自动驾驶模拟试验构成要素和验证

自动驾驶技术是指，驾驶员指定目的地后，让汽车通过最佳路径来自行驾驶的技术。为了能将此技术迅速应用于实际生活中，世界很多企业都在进行开发，且运用模拟验证、实车验证等多种验证方法来确认开发技术是否可正常运转。在本篇文章中，我们将来了解一下诸多验证方法中的自动驾驶模拟验证方法。

1.自动驾驶模拟验证概要

自动驾驶模拟是指不使用实际车辆及传感器，而是利用虚拟车辆、传感器、行驶环境等进行的自动驾驶，通过该模拟技术可验证开发的自动驾驶软件是否能够正常运行。即，我们可以利用虚拟的自动驾驶来代替现实的自动驾驶进行验证。

<图片1>实际自动驾驶和虚拟自动驾驶

2. 自动驾驶模拟验证的必要性

那么，为什么不在车辆上安装自动驾驶软件进行验证，而要通过模拟来进行验证呢?

第一个理由是安全。如果开发的自动驾驶技术动作失误或出现错误，会带来人员及物质上损害，因此无法直接利用车辆进行测试。

第二个理由是道路上可能发生的环境变化，气象变化，无法在现实中一一进行测试。因为在现实道路中我们既无法通过控制各种条件来创造一个满意的测试环境，也无法保证可以在同样条件下反复进行测试。

第三个理由是验证时间和费用的效率性。丰田汽车总经理丰田章男在巴黎车展上表示:“要想充分验证自动驾驶汽车，需要进行142亿公里左右的行驶试验。” 如果使用实际车辆进行验证，将耗费大量的人力/时间/空间/费用，完成验证几乎是不可能的。

因此，与其直接测试适用自动驾驶技术的实际汽车，更应该通过虚拟模拟技术来进行安全有效的验证。

3. 自动驾驶模拟试验构成要素

那么要进行自动驾驶模拟试验需要哪些要素呢? 基本上需要虚拟传感器、虚拟汽车、虚拟驾驶环境、脚本及开发完成的自动行驶SW。下面逐个介绍一下：

(1)虚拟传感器

虚拟构建实际自动驾驶所需的雷达、激光雷达、相机、GPS等传感器，生成与实际类似的自动驾驶所需的数据。以该传感器数据为基础，可实现自动行驶SW的认知/判断。

<表1虚拟传感器类型及说明>

(2)虚拟车辆

要准确模拟自动驾驶车辆，特别是速度、转向控制及实际车辆的动特性等都要反映出来，才能进行正确的验证。

(3)虚拟驾驶环境

虚拟行驶环境是指在模拟现实环境的电脑上虚拟行驶环境，需要包括道路周边环境和天气等。

<表2>行驶环境分类

(4)场景

为创建自动驾驶环境，设置自动行驶车辆、周边环境、周边车辆的动向及位置。

(5)自动驾驶软件

实际车辆上搭载的识别、判断、控制算法等软件。

<表3>自动驾驶SW构成及说明

到目前为止，我们简单了解了自动驾驶模拟验证的概要/必要性/构成要素。在接下来的文章里将介绍自动驾驶软件开发阶段的模拟验证技术与方法，敬请关注。

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