本發明屬于自動駕駛(shi)仿真(zhen)(zhen)領域，尤其涉及(ji)一(yi)種基于分布(bu)式(shi)異(yi)構(gou)的(de)自動駕駛(shi)虛擬仿真(zhen)(zhen)事故場景生成方法。

背景技術：

1、自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)系統在(zai)現實世界中(zhong)(zhong)運(yun)行時(shi)(shi)，需要在(zai)多種復雜和(he)不(bu)可(ke)預測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)環境中(zhong)(zhong)保持安全(quan)性和(he)可(ke)靠性。在(zai)部署(shu)這些車輛(liang)之(zhi)前，必(bi)須通(tong)過(guo)全(quan)面的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)來確保其預期功能的(de)(de)安全(quan)性。在(zai)專(zhuan)利cn117970906a、cn115016317a、cn115562064a、cn116382239a、cn116775213a中(zhong)(zhong)均(jun)提及(ji)了對自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)虛擬測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)的(de)(de)方(fang)法，但這些方(fang)法基(ji)于(yu)(yu)里程的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)方(fang)法由于(yu)(yu)無法全(quan)面覆蓋長尾(wei)分布的(de)(de)極端案例，存(cun)在(zai)一(yi)定的(de)(de)局限性，每個自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)通(tong)常比(bi)傳(chuan)統軟(ruan)件(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)消(xiao)耗更多的(de)(de)時(shi)(shi)間，加劇了低效(xiao)(xiao)問題，且在(zai)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)虛擬仿真測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)過(guo)程中(zhong)(zhong)，通(tong)常需要自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)模擬器和(he)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)系統被(bei)測(ce)(ce)(ce)(ce)對象通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)(jian)在(zai)環的(de)(de)方(fang)式進行實時(shi)(shi)在(zai)線測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)，由于(yu)(yu)硬件(jian)(jian)算力以(yi)及(ji)數(shu)據傳(chuan)輸開(kai)銷，通(tong)常會降低仿真效(xiao)(xiao)果以(yi)及(ji)降低測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率，從而大(da)(da)大(da)(da)影響(xiang)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)的(de)(de)效(xiao)(xiao)果。

技術實現思路

1、本(ben)發(fa)明(ming)的(de)目的(de)在于提(ti)供一(yi)種基于分布式(shi)異構的(de)自(zi)動(dong)駕(jia)駛虛(xu)擬仿真事故(gu)場景(jing)生(sheng)成方法，旨在解決(jue)現(xian)有技(ji)術對(dui)于自(zi)動(dong)駕(jia)駛事故(gu)場景(jing)生(sheng)成的(de)效(xiao)率不高，自(zi)動(dong)駕(jia)駛虛(xu)擬仿真對(dui)服(fu)務器占用的(de)資源(yuan)開銷較大(da)，使用高配置圖(tu)形渲染服(fu)務器成本(ben)昂貴的(de)問題。

2、本發明是這樣實現的，一種基于(yu)分(fen)布式異構的自動駕駛虛擬(ni)仿真(zhen)事故(gu)場(chang)景(jing)生(sheng)成方法，所(suo)述方法包括以下步(bu)驟：

3、步驟s1：服(fu)務器(qi)生成(cheng)初始測試場景；

4、步驟s2：服務器選擇初始測(ce)試(shi)場(chang)景或歷史(shi)測(ce)試(shi)場(chang)景作(zuo)為測(ce)試(shi)任務，委派給(gei)空閑的客戶端節點；

5、步驟s3：客(ke)戶端接(jie)收到測(ce)試任務后，通過自動駕駛模(mo)擬器、消息橋接(jie)層及自動駕駛軟件對被測(ce)對象形成(cheng)聯合仿(fang)真測(ce)試環境進行場景(jing)執行，實(shi)現車(che)輛動力學的仿(fang)真；

6、步驟s4：客戶(hu)端(duan)將測試(shi)結果返(fan)回服務(wu)器，服務(wu)器對返(fan)回的測試(shi)結果進行分析(xi)和(he)評估，進行場(chang)景風險(xian)預測；

7、步驟s5：在服務器端對需要已經(jing)完成的歷(li)史(shi)測(ce)(ce)試場景進行風險(xian)預(yu)測(ce)(ce)優(you)先級排序。

