一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法技术

本发明专利技术公开了一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，方法先设计基础测试场景，确定其要进行测试的功能，然后调整模型参数，对基础测试场景进行扩展；对场景信息进行分析、整理和分类，利用本体对其进行概念化处理；对场景中包含的信息进行分类；以场景这一概念为根节点，构建交通场景本体模型；使用OWL2完成场景概念本体的构建并建立本体知识库；引入语义网络规则语言SWRL进行语义描述，获得约束；对构建完成的交通场景本体模型进行检查与评价，并根据结果进行修正和优化。本发明专利技术提出了基于本体论的自动驾驶场景语义建模方法，将本体论应用于智能网联汽车虚拟仿真测试的场景库的构建中，保证形式化、标准化的测试场景。试场景。试场景。

【技术实现步骤摘要】
一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法


[0001]本专利技术涉及智能网联汽车仿真测试
，尤其涉及一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法。

技术介绍

[0002]本体论(ontology)是哲学的一个分支，主要研究存在的本质。在计算机及相关领域，本体指应用本体论的基本方法，通过概念分析、建模，把现实世界
[0003]中的实体抽象为一组概念与概念之间的关系的理论和方法。自20世纪90年代以来，本体成为计算机领域重要研究方向之一，现已广泛应用于知识工程、多智能体系统、系统建模、语义Web、异构信息集成等众多领域。
[0004]本体论(Ontology)用于对交通场景的建模，介绍了构造本体语义描述的两类语言OWL2和和语义网络规则语言(Semantic Web Rule Language,SWRL)，分别用于表示领域本体的知识库和规则。
[0005]现有的自动驾驶仿真测试场景库的构建是使用占据栅格地图、贝叶斯网络等仅考虑实体空间位置的表示方法。需先在空间中构筑道路网络，再在其上添加各类建筑、标志标线、信号灯等静态实体，然后添加交通参与者，再额外添加对象之间的关系。
[0006]而自动驾驶汽车的性能表征存在不确定性，是人、车、外部环境相互耦合的结果，传统的测试方法并不适用。根据自动驾驶汽车的应用特性以及操作的可行性，虚拟环境下的场景测试成为自动驾驶系统的功能性验证的重要手段，场景测试的关键在于如何构建遵循合理化、形式化、标准化的测试场景，以及如何根据场景生成效率高、覆盖广、可重用的测试用例，但现有的测试场景构建方法存在形式化和标准化问题，不能清楚完整的描述自动驾驶汽车的性能表征关系。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，对自动驾驶虚拟测试环境中的交通场景进行结构化的分析，建立基础的层次框架，定义场景元素的相关术语；基于此设计交通场景本体模型，最后展开语义分析，构建基础场景的本体模型，通过本体语义描述建立相应的场景知识库，将场景中的元素表示为概念，形式化分析概念的属性和关系。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，包括：
[0010]步骤1：首先设计能应用于智能网联汽车仿真测试的具有典型性和代表性的基础测试场景，确定其要进行测试的功能，然后通过场景元素的增加和输入参数的调整，对基础测试场景进行扩展；
[0011]步骤2：对场景信息进行分析、整理和分类，利用本体对其进行概念化处理；对场景中包含的信息进行分类；
[0012]步骤3：以场景这一概念为根节点，基于场景的结构与层次描述，自顶向下构建交通场景本体模型；
[0013]步骤4：使用OWL2完成场景概念本体的构建，完成语义表达，并使用OWL2建立本体知识库；
[0014]步骤5：引入语义网络规则语言SWRL增强规则描述能力，SWRL可以直接引用本地知识库中的概念、属性和实例进行交通规则的语义描述，获得约束；
[0015]步骤6：对构建完成的交通场景本体模型进行检查与评价，并根据结果进行修正和优化。
[0016]具体的，步骤1具体包括：先根据所期望验证的自动驾驶功能设计基础测试场景，该场景要具备典型性和代表性；从功能需求出发，设计具有典型性和代表性的基础测试场景；然后通过场景元素的增加和输入参数的调整，对基础测试场景进行扩展，组合出多个测试用例；以及通过对事故场景进行建模和分析，选择关键的场景要素作为测试场景的输入数，将不同的场景要素进行组合，从一个事故场景中派生出多个测试用例。
[0017]具体的，步骤2具体包括以下子步骤：
[0018]S201，对场景结构进行分析，通过分析交通场景的具体定义，获得交通场景的总体组成结构；
[0019]S202，根据场景术语的定义和结构，本文将交通场景分解为四个层次，第一层为道路网络，第二层为静态对象，第三层为动态对象，第四层为环境。
[0020]具体的，步骤3具体包括以下子步骤：
