自动驾驶车辆系统和组件的仿真和验证技术方案

针对自动驾驶车辆执行测试仿真可以包括从用户接收被测系统(SUT)，该被测系统包括传感器、传感器控制器、车辆控制逻辑或自动驾驶车辆的其他方面；以及提供用户可以从其选择的仿真的剩余方面的选项。用户可以指示可变参数并且可以针对可变参数的多个值执行相应的仿真，以确定SUT根据需要起作用的参数值，以及SUT根据需要不起作用的可变参数的值。可以针对每次仿真创建仿真引擎的单独容器实例和SUT的单独相应容器实例，其中每个引擎容器实例调用相应的SUT容器。用相应的SUT容器。用相应的SUT容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动驾驶车辆系统和组件的仿真和验证
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2019年2月6日提交的美国临时申请第62/802,108号的优先权，其通过引用整体并入于此。


[0003]本公开总体涉及自动驾驶(autonomous vehicle)车辆系统的仿真、验证和/或训练，包括但不限于车辆的控制系统、车辆的传感器布置和/或系统的其他方面。

技术介绍

[0004]自动驾驶(即无人驾驶)车辆系统需要大量测试才能安全地部署在公共道路上。通常，用于测试自动驾驶车辆系统的已知方法和系统包括使用真实车辆、真实道路和真实障碍物的广泛的现场测试。因此，根据此类方法和系统对自动驾驶车辆的控制系统和其他特征进行的系统测试通常受限于在不危及公众的测试环境中活动车辆、行人、道路等的有限可用性，以及受限于创建静态环境和/或可重现事件(其允许在控制环境变量的同时测试车辆系统的特定方面)的难度。
附图说明
[0005]图1是用于自动驾驶车辆系统及其组件的仿真、验证和/或训练的示例系统的示意图。
[0006]图2是示出进行自动驾驶车辆和/或其组件的多个测试仿真的示例方法的流程图。
[0007]图3是示出了定义用于自动驾驶车辆和/或其组件的测试仿真的被测车辆的示例方法的流程图。
[0008]图4是可以与图2的方法一起使用的示例接口。
[0009]图5是示出了定义用于自动驾驶车辆和/或其组件的测试仿真的场景的示例方法的流程图。
[0010]图6是可以与图5的方法一起使用的示例仿真城市道路。
[0011]图7是可以与图5的方法一起使用的示例仿真停车场。
[0012]图8是可以与图4的方法一起使用的示例仿真高速公路。
[0013]图9是示出执行自动驾驶车辆和/或其组件的测试仿真的示例方法的流程图。
[0014]图10是示出在自动驾驶车辆和/或其组件的一系列测试仿真中针对测试仿真的一个或多个方面进行参数化的示例方法的流程图。
[0015]图11是用户计算环境的示例实施例的示意图。
具体实施方式
[0016]根据本公开的教导，可以改进用于测试、验证和训练自动驾驶车辆系统和部件的已知方法和系统。在一些实施例中，可以提供数字仿真环境，其中可以虚拟地测试和验证自
动驾驶车辆系统的各个方面。如将更详细地描述的，根据本公开的自动驾驶车辆系统的测试可以包括参数化自动驾驶车辆系统的一个或多个特征，例如(i)传感器的数量、布置和/或编程；(ii)自动驾驶车辆的控制编程的各个方面(例如，对特定刺激或事件的响应策略)；和/或(iii)车辆本身的特征(例如尺寸、加速度和转弯性能等)，并在参数化的特征空间上执行大量仿真。除了车辆的特征之外，可以将环境条件参数化，包括天气条件、车辆交通、行人交通、交通灯定时等。
[0017]根据本公开的自动驾驶车辆仿真器可以包括基于容器的测试架构，其中用户可以提供用户希望而进行测试或验证的自动驾驶车辆的一部分或传感器软件堆栈(例如控制系统或感知系统(例如，一个或多个传感器或传感器控制器)的一部分)的容器，与由第三方提供的、可公开获得的或由测试软件以其他方式提供的测试的其他方面(例如，控制系统的其他部分、道路、环境、车辆的其他方面等)的容器。结果，本公开提供高度灵活的仿真架构，使用户能够测试自动驾驶车辆的特定部分，例如控制系统或其部分、感知系统或其部分等，而无需用户进行提供整个自动驾驶车辆、整个控制系统或整个感知系统。
