本發(fā)明屬于自動駕駛仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法。

背景技術(shù)：

1、自動駕駛系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)行時，需要在多種復(fù)雜和不可預(yù)測的環(huán)境中保持安全性和可靠性。在部署這些車輛之前，必須通過全面的測試來確保其預(yù)期功能的安全性。在專利cn117970906a、cn115016317a、cn115562064a、cn116382239a、cn116775213a中均提及了對自動駕駛虛擬測試的方法，但這些方法基于里程的測試方法由于無法全面覆蓋長尾分布的極端案例，存在一定的局限性，每個自動駕駛測試通常比傳統(tǒng)軟件測試消耗更多的時間，加劇了低效問題，且在自動駕駛虛擬仿真測試過程中，通常需要自動駕駛模擬器和自動駕駛系統(tǒng)被測對象通過軟件在環(huán)的方式進(jìn)行實(shí)時在線測試，由于硬件算力以及數(shù)據(jù)傳輸開銷，通常會降低仿真效果以及降低測試的效率，從而大大影響自動駕駛測試的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)對于自動駕駛事故場景生成的效率不高，自動駕駛虛擬仿真對服務(wù)器占用的資源開銷較大，使用高配置圖形渲染服務(wù)器成本昂貴的問題。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，所述方法包括以下步驟：

3、步驟s1：服務(wù)器生成初始測試場景；

4、步驟s2：服務(wù)器選擇初始測試場景或歷史測試場景作為測試任務(wù)，委派給空閑的客戶端節(jié)點(diǎn)；

5、步驟s3：客戶端接收到測試任務(wù)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(lián)合仿真測試環(huán)境進(jìn)行場景執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)車輛動力學(xué)的仿真；

6、步驟s4：客戶端將測試結(jié)果返回服務(wù)器，服務(wù)器對返回的測試結(jié)果進(jìn)行分析和評估，進(jìn)行場景風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測；

7、步驟s5：在服務(wù)器端對需要已經(jīng)完成的歷史測試場景進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測優(yōu)先級排序。

8、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：一個所述服務(wù)器分別與若干個所述客戶端通訊，自動駕駛系統(tǒng)以軟件的方式通過容器部署到各個客戶端節(jié)點(diǎn)上，容器保證各客戶端不會因?yàn)橛布軜?gòu)的差異無法執(zhí)行測試任務(wù)。

9、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟s1中，通過隨機(jī)的方式生成自動駕駛測試場景，并以場景描述文件的方式存儲。

10、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在步驟s2中，當(dāng)空閑的客戶端節(jié)點(diǎn)有若干臺時，優(yōu)先根據(jù)歷史測試執(zhí)行效率較高的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行當(dāng)前測試任務(wù)。

11、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在步驟s3中，由自動駕駛模擬器通過模擬自動駕駛仿真環(huán)境，并將傳感器仿真數(shù)據(jù)通過消息橋接層發(fā)送給自動駕駛軟件，自動駕駛軟件通過對當(dāng)前時刻自動駕駛情況進(jìn)行任務(wù)決策得到最終的控制指令，經(jīng)由消息橋接層，最終傳輸?shù)阶詣玉{駛模擬器，在虛擬仿真環(huán)境里面實(shí)現(xiàn)車輛動力學(xué)的仿真，每幀數(shù)據(jù)如此往復(fù)迭代執(zhí)行在環(huán)測試。

12、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：當(dāng)客戶端處于仿真測試過程時，客戶端狀態(tài)由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)為忙碌狀態(tài)，服務(wù)器不會再分發(fā)測試任務(wù)給忙碌狀態(tài)下的客戶端。

13、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：步驟s4中，當(dāng)自動駕駛?cè)蝿?wù)完成，或者已經(jīng)發(fā)生自動駕駛事故觸發(fā)事件發(fā)生后，客戶端將相應(yīng)的自動駕駛行駛?cè)罩具M(jìn)行保存，并將測試結(jié)果以及測試日志傳輸回服務(wù)器端進(jìn)行結(jié)果分析，測試結(jié)果包括測試日志以及測試情況，并將客戶端忙碌狀態(tài)轉(zhuǎn)為空閑狀態(tài)。

14、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在步驟s5中，服務(wù)器通過急加速和急剎車、急轉(zhuǎn)彎、過度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向次數(shù)以及與其他交通參與者的最小距離作為特征指標(biāo)，綜合評估自動駕駛系統(tǒng)的駕駛質(zhì)量，進(jìn)行場景風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測；

15、急加速ha和急剎車hb檢測：使用車輛縱向加速度與重力常數(shù)的比值表示加速或剎車事件的強(qiáng)度，當(dāng)車輛縱向加速度與重力常數(shù)的比值超過閾值時，將其計(jì)為一次急加速或急剎車事件；

16、急轉(zhuǎn)彎ht檢測：急轉(zhuǎn)彎發(fā)生在車輛試圖以過高速度轉(zhuǎn)彎時，利用橫向速度與方向盤角度的比值作為急轉(zhuǎn)彎指標(biāo)，當(dāng)橫向速度與方向盤角度的比值超過設(shè)定閾值時，定義為一次急轉(zhuǎn)彎檢測；

17、過度轉(zhuǎn)向os和不足轉(zhuǎn)向次數(shù)ls檢測：過度轉(zhuǎn)向發(fā)生在后輪失去抓地力時，車輛轉(zhuǎn)向超過司機(jī)的預(yù)期，不足轉(zhuǎn)向發(fā)生在前輪失去抓地力時，車輛轉(zhuǎn)向不足，當(dāng)過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向超過觸發(fā)閾值時，記為一次過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向；