[0021]S301，场景的结构分析，统一定义场景的术语，规范术语的含义，对不同含义的场景概念进行区分，为后文的场景模型构建提供一致性的表达；
[0022]S302，基于场景的结构与层次描述，以场景为根概念，采用本体论方法自顶向下构建交通场景本体模型；
[0023]S303，场景语义分析，根据交通场景本体模型创建实例，抽取宏观交通场景本体模型中的部分概念，定义场景所需的属性及关系。
[0024]具体的，步骤4具体包括以下子步骤：
[0025]S401，交通场景本体模型通过OWL2分析“人
‑
车
‑
环境”的关系，对场景实体中的语义关系和属性进行形式化描述；
[0026]S402，根据形式化描述的场景实体中的语义关系和属性，使用OWL2建立本体知识库。
[0027]具体的，步骤5具体包括：基于OWL2建立的本体知识库概念、属性和实例，引入语义网络规则语言SWRL来描述交通规则的语义，并建立交通规则和隐含的驾驶秩序，获得交通场景本体模型的约束。
[0028]具体的，步骤6具体包括：对交通场景本体模型进行一致性和完整性检验；完整性检验检查示例的完整性；一致性校验是验证关系的一致性，检验关系定义在逻辑上是否有误。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]1、提出了基于本体论的自动驾驶场景语义建模方法，将本体论应用于智能网联汽车虚拟仿真测试的场景库的构建中，保证形式化、标准化的测试场景。
[0031]2、设计基于场景的自动驾驶测试用例生成方法，使用OWL2和SWRL语言完成交通场景的语义表达。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的方法流程图；
[0033]图2是场景信息分析、整理和分类流程示意图；
[0034]图3是场景的结构示意图；
[0035]图4是交通场景本体模型构建流程图；
[0036]图5是交通场景示意图；
[0037]图6是场景概念本体的构建示意图；
[0038]图7是场景的语义模型图。
具体实施方式
[0039]为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案精选以下详细说明。显然，所描述的实施案例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例，不能理解为对本专利技术可实施范围的限定。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0040]实施例一：
[0041]本实施例中，如图1所示，一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，其步骤如下：
[0042]步骤1：首先应设计能应用于智能网联汽车仿真测试的具有典型性和代表性的基础测试场景，确定其要进行测试的功能，然后通过场景元素的增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，其特征在于，包括：步骤1：首先设计能应用于智能网联汽车仿真测试的具有典型性和代表性的基础测试场景，确定其要进行测试的功能，然后通过场景元素的增加和输入参数的调整，对基础测试场景进行扩展；步骤2：对场景信息进行分析、整理和分类，利用本体对其进行概念化处理；对场景中包含的信息进行分类；步骤3：以场景这一概念为根节点，基于场景的结构与层次描述，自顶向下构建交通场景本体模型；步骤4：使用OWL2完成场景概念本体的构建，完成语义表达，并使用OWL2建立本体知识库；步骤5：引入语义网络规则语言SWRL增强规则描述能力，SWRL可以直接引用本地知识库中的概念、属性和实例进行交通规则的语义描述，获得约束；步骤6：对构建完成的交通场景本体模型进行检查与评价，并根据结果进行修正和优化。2.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：先根据所期望验证的自动驾驶功能设计基础测试场景，该场景要具备典型性和代表性；从功能需求出发，设计具有典型性和代表性的基础测试场景；然后通过场景元素的增加和输入参数的调整，对基础测试场景进行扩展，组合出多个测试用例；以及通过对事故场景进行建模和分析，选择关键的场景要素作为测试场景的输入数，将不同的场景要素进行组合，从一个事故场景中派生出多个测试用例。3.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车仿真测试场景的本体构建方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下子步骤：S201，对场景结构进行分析，通过分析交通场景的具体定义，获得交通场景的总体组成结构；S202，根据场景术语的定义和结构，本文将交通场景分解为四个层次，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭福庆，梁泽赫，郭建华，孙磊，李中强，
申请(专利权)人：启明信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：