[0018]现在参考附图，其中在各种视图中，相同的数字表示相同或相似的特征，图1是用于测试和验证自动驾驶车辆系统的示例系统100的示意图。系统100可以包括以硬件和/或软件体现的多个功能模块。在实施例中，本文描述的功能模块中的每一个可以包括在存储计算机可读指令的一个或多个非暂时性计算机可读存储器设备中，所述计算机可读指令在由处理器执行时使处理器执行模块的所述功能。
[0019]系统100的用户可以是自动驾驶车辆系统的所有者或希望测试自动驾驶车辆系统或自动驾驶车辆系统的一个或多个组件的另一实体。在一些实施例中，这里描述的一个或多个模块可以包含在用户的本地计算资源中。附加地或替代地，一个或多个模块可以包含在基于云的计算资源中，用户可通过浏览器或其他接口对其进行访问。
[0020]系统100可包括设计器模块102(本文中可简称为“设计器(Designer)102”)、导向器模块104(本文可简称为“导向器(Director)104”)和分析器模块106(在本文中可简称为“分析器(Analyzer)106”)，以及将在下文中描述的其他功能模块和组件。如将在下文和本公开所附权利要求中进一步详细描述的，一般而言例如，设计器102包括接口，通过该接口从用户接收期望的自动驾驶车辆仿真的细节，导向器104执行期望的仿真，并且分析器106向用户呈现仿真的结果。
[0021]为了便于描述，本公开将大体参考单个自主车辆(ego vehicle)的仿真和测试来讨论系统和方法。然而，应当注意的是，可以应用本公开的系统和方法以在单个仿真中或一系列仿真中仿真并测试两个或多个自主车辆(例如，在同一场景中，使得两个或更多个自主车辆可以在仿真中交互)。在不同的实施例中，如果仿真中包括两个或更多个自主车辆，则可以在仿真的实例上针对那些自主车辆参数化相同或不同的参数。
[0022]设计器102可以包括用户接口，例如图形用户接口，用户通过该图形用户接口输入期望仿真的一个或多个方面。用户可以输入包括场景细节和车辆细节多个方面。场景可以包括一个或多个场景——每个场景包括例如，道路网络、天气和其他环境细节、静止障碍物、其中将发生仿真的虚拟环境的其他静态细节，以及场景中的动态参与者(dynamic actor)，包括行人和车辆交通。用户可以从预定的一组场景细节(例如，预定的道路网络，例如高速公路、城市街区、停车场等)中进行选择，或者可以定义用户自己的场景或场景方面。
例如，用户可以定义自己的道路网络。
[0023]在定义场景时，用户可以详细说明用户想要测试自动驾驶车辆的特定情况或事件。例如，用户可以详细说明在特定时间采取特定行动的交通车辆和/或行人的存在。附加地或替代地，用户可以更笼统地输入环境的细节——交通车辆的数量、行人的数量、信号灯的存在等；并且本公开的系统可以提供这些车辆、行人、信号灯等行为的随机化(并且在实施例中，参数化)仿真。
[0024]如上所述，通过设计器102，用户还可以指定车辆细节——即被测试的自动驾驶车辆的细节(在本公开中其可以称为“自主车辆”)。车辆细节可以包括例如车辆上传感器的类型、数量、位置和/或性能。例如，用户可以指定一个或多个雷达、激光、激光雷达、相机、GPS、IMU、定位器和/或可用于检测自主车辆上(即，在自主车辆的数字表示上)的自动驾驶车辆周围的环境或自我车意识辆空间中的位置的其他传感器的数量、位置和性能。在一个实施例中，用户可以为一个或多个传感器提供特定固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于执行自动驾驶车辆的电子仿真的方法，所述方法包括：从用户接收被测系统，所述被测系统包括自动驾驶车辆的组件；从所述用户接收通过/未通过条件；从所述用户接收可变参数的指示；确定所述可变参数的多个值；针对所述多个值中的每个值创建相应的被测系统容器实例；针对所述多个值中的每个值创建相应的仿真引擎容器实例，每个仿真引擎容器实例链接到相应的被测系统容器；使用所述仿真容器实例，针对所述多个值中每个值执行相应的仿真；针对所述相应仿真中的每个仿真，确定该仿真是通过还是未通过该通过/未通过条件；以及向所述用户输出所述相应的仿真的结果。