8、本發明的(de)進一步技(ji)術方(fang)案是：一個所述(shu)服務器(qi)(qi)分別(bie)與若干個所述(shu)客(ke)戶(hu)端通(tong)訊，自動駕駛(shi)系(xi)統以(yi)軟(ruan)件的(de)方(fang)式通(tong)過(guo)容器(qi)(qi)部(bu)署(shu)到(dao)各個客(ke)戶(hu)端節點上(shang)，容器(qi)(qi)保證(zheng)各客(ke)戶(hu)端不會因為硬件架構的(de)差異無法執行測(ce)試(shi)任務。

9、本發(fa)明的進一步技(ji)術方案是：所述步驟s1中，通過隨(sui)機(ji)的方式生成自動駕駛測試(shi)場景，并以場景描述文件的方式存儲(chu)。

10、本(ben)發(fa)明的(de)進一步技術方案是：在步驟s2中，當空(kong)閑的(de)客戶端節(jie)點有(you)若(ruo)干臺(tai)時，優先(xian)根據歷史測(ce)(ce)試執行(xing)效率較高的(de)節(jie)點執行(xing)當前測(ce)(ce)試任務。

11、本發明的進(jin)一步技術方案是：在步驟s3中，由自動駕駛(shi)(shi)(shi)模(mo)擬(ni)器通過模(mo)擬(ni)自動駕駛(shi)(shi)(shi)仿真(zhen)環境(jing)，并將傳感(gan)器仿真(zhen)數(shu)據通過消息橋接(jie)層(ceng)(ceng)發送(song)給自動駕駛(shi)(shi)(shi)軟(ruan)件(jian)，自動駕駛(shi)(shi)(shi)軟(ruan)件(jian)通過對當前時刻(ke)自動駕駛(shi)(shi)(shi)情(qing)況進(jin)行(xing)(xing)任務決策得到最(zui)(zui)終的控制(zhi)指令，經由消息橋接(jie)層(ceng)(ceng)，最(zui)(zui)終傳輸到自動駕駛(shi)(shi)(shi)模(mo)擬(ni)器，在虛(xu)擬(ni)仿真(zhen)環境(jing)里面實現車輛動力學的仿真(zhen)，每幀數(shu)據如此往復迭(die)代(dai)執(zhi)行(xing)(xing)在環測試。

12、本(ben)發(fa)明的進一步技術方案是：當客(ke)戶(hu)(hu)端(duan)處于仿(fang)真(zhen)測(ce)試過程時，客(ke)戶(hu)(hu)端(duan)狀態(tai)(tai)由空(kong)閑狀態(tai)(tai)轉(zhuan)為(wei)忙碌(liu)狀態(tai)(tai)，服務(wu)器不(bu)會再分(fen)發(fa)測(ce)試任(ren)務(wu)給忙碌(liu)狀態(tai)(tai)下的客(ke)戶(hu)(hu)端(duan)。

13、本發(fa)(fa)明的進一步(bu)技術方案是：步(bu)驟s4中，當自動(dong)駕(jia)駛任(ren)務完成，或者已經發(fa)(fa)生(sheng)自動(dong)駕(jia)駛事(shi)故(gu)觸發(fa)(fa)事(shi)件發(fa)(fa)生(sheng)后，客戶(hu)端(duan)將相應(ying)的自動(dong)駕(jia)駛行駛日(ri)(ri)志(zhi)進行保存，并將測試(shi)(shi)結果以及(ji)(ji)測試(shi)(shi)日(ri)(ri)志(zhi)傳輸(shu)回服務器端(duan)進行結果分析(xi)，測試(shi)(shi)結果包括測試(shi)(shi)日(ri)(ri)志(zhi)以及(ji)(ji)測試(shi)(shi)情況，并將客戶(hu)端(duan)忙碌狀態轉為空閑狀態。

14、本發明的進一(yi)步技術方案是(shi)：在步驟s5中，服務(wu)器通(tong)過急加速(su)和急剎車、急轉彎、過度(du)轉向和不足轉向次數以及(ji)與(yu)其他(ta)交(jiao)通(tong)參與(yu)者的最小距(ju)離作為特(te)征(zheng)指標，綜合評估(gu)自動駕(jia)駛系(xi)統的駕(jia)駛質量，進行場景(jing)風(feng)險預(yu)測；

