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技術(shù)文章
基于場景的驗(yàn)證是AD/ADAS（自動(dòng)駕駛和高級(jí)駕駛輔助）系統(tǒng)開發(fā)過程中的重要步驟，它包括對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行一系列預(yù)定義場景的測試。測試中包含的場景越多，尤其挑戰(zhàn)性場景越多，人們對(duì)正在測試的AD/ADAS系統(tǒng)的信心就越高。
一、現(xiàn)有問題
真實(shí)世界駕駛記錄是挑戰(zhàn)性場景的重要來源，但這一過程往往成本高昂且繁瑣。大多數(shù)情況下，真實(shí)世界駕駛記錄中包含許多“空駛里程"，即沒有任何值得關(guān)注的事情發(fā)生的里程（例如車輛在空曠的道路上直線行駛且天氣條件良好）。“空駛里程"對(duì)AD/ADAS系統(tǒng)的驗(yàn)證貢獻(xiàn)微乎其微，一支小型的測試車隊(duì)就能輕松產(chǎn)生PB級(jí)的數(shù)據(jù)。
在面對(duì)巨量數(shù)據(jù)時(shí)，人們通常需要思考幾個(gè)問題：
這些數(shù)據(jù)中有多少是相關(guān)的？
車輛在沒有周圍車輛的情況下行駛了多長時(shí)間？
工程師是否需要手動(dòng)逐個(gè)檢查所有不相關(guān)和無風(fēng)險(xiǎn)的場景？
工程師是否應(yīng)該依賴操作人員（在駕駛過程中）標(biāo)注相關(guān)場景，而忽略其他所有內(nèi)容？
為了解決以上問題，我們發(fā)現(xiàn)能夠自動(dòng)從真實(shí)世界駕駛記錄中識(shí)別挑戰(zhàn)性場景是十分重要的。這可以減少存儲(chǔ)在“熱存儲(chǔ)"（如AWS S3）中的數(shù)據(jù)量，因?yàn)槿藗兛梢詻Q定只將相關(guān)且具有挑戰(zhàn)性的場景存儲(chǔ)在“熱存儲(chǔ)"中，而將剩余數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“冷存儲(chǔ)"（如AWS Glacier）中。
此外，由于只需要檢查相關(guān)場景，自動(dòng)識(shí)別挑戰(zhàn)性場景還可以減少驗(yàn)證工作。而且在將AD/ADAS系統(tǒng)適應(yīng)到新的操作設(shè)計(jì)域（Operational Design Domain，ODD）之前，識(shí)別挑戰(zhàn)性場景也是一個(gè)很好的做法，因?yàn)槿藗兿ＭM可能多地在該特定ODD的各種場景下測試系統(tǒng)的功能。
然而，識(shí)別挑戰(zhàn)性場景并非易事，因?yàn)楸仨殲g覽數(shù)千小時(shí)的駕駛數(shù)據(jù)，并判斷某個(gè)場景是否值得被選中。因此，能夠以一種自動(dòng)且可解釋的方式從駕駛記錄中提取這些場景至關(guān)重要。
二、康謀方案
康謀的技術(shù)能夠自動(dòng)且高效地識(shí)別、分類和提取駕駛記錄中的挑戰(zhàn)性場景，為分析的駕駛?cè)罩咎峁┣逦暾母庞[。IVEX軟件提供有關(guān)分析數(shù)據(jù)的報(bào)告，以便于檢查任何選定的場景，這為大幅度降低檢查駕駛?cè)罩舅韫こ虝r(shí)間帶來了可能，并且能夠降低存儲(chǔ)成本，同時(shí)減少測試的工作量。
1、識(shí)別具有挑戰(zhàn)性場景的方法
識(shí)別挑戰(zhàn)性場景的第一步是使用配備傳感器的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)收集駕駛數(shù)據(jù)。通常，這些數(shù)據(jù)采集平臺(tái)應(yīng)能夠記錄定位和傳感器信息（圖像、點(diǎn)云等）。數(shù)據(jù)采集平臺(tái)可以是由人類駕駛員手動(dòng)駕駛的車隊(duì)。