18、與其他交通參與者的最小距離md檢測：當(dāng)自動駕駛主車與其他交通參與者的最小距離小于設(shè)定閾值時，計(jì)為一次最小距離危險(xiǎn)觸發(fā)；

19、將以上特征指標(biāo)采用加權(quán)的方式計(jì)算自動駕駛質(zhì)量評分：

20、

21、其中、、、、及為各個特征指標(biāo)分配的權(quán)數(shù)，不同的自動駕駛測試場景產(chǎn)生不同的駕駛質(zhì)量評分，評分反映了自動駕駛在仿真測試過程中遇到的干擾程度，即發(fā)生交通事故的概率。

22、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所有歷史測試場景按照駕駛質(zhì)量評分的高低依次進(jìn)入優(yōu)先級隊(duì)列；使用優(yōu)先級排序算法對隊(duì)列中的場景進(jìn)行排序，確保每次取出的都是當(dāng)前優(yōu)先級最高的場景；從隊(duì)列中取出優(yōu)先級最高的場景，進(jìn)行下一次自動駕駛系統(tǒng)的測試；測試完成后，將新的測試結(jié)果及其優(yōu)先級信息反饋到隊(duì)列系統(tǒng)中，實(shí)時更新場景的優(yōu)先級排序。

23、本發(fā)明的有益效果是：利用多臺較低配置的服務(wù)器，以較高效率完成自動駕駛虛擬仿真事故場景生成任務(wù)，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(shù)特征：

1.一種基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，一個所述服務(wù)器分別與若干個所述客戶端通訊，自動駕駛系統(tǒng)以軟件的方式通過容器部署到各個客戶端節(jié)點(diǎn)上，容器保證各客戶端不會因?yàn)橛布軜?gòu)的差異無法執(zhí)行測試任務(wù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，所述步驟s1中，通過隨機(jī)的方式生成自動駕駛測試場景，并以場景描述文件的方式存儲。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，在步驟s2中，當(dāng)空閑的客戶端節(jié)點(diǎn)有若干臺時，優(yōu)先根據(jù)歷史測試執(zhí)行效率較高的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行當(dāng)前測試任務(wù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，在步驟s3中，由自動駕駛模擬器通過模擬自動駕駛仿真環(huán)境，并將傳感器仿真數(shù)據(jù)通過消息橋接層發(fā)送給自動駕駛軟件，自動駕駛軟件通過對當(dāng)前時刻自動駕駛情況進(jìn)行任務(wù)決策得到最終的控制指令，經(jīng)由消息橋接層，最終傳輸?shù)阶詣玉{駛模擬器，在虛擬仿真環(huán)境里面實(shí)現(xiàn)車輛動力學(xué)的仿真，每幀數(shù)據(jù)如此往復(fù)迭代執(zhí)行在環(huán)測試。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，當(dāng)客戶端處于仿真測試過程時，客戶端狀態(tài)由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)為忙碌狀態(tài)，服務(wù)器不會再分發(fā)測試任務(wù)給忙碌狀態(tài)下的客戶端。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，步驟s4中，當(dāng)自動駕駛?cè)蝿?wù)完成，或者已經(jīng)發(fā)生自動駕駛事故觸發(fā)事件發(fā)生后，客戶端將相應(yīng)的自動駕駛行駛?cè)罩具M(jìn)行保存，并將測試結(jié)果以及測試日志傳輸回服務(wù)器端進(jìn)行結(jié)果分析，測試結(jié)果包括測試日志以及測試情況，并將客戶端忙碌狀態(tài)轉(zhuǎn)為空閑狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，在步驟s5中，服務(wù)器通過急加速和急剎車、急轉(zhuǎn)彎、過度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向次數(shù)以及與其他交通參與者的最小距離作為特征指標(biāo)，綜合評估自動駕駛系統(tǒng)的駕駛質(zhì)量，進(jìn)行場景風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，其特征在于，所有歷史測試場景按照駕駛質(zhì)量評分的高低依次進(jìn)入優(yōu)先級隊(duì)列；使用優(yōu)先級排序算法對隊(duì)列中的場景進(jìn)行排序，確保每次取出的都是當(dāng)前優(yōu)先級最高的場景；從隊(duì)列中取出優(yōu)先級最高的場景，進(jìn)行下一次自動駕駛系統(tǒng)的測試；測試完成后，將新的測試結(jié)果及其優(yōu)先級信息反饋到隊(duì)列系統(tǒng)中，實(shí)時更新場景的優(yōu)先級排序。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于分布式異構(gòu)的自動駕駛虛擬仿真事故場景生成方法，服務(wù)器生成初始測試場景；服務(wù)器選擇初始測試場景或歷史測試場景作為測試任務(wù)，委派給空閑的客戶端節(jié)點(diǎn)；客戶端接收到測試任務(wù)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(lián)合仿真測試環(huán)境進(jìn)行場景執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)車輛動力學(xué)的仿真；客戶端將測試結(jié)果返回服務(wù)器，服務(wù)器對返回的測試結(jié)果進(jìn)行分析和評估，進(jìn)行場景風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測；在服務(wù)器端對需要已經(jīng)完成的歷史測試場景進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測優(yōu)先級排序。利用多臺較低配置的服務(wù)器，以較高效率完成自動駕駛虛擬仿真事故場景生成任務(wù)，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(shù)研發(fā)人員：劉川意,姚博韜,黃鑠涵,林杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）（哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳科技創(chuàng)新研究院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29