一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法技术

本发明专利技术涉及一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，包括自动驾驶技术测试场景需求收集、功能区块划分、测试场景匹配、待规划道路要素提取、分层分区规划、综合评价选优等步骤。与现有技术相比，本发明专利技术提供的面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，以测试场的场地边界、自动驾驶测试场景需求为输入，能够获得自动驾驶汽车封闭测试场道路的规划方案，从而避免规划过程中过于依赖主观经验调整。

A Closed Test Site Planning Method for Automatic Driving Vehicle Testing

The invention relates to a closed test field planning method for automatic driving vehicle testing, which includes the steps of automatic driving technology test scenario requirement collection, functional block division, test scenario matching, road element extraction to be planned, hierarchical zoning planning, comprehensive evaluation and optimization, etc. Compared with the existing technology, the closed test field planning method for the automatic driving vehicle test provided by the invention takes the field boundary of the test field and the demand of the automatic driving test scene as input, and can obtain the planning scheme of the closed road test field of the automatic driving vehicle, thereby avoiding too much reliance on subjective experience adjustment in the planning process.

【技术实现步骤摘要】
一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法
本专利技术涉及自动驾驶车辆测试场规划与优化
，尤其是涉及一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法。
技术介绍
在自动驾驶技术的开发过程中需要进行大量的测试、评价和验证工作，在此过程中一方面需要模拟复现真实生活中的各种典型应用场景；另一方面，要求测试场景可控、可重复，测试安全性高、且测试结果可测量。传统专注于车辆动力性和疲劳耐久性测试的试验场不能很好满足自动驾驶测试对环境模拟的需求，而开放道路测试具有大量不确定性，只有安全性和可靠性被充分证明的自动驾驶汽车才能够进入开放道路进行测试，因此有必要重新建设具有特殊设备和基础设施的专用封闭测试场，用于自动驾驶汽车上路前的测试验证工作。但目前尚未发现面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，以测试场的场地边界、自动驾驶测试场景需求为输入，能够获得自动驾驶汽车封闭测试场道路的规划方案，从而避免规划过程中过于依赖主观经验调整。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：步骤1：从政府部门、自动驾驶相关企业、科研机构收集自动驾驶技术测试场景需求基本数据，得到测试场景需求表；步骤2：确定测试场功能区块划分集合B{B1，B2，…，Bn}及在每个功能区块对应部署的测试场景集合S’{S1’，S2’，…，Sn’}；步骤3：对于任意的1≤i≤n，从测试场景子集合Si’中提取出道路要素，并量化道路要素的尺寸要求，获得功能区块子集合Bi中需要包含的待规划道路要素子集合Ai’，n和i均为自然数。步骤4：对于任意的1≤i≤n，根据待规划道路要素子集合Ai’确定功能区块子集合Bi内及区块间道路要素规划的可行规划方案；步骤5：利用综合评价模型从可行规划方案中优选出最优方案。在步骤1中，所述获得测试场景需求表的具体方法为：收集多个来源的自动驾驶测试场景需求基本数据，包括：ADAS标准法规的测试场景需求、企业研发单位提出的测试场景需求、科学研究项目提出的测试场景需求、基于大规模自然驾驶采集数据提取的测试场景需求、基于中国交通事故数据库提取的测试场景需求，收集测试场景集合记为S{S1，S2，…，Sm}，m为测试场景数目。在步骤2中，所述确定测试场功能区块划分以及对应测试场景集合S’的具体方法为：步骤2.1基于各功能区块的重要性程度和特殊性程度，确定功能区块的规划优先级；步骤2.2结合测试场的面积及地形特点，按照功能区块的规划优先级确定测试场中功能区块划分的广度及深度，从而确定测试场中功能区块的层次划分并得出测试场功能区块划分集合B{B1，B2，…，Bn}。步骤2.3根据测试场景的要素特征确定测试场景与功能区块的映射关系g：S→B，即对于任意的1≤j≤m，确定收集测试场景子集合Sj对应布置的功能区块划分子集合Bi(1≤i≤n)，i，j均为自然数。将测试场景按照对应的功能区块划分为不同测试场景子集S’{S1’，S2’，…，Sn’}。在步骤3中，所述获取待规划道路要素集合的具体方法为：对于任意的1≤i≤n，从子集Si’的测试场景中提取出道路要素，通过选择合适的测试参数来计算测试所需的初始距离Ds、加速距离l1、匀速距离l2、测试距离l3、制动距离l4和安全距离l5，最后计算道路要素的尺寸要求L：L＝Ds+l1+l2+l3+l4+l5。将从子集Si’提取的道路要素中，除长度尺寸外其余道路特征均相同的道路要素合并为同一类别，将每一类别中最大尺寸要求的道路要素，添加到待规划道路要素子集合中。对于任意的1≤i≤n，均进行上述操作，获得待规划道路要素集合A’{A1’，A2’，…，An’}。在步骤4中，所述确定功能区块Bi内道路要素规划的有效方案的具体方法为：对于任意的1≤i≤n，确定待规划道路要素子集合Ai’中的所有道路要素在对应功能区块Bi中的布置方式。依据分层分区的道路规划思路，以功能区块为单位，依次进行各功能区块内部及功能区块间的道路规划。通过上述规划方法可以获得若干可行规划方案。在步骤5，所述利用综合评价模型从可行方案中优选出最优方案的具体方法为：步骤5.1收集专家意见，构建评价指标体系；步骤5.2指标权重确定阶段，根据指标的相对重要性确定各层次指标的权重，该指标权重用归一化的向量来表示；步骤5.3综合评价阶段，确定步骤4中获得的每个可行规划方案在各个指标的得分，再结合各指标权重确定每个规划方案的综合得分，以其中综合得分最高的规划方案作为最终规划方案。在步骤5.1中，所述的构建评价指标体系阶段具体为：收集专家意见，从工程建设和实际应用角度出发确定影响测试场规划方案优劣的因素，从而确定评价指标体系。在步骤5.2中，所述的指标权重确定阶段具体为：通过两两比较判断的方式确定每两个指标之间的相对重要性，这些判断通过引入合适的标度用数值表示出来，进而建立判断矩阵。检验判断矩阵一致性后，求解判断矩阵的特征向量作为各评价指标的权重系数向量。在步骤5.3中，所述的综合评价阶段具体为：首先依据指标测评值确定指标得分值，指标测评值有两种表现形式：定性评价指标得到的语义测评值和定量评价指标得到的精确测评值。对于语义测评值，将其转化为数值表示的得分值；对于精确测评值，以该指标的最优测评值为判断依据，该指标的实际测评值越接近最优测评值，则该指标的得分值越高。得到规划方案在各指标的得分值之后结合指标权重计算综合得分值，选择综合得分值最高的方案作为最终规划方案。该阶段可用的方法包括但不限于模糊综合评价法、TOPSIS、灰色关联度法、BP神经网络方法。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)通过ADAS标准法规、企业研发单位、科学研究项目、大规模自然驾驶采集数据和中国交通事故数据库收集测试场景需求，使得封闭测试场能够满足现阶段自动驾驶车辆开发和验证要求。(2)将测试场划分为不同功能模块，可在不同功能区块进行不同性能水平的自动驾驶车辆测试，保证了测试保密性及测试连续性。(3)通过计算初始距离Ds、加速距离l1、匀速距离l2、测试距离l3、制动距离l4和安全距离l5确定道路要素的尺寸要求，使得道路长度能够满足测试要求，并保证了测试安全性。(4)利用综合评价模型得出可行方案中的最优方案，为最优场地规划方案选择提供了理论指导。附图说明图1为本专利技术自动驾驶封闭测试场道路规划的流程图；图2为本专利技术实施例中自动驾驶封闭测试场规划用地示意图；图3为本专利技术实施例中测试场功能区块划分图；图4为本专利技术实施例中的两种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方案，其中图4(a)为方案一，图4(b)为方案二。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例本专利技术提出了一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，以某市的自动驾驶封闭测试场规划为例，测试场规划用地如图2所示，曲线为规划用地边界。其实施流程图如图1所示，详细说明如下：步骤1：收集多个来源的自动驾驶测试场景需求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：从政府部门、自动驾驶相关企业、科研机构收集自动驾驶技术测试场景需求基本数据，得到测试场景需求表；S2：确定测试场功能区块划分集合B{B1，B2，…，Bn}及在每个功能区块对应部署的测试场景集合S’{S1’，S2’，…，Sn’}；S3：从任意测试场景集合中提取出道路要素并量化道路要素尺寸要求，获得功能区块划分集合B中需要包含的待规划道路要素集合A’；S4：根据任意待规划道路要素集合A’确定功能区块划分集合B内及区块间道路要素规划的可行方案；S5：利用综合评价模型得出可行方案中的最优方案。