在收集到數(shù)據(jù)后，可以使用IVEX識(shí)別挑戰(zhàn)性場景并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。IVEX包含不同的指標(biāo)，從基于行為的安全指標(biāo)（例如ISO 15623的定義的碰撞時(shí)間TTC）到基于感知的指標(biāo)（例如消失物體檢測）。
IVEX使用多種指標(biāo)的組合來評(píng)估每個(gè)駕駛片段，并提取出被認(rèn)為是挑戰(zhàn)性場景的部分。用戶還可以向平臺(tái)添加自定義指標(biāo)。識(shí)別出的挑戰(zhàn)性場景可以導(dǎo)出為不同的格式，如OpenScenario、CSV、JSON，或者簡單地鏈接到原始數(shù)據(jù)輸入。
2、道路施工挑戰(zhàn)性場景案例
道路施工的情境下，自車需要行駛于通常建立在路肩的臨時(shí)車道上。盡管我們知道并非所有AD/ADAS都需要處理這類場景事件，但根據(jù)自動(dòng)駕駛的級(jí)別和ODDs的不同，這種情況仍然會(huì)構(gòu)成挑戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)納入測試集。
根據(jù)美國汽車工程師學(xué)會(huì)（Society of Automotive Engineers, SAE）的自動(dòng)化等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)處于2級(jí)或3級(jí)的系統(tǒng)進(jìn)入這種場景時(shí)，應(yīng)能夠及時(shí)解除自動(dòng)駕駛并通知駕駛員；而對(duì)于4級(jí)或5級(jí)的系統(tǒng)，這種情況可能會(huì)打破ODD的假設(shè)，需要遠(yuǎn)程操作員接管或者通知自駕車隊(duì)意料之外的道路施工區(qū)域。
本文的案例是一個(gè)從布魯塞爾出發(fā)往巴黎并返回布魯塞爾、歷時(shí)8小時(shí)的駕駛記錄。完整的駕駛記錄文件大小約為2TB。我們使用IVEX從中提取出了幾個(gè)挑戰(zhàn)性場景（總計(jì)5分鐘），將錄制存儲(chǔ)減少到20GB，節(jié)省了一個(gè)數(shù)量級(jí)的存儲(chǔ)。
圖1：檢測到具有挑戰(zhàn)性的場景：道路施工區(qū)域
以提取出的7秒循環(huán)場景為例，這個(gè)場景包含了非常復(fù)雜的上下文信息。首先，由于這是一個(gè)道路施工區(qū)域，通常使用黃色車道標(biāo)記來指示車道區(qū)域和可行駛區(qū)域。然而，從圖片中可以看出，這些黃色車道標(biāo)記并不容易區(qū)分，舊的白色道路標(biāo)線仍然非常明顯，這使得情況更加具有挑戰(zhàn)性。其次，由于新的車道標(biāo)記，自動(dòng)駕駛車輛必須行駛在通常禁止通行的區(qū)域（例如圖示底部白色導(dǎo)流線區(qū)域）和路肩區(qū)域。最后，有一個(gè)位置不太好的交通標(biāo)志指示了70公里/小時(shí)的臨時(shí)限速，AD/ADAS應(yīng)該能夠檢測到這一點(diǎn)并給出相應(yīng)反饋。
圖2：在高速公路上進(jìn)行7秒循環(huán)的復(fù)雜道路施工場景
三、結(jié)論
我們展示了使用IVEX檢測到的挑戰(zhàn)性場景。正如我們所見，挑戰(zhàn)性場景的檢測是一項(xiàng)貫穿自動(dòng)駕駛系統(tǒng)堆棧所有核心功能的活動(dòng)。它需要檢查輸入傳感器、感知組件輸出以及實(shí)現(xiàn)的行為。
我們認(rèn)為，從駕駛?cè)罩局姓页鼍哂刑魬?zhàn)性的場景是推動(dòng)AD/ADAS廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。能夠輕松地從實(shí)際駕駛記錄中提取相關(guān)場景，是有效進(jìn)行AD/ADAS驗(yàn)證過程的基本特征。
期待您繼續(xù)關(guān)注康謀之后的文章，我們將分享有關(guān)AD/ADAS的基于場景的驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析的更多信息。
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