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述被测系统为传感器，并且每个仿真引擎容器实例包括所述自动驾驶车辆的车体、所述自动驾驶车辆的一个或多个性能特征以及场景，所述场景包括道路。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述可变参数包括：所述传感器的延迟时间；所述传感器的环境误差；所述传感器的硬件误差；所述传感器的硬件设置；所述传感器的基于位置或基于布置的误差；或所述传感器的固件设置。4.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述可变参数的多个值包括：确定所述可变参数的值空间；以及从所述值空间内随机选择所述多个值。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个值是第一多个值，所述仿真引擎容器实例是第一多个仿真引擎容器实例，并且所述仿真是第一多个仿真，所述方法进一步包括：根据所述第一多个仿真中每个仿真是通过还是未通过所述通过/未通过条件，将所述第一多个值分组为两个或多个集群；根据所述集群选择第二多个值；创建包括针对所述第二多个值中每个值的相应仿真引擎容器实例的第二多个仿真引擎容器实例，所述第二多个容器实例中的每个容器实例链接到相应的被测系统容器；使用所述第二多个仿真容器实例执行第二多个仿真，所述第二多个仿真包括针对所述第二多个值中每个值的相应仿真；针对所述第二多个相应仿真中每个仿真，确定该仿真是通过还是未通过该通过/未通过条件；以及向所述用户输出所述第二多个相应仿真的结果。6.如权利要求1所述的方法，还包括：指定所述自动驾驶车辆的车体；
指定所述自动车辆的性能特征；指定所述自动驾驶车辆的传感器布置；以及针对所述自动驾驶车辆指定控制逻辑；其中每个被测系统容器实例和关联的仿真引擎容器实例共同包括所述车体、所述性能特征、所述传感器布置和所述控制逻辑。7.如权利要求1所述的方法，还包括：指定道路；确定一个或多个环境条件；以及确定一个或多个交通车辆；其中每个仿真引擎容器实例包括所述道路、所述一个或多个环境条件以及所述一个或多个交通车辆。8.如权利要求1所述的方法，其中，向所述用户输出所述相应仿真的结果包括输出以下中的一个或多个：在至少一个所述仿真中的所述自动驾驶车辆的4D可视化；在至少一个所述仿真中的传感器数据回放；一个或多个所述仿真的日志文件显示；在至少一个所述仿真中的被测系统中的代码跟踪；或者每个所述仿真通过或未通过所述通过/未通过条件。9.一种用于执行自动驾驶车辆的电子仿真的系统，该系统包括：处理器；以及非易失性计算机可读存储器，该存储器上存储有指令，当由处理器执行时，所述指令使所述处理器：从用户接收被测系统，所述被测系统包括自动驾驶车辆的组件；从所述用户接收通过/未通过条件；从所述用户接收可变参数的指示；确定所述可变参数的多个值；针对所述多个值中的每个值创建相应的被测系统容器实例；针对所述多个值中的每个值创建相应的仿真引擎容器实例，每个仿真引擎容器实例链接到相应的被测系统容器；使用所述仿真容器实例，针对所述多个值中每个值执行相应的仿真；针对所述相应仿真中的每个仿真，确定该仿真是通过还是未通过该通过/未通过条件；以及向所述用户输出所述相应仿真的结果。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述被测系统为传感器，并且每个仿真引...

【专利技术属性】
技术研发人员：乍得，
申请(专利权)人：弗泰里克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：