境信息进行融合处理，并输出控制指令給控制系统。

控制执行系统则根据这些指令操控车辆，保障汽车的安全行驶及舒适驾驶。

2 智能网联汽车测试方法

目前，智能网联汽车测试方法主要有虚拟仿真测试和实车测试。虚拟仿真测试包括软件在环测试、硬件在环测试和整车在环测试等；实车测试包括封闭场地测试和开放道路测试。

3 ADAS（L2 级以下） 系统测试及典型系统测试解决方案

目前针对车辆ADAS（L2 级以下） 系统的测试主要采用封闭场地测试和道路测试的方法。封闭场地测试主要进行系统的人机交互、功能逻辑及性能试验；道路测试主要在开放道路进行，通过采集车辆的姿态信息、速度信息、CAN 总线信号及车身发出的其他信号，分析试验数据，对车辆的辅助驾驶系统进行交通环境适应性综合测试。

3.1 封闭场地测试

（1） 拥堵辅助驾驶系统（TJA） 测试。

TJA 测试主要从人机交互、功能逻辑及系统性能方面开展，其中性能测试主要考察车辆的跟车性能和跟线性能。TJA 测试框图如图1 所示。

（2） 自适应巡航控制系统（ACC） 测试。

ACC 测试主要从人机交互、功能逻辑及系统性能方面开展，主要考察车辆的加减速性能、速度稳定性及行驶舒适性。

3.2 道路测试

道路测试按照辅助泊车、辅助安全、辅助行车3 大类系统进行测试。其中自动泊车辅助系统（APA） 主要以寻找大量不同停车位的车位搜索能力、泊车能力、操作逻辑进行测试；辅助安全类系统FCW、AEB 系统以测试传感器性能为主；辅助行车类系统覆盖基本功能、设计逻辑、环境适应性等测试。

4 自动驾驶系统（L3 级以上） 测试及典型系统测试解决方案

现阶段自动驾驶行业中将测试方法分为3 类：仿真测试（ 含驾驶模拟器测试）、封闭场地测试和开放道路测试。

仿真测试（ 含驾驶模拟器测试） 通过搭建自动驾驶仿真平台，借助传感器模拟器和仿真工具，在虚拟环境中进行整车、系统及零部件试验。仿真测试主要有模型在环测试、软件在环测试、硬件在环测试和车辆在环测试。

封闭场地测试在保证车辆行为安全且无任何交通流干扰的情况下，通过还原易复现的典型交通场景，测试自动驾驶系统的基本功能。

开放道路测试则是让车辆处于真实交通流下的随机未知场景中，是自动驾驶测试的最终评价过程，其测试成本高，耗时长，具有一定的风险性（ 真实车辆、真实目标、场景无限、场景不可控）。

4.1 虚拟仿真测试

通过搭建硬件在环环境，将车辆模型、环境模型和软件二次开发场景进行整合，硬件在环平台搭建各类实时系统，实现虚拟场景与真实传感器的结合，开展零部件级、系统级和整车级的传感器测试、控制器测试、通信设备测试以及主观评价测试。传感器测试包括摄像头测试、毫米波雷达测试、激光雷达测试等；控制器测试包括ADAS 控制器、自动驾驶控制器、底盘动力学控制器等不同类型的控制器测试；通信设备测试主要包括V2X 通信设备的功能级测试；主观评价测试主要是指ADAS 系统、自动驾驶系统、V2X 系统等的主观测试评价。

4.2 封闭场地测试

封闭场地测试包括真实交通场景中易复现的典型场景，在保证测试场景覆盖完全的前提下，尽可能将更多的自动驾驶基础功能纳入到测试项目中。

4.3 开放道路测试

自动驾驶开放道路测试主要分为交通拥堵领航（ TJP） 功能测试和高速功能领航（HWP） 功能测试两大类。TJP 功能测试是测试评价自动驾驶汽车在高速、类高速道路中低速拥堵路段的表现，而HWP 功能测试则是测试车辆在高速路段中跟车、避让、标志识别等功能特性。

5 总结与展望

随着智能网联汽车技术的迅猛发展，如何进行测试已成为业界公认的难题，也是技术发展中亟待解决的问题。特别是在我国，道路工况更为复杂多样，如何确保智能网联汽车的安全性，并验证自动驾驶系统的可靠性、稳定性及合理性，已成为我们重点研究和关注的问题。与此同时，我们也期望国家能进一步推动智能网联汽车的发展，在更多地区开放自动驾驶道路测试路段，并不断完善自动驾驶测试体系。

参考文献

[1] 崔胜民，俞天一，王赵辉.智能网联汽车先进驾驶辅助系统关键技术.化学工业出版社，2019.

[2]中国汽车工程学会，天津智能网联汽车产业研究院中国智能网联汽车产业发展报告（2018）[M].北京：社会科学文献出版社，2018.

[3] 中国电子信息产业发展研究院.智能网联汽车测试与评价技术.人民邮电出版社，2017.