【技术特征摘要】
1.一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：从政府部门、自动驾驶相关企业、科研机构收集自动驾驶技术测试场景需求基本数据，得到测试场景需求表；S2：确定测试场功能区块划分集合B{B1，B2，…，Bn}及在每个功能区块对应部署的测试场景集合S’{S1’，S2’，…，Sn’}；S3：从任意测试场景集合中提取出道路要素并量化道路要素尺寸要求，获得功能区块划分集合B中需要包含的待规划道路要素集合A’；S4：根据任意待规划道路要素集合A’确定功能区块划分集合B内及区块间道路要素规划的可行方案；S5：利用综合评价模型得出可行方案中的最优方案。2.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，其特征在于，所述步骤S1中的测试场景需求基本数据包括：ADAS标准法规中的测试场景需求基本数据、企业研发单位提出的测试场景需求基本数据、科学研究项目提出的测试场景需求基本数据、基于大规模自然驾驶采集数据提取的测试场景需求基本数据和基于中国交通事故数据库提取的测试场景需求基本数据。3.根据权利要求1所述的一种面向自动驾驶车辆测试的封闭测试场规划方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：S201：基于各功能区块的不同特征，确定各功能区块的规划优先级；S202：按照各功能区块的规划优先级，将各功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君毅，李如冰，邢星宇，熊璐，蒙昊蓝，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31