15、急(ji)(ji)加速(su)ha和急(ji)(ji)剎車(che)(che)hb檢測(ce)：使用車(che)(che)輛縱向加速(su)度(du)與重(zhong)力常數的(de)比值(zhi)表示加速(su)或剎車(che)(che)事(shi)件的(de)強(qiang)度(du)，當車(che)(che)輛縱向加速(su)度(du)與重(zhong)力常數的(de)比值(zhi)超過閾值(zhi)時(shi)，將(jiang)其(qi)計為一次急(ji)(ji)加速(su)或急(ji)(ji)剎車(che)(che)事(shi)件；

16、急(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)彎ht檢(jian)測：急(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)彎發生在車輛試圖以過高速度轉(zhuan)彎時(shi)，利用(yong)橫向(xiang)速度與(yu)方向(xiang)盤角度的比值作為(wei)急(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)彎指標，當橫向(xiang)速度與(yu)方向(xiang)盤角度的比值超過設定閾(yu)值時(shi)，定義為(wei)一次急(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)彎檢(jian)測；

17、過(guo)度(du)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)os和不(bu)(bu)足(zu)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)次(ci)(ci)數(shu)ls檢測：過(guo)度(du)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)發(fa)生(sheng)在(zai)后輪失去(qu)抓地(di)力時，車輛轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)超過(guo)司(si)機的(de)預期，不(bu)(bu)足(zu)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)發(fa)生(sheng)在(zai)前輪失去(qu)抓地(di)力時，車輛轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)足(zu)，當過(guo)度(du)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)或不(bu)(bu)足(zu)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)超過(guo)觸發(fa)閾值時，記為一次(ci)(ci)過(guo)度(du)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)或不(bu)(bu)足(zu)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)；

18、與(yu)其(qi)他(ta)(ta)交通參與(yu)者的(de)最(zui)小(xiao)距離(li)md檢測：當自(zi)動(dong)駕駛主(zhu)車與(yu)其(qi)他(ta)(ta)交通參與(yu)者的(de)最(zui)小(xiao)距離(li)小(xiao)于(yu)設定閾值時(shi)，計(ji)為一次最(zui)小(xiao)距離(li)危險(xian)觸發；

19、將以上特(te)征指標采用(yong)加權的方式計算自動駕(jia)駛質(zhi)量評(ping)分：

20、

21、其中、、、、及(ji)為各個特(te)征(zheng)指標分配的權(quan)數，不(bu)同的自(zi)動(dong)駕駛測試場景產(chan)生不(bu)同的駕駛質量評分，評分反映了(le)自(zi)動(dong)駕駛在仿真測試過(guo)程中遇到(dao)的干擾程度，即發(fa)生交(jiao)通(tong)事故的概率。

22、本發明(ming)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)(jin)(jin)一(yi)步(bu)技術(shu)方案是：所有歷史(shi)測試(shi)場(chang)(chang)(chang)景(jing)(jing)按(an)照駕駛(shi)質量評(ping)分的(de)(de)(de)高低依次(ci)進(jin)(jin)(jin)(jin)入優先(xian)(xian)級隊(dui)(dui)列；使(shi)用優先(xian)(xian)級排序(xu)算(suan)法對(dui)隊(dui)(dui)列中(zhong)的(de)(de)(de)場(chang)(chang)(chang)景(jing)(jing)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)排序(xu)，確保(bao)每次(ci)取(qu)出(chu)的(de)(de)(de)都是當(dang)前優先(xian)(xian)級最高的(de)(de)(de)場(chang)(chang)(chang)景(jing)(jing)；從隊(dui)(dui)列中(zhong)取(qu)出(chu)優先(xian)(xian)級最高的(de)(de)(de)場(chang)(chang)(chang)景(jing)(jing)，進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)下一(yi)次(ci)自動(dong)駕駛(shi)系統的(de)(de)(de)測試(shi)；測試(shi)完成后，將(jiang)新的(de)(de)(de)測試(shi)結(jie)果及其優先(xian)(xian)級信息(xi)反(fan)饋到(dao)隊(dui)(dui)列系統中(zhong)，實時更新場(chang)(chang)(chang)景(jing)(jing)的(de)(de)(de)優先(xian)(xian)級排序(xu)。

23、本(ben)發明(ming)的有(you)益效(xiao)果是：利(li)用多臺較低(di)配置的服務(wu)器，以較高效(xiao)率(lv)完成自動駕駛虛(xu)擬仿真(zhen)事故場景生(sheng)成任(ren)務(wu)，從而(er)降(jiang)低(di)成本(ben)開銷，提(ti)升自動駕駛虛(xu)擬仿真(zhen)測試的效(xiao)率(lv)。

技術特征：

1.一種基于分(fen)布式異構的(de)自動駕駛(shi)虛(xu)擬仿真事故場景(jing)生成(cheng)方法(fa)，其特征(zheng)在于，所述方法(fa)包括以下步驟：

2.根據(ju)權利要求1所述的(de)基(ji)于(yu)分(fen)(fen)布式異(yi)構的(de)自動駕駛(shi)虛擬仿(fang)真(zhen)事故場景(jing)生成(cheng)方(fang)法(fa)，其特征在于(yu)，一個(ge)所述服務(wu)器(qi)分(fen)(fen)別與(yu)若干個(ge)所述客(ke)戶端通(tong)訊，自動駕駛(shi)系統以軟件的(de)方(fang)式通(tong)過(guo)容器(qi)部(bu)署到(dao)各個(ge)客(ke)戶端節點上(shang)，容器(qi)保證(zheng)各客(ke)戶端不會因為硬件架(jia)構的(de)差異(yi)無法(fa)執行測試任務(wu)。

3.根據權(quan)利要(yao)求1所(suo)(suo)述(shu)的(de)基于分布式異(yi)構的(de)自(zi)動駕駛虛擬仿(fang)真事故場景(jing)生(sheng)成方法，其特征在于，所(suo)(suo)述(shu)步(bu)驟s1中，通過(guo)隨(sui)機(ji)的(de)方式生(sheng)成自(zi)動駕駛測(ce)試(shi)場景(jing)，并以(yi)場景(jing)描述(shu)文(wen)件的(de)方式存儲。

4.根據權利(li)要求1所(suo)述的基(ji)于分布式(shi)異構的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征(zheng)在于，在步驟s2中，當空閑的客戶端節點有(you)若(ruo)干臺時，優先根據歷史測試執行效率(lv)較(jiao)高的節點執行當前(qian)測試任(ren)務。

5.根據權利要(yao)求(qiu)1所述的(de)(de)(de)基于(yu)分(fen)布式異構的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)駕(jia)駛虛擬(ni)仿(fang)真事故場(chang)景生(sheng)成(cheng)方(fang)法，其特征在(zai)(zai)于(yu)，在(zai)(zai)步驟s3中，由自動(dong)(dong)駕(jia)駛模(mo)擬(ni)器通(tong)過(guo)模(mo)擬(ni)自動(dong)(dong)駕(jia)駛仿(fang)真環境(jing)(jing)，并將傳感器仿(fang)真數(shu)據通(tong)過(guo)消息橋接(jie)(jie)層(ceng)發送(song)給自動(dong)(dong)駕(jia)駛軟(ruan)件，自動(dong)(dong)駕(jia)駛軟(ruan)件通(tong)過(guo)對當前(qian)時刻自動(dong)(dong)駕(jia)駛情況(kuang)進(jin)行任(ren)務決策得到最終(zhong)的(de)(de)(de)控制(zhi)指令(ling)，經由消息橋接(jie)(jie)層(ceng)，最終(zhong)傳輸(shu)到自動(dong)(dong)駕(jia)駛模(mo)擬(ni)器，在(zai)(zai)虛擬(ni)仿(fang)真環境(jing)(jing)里(li)面實現車(che)輛動(dong)(dong)力(li)學的(de)(de)(de)仿(fang)真，每幀(zhen)數(shu)據如(ru)此往復迭代執行在(zai)(zai)環測試。

6.根(gen)據權利(li)要求1所述的(de)基(ji)于(yu)(yu)分布式異構(gou)的(de)自動駕駛(shi)虛(xu)擬(ni)仿(fang)真事(shi)故(gu)場(chang)景生(sheng)成(cheng)方法，其特征在于(yu)(yu)，當客(ke)戶端(duan)處于(yu)(yu)仿(fang)真測試過程(cheng)時，客(ke)戶端(duan)狀(zhuang)態(tai)(tai)由空閑狀(zhuang)態(tai)(tai)轉為忙碌狀(zhuang)態(tai)(tai)，服(fu)務器不(bu)會再分發測試任務給忙碌狀(zhuang)態(tai)(tai)下的(de)客(ke)戶端(duan)。

7.根據(ju)權利(li)要求1所(suo)述的基于分布式異構(gou)的自動(dong)駕(jia)駛虛擬仿(fang)真事故(gu)(gu)場景生成方法(fa)，其特征在于，步(bu)驟s4中，當(dang)自動(dong)駕(jia)駛任務(wu)完成，或(huo)者已經發(fa)生自動(dong)駕(jia)駛事故(gu)(gu)觸發(fa)事件發(fa)生后，客戶端(duan)將相(xiang)應的自動(dong)駕(jia)駛行(xing)駛日志進行(xing)保存，并將測試(shi)(shi)結果(guo)以(yi)(yi)及測試(shi)(shi)日志傳輸回服務(wu)器端(duan)進行(xing)結果(guo)分析，測試(shi)(shi)結果(guo)包括測試(shi)(shi)日志以(yi)(yi)及測試(shi)(shi)情況，并將客戶端(duan)忙碌(liu)狀態(tai)轉為空閑狀態(tai)。

8.根據權利要(yao)求1所述的基于分布式異構的自動(dong)駕(jia)駛虛(xu)擬(ni)仿真(zhen)事故場(chang)景生成方法，其特征在于，在步驟s5中，服(fu)務器通過(guo)急(ji)加速和(he)急(ji)剎車、急(ji)轉彎、過(guo)度轉向和(he)不足轉向次數(shu)以(yi)及與(yu)其他交(jiao)通參(can)與(yu)者的最(zui)小(xiao)距(ju)離作為(wei)特征指標，綜(zong)合評(ping)估(gu)自動(dong)駕(jia)駛系統(tong)的駕(jia)駛質量，進行場(chang)景風險(xian)預測；

9.根據(ju)權利(li)要(yao)求1所述的(de)基于分布(bu)式異構的(de)自動(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)虛擬仿(fang)真事故場(chang)景(jing)(jing)生成方法(fa)，其特(te)征在(zai)于，所有歷史測試(shi)(shi)(shi)場(chang)景(jing)(jing)按照駕(jia)(jia)駛(shi)質量(liang)評分的(de)高(gao)(gao)低依次進入(ru)優(you)(you)(you)(you)先級(ji)隊列；使用優(you)(you)(you)(you)先級(ji)排序算法(fa)對(dui)隊列中的(de)場(chang)景(jing)(jing)進行(xing)排序，確保每(mei)次取出(chu)的(de)都是當(dang)前優(you)(you)(you)(you)先級(ji)最高(gao)(gao)的(de)場(chang)景(jing)(jing)；從隊列中取出(chu)優(you)(you)(you)(you)先級(ji)最高(gao)(gao)的(de)場(chang)景(jing)(jing)，進行(xing)下一次自動(dong)駕(jia)(jia)駛(shi)系統的(de)測試(shi)(shi)(shi)；測試(shi)(shi)(shi)完(wan)成后，將(jiang)新的(de)測試(shi)(shi)(shi)結(jie)果及其優(you)(you)(you)(you)先級(ji)信息反饋到隊列系統中，實時更新場(chang)景(jing)(jing)的(de)優(you)(you)(you)(you)先級(ji)排序。

技術總結
本發明提供了一種基于分布式異構的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，服務器生成初始測試場景；服務器選擇初始測試場景或歷史測試場景作為測試任務，委派給空閑的客戶端節點；客戶端接收到測試任務后，通過自動駕駛模擬器、消息橋接層及自動駕駛軟件對被測對象形成聯合仿真測試環境進行場景執行，實現車輛動力學的仿真；客戶端將測試結果返回服務器，服務器對返回的測試結果進行分析和評估，進行場景風險預測；在服務器端對需要已經完成的歷史測試場景進行風險預測優先級排序。利用多臺較低配置的服務器，以較高效率完成自動駕駛虛擬仿真事故場景生成任務，從而降低成本開銷，提升自動駕駛虛擬仿真測試的效率。

技術研發人員：劉川意,姚博韜,黃鑠涵,林杰
受保護的技術使用者：哈爾濱工業大學（深圳）（哈爾濱工業大學深圳科技創新研究院）
技術研發日：
技術公布日：2024/9/29