基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法和系统与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法和系统。


背景技术：

2.自动驾驶或辅助驾驶在商业化应用之前要经过大量的测试，但测试场景的复杂性和人员的安全性给自动驾驶测试带来了极大的挑战。因此，基于场景库的仿真测试是自动驾驶测试的必由之路。仿真测试主要通过构建各种复杂的场景包括危险以及难以复现等场景，实现自动驾驶感知、决策规划、控制等算法的闭环仿真测试，解决了场景复杂性和人员安全性问题。
3.现有仿真场景的搭建均是人工将自然驾驶场景数据输入仿真软件中搭建的，不仅人工投入成本较大，效率低，且容易由于数据输入错误导致输出的场景与实际场景存在差异等问题。
4.因此，如何提供一种更为高效的自动驾驶仿真测试方法和系统成为了业内亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法和系统，用以解决现有技术中投入成本较大，效率低，且容易由于数据输入错误导致输出的场景与实际场景存在差异的缺陷，实现更为高效的自动驾驶仿真测试。
6.本发明提供一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，包括：
7.根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；
8.以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；
9.基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；
10.所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
11.根据本发明提供的一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，所述基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试的步骤包括：
12.在预设的范围内，调整所述测试场景中数据单元的参数，得到与所述测试场景对应的多个扩展测试场景；
13.在所述扩展测试场景下进行所述自动驾驶仿真测试。
14.根据本发明提供的一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，所述输入数据是基于路测数据、法规场景数据或者逻辑场景数据提取的，包括主车辆类型、交互车辆数量、交互车辆类型、主车辆所属车道、交互车辆所属车道、主车辆运动状态、交互车辆运动状态、道路类型、道路材质、道路曲率、道路限速以及天气信息中的任一者或任多者组合。
15.根据本发明提供的一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，所述输入数据为文本数据；所述数据单元是根据所述输入数据映射得到的二进制数据；所述满足设定条件的数据单元集合是基于满足设定条件的、二进制的所述数据单元映射得到的可检索集合。
16.根据本发明提供的一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，所述数据单元包括：
17.基于所述主车辆类型、主车辆所属车道以及主车辆运动状态映射得到的主车辆数据单元；
18.基于所述交互车辆类型、交互车辆所属车道以及交互车辆运动状态映射得到的交互车辆数据单元；
19.基于所述道路类型、道路材质、道路曲率以及道路限速映射得到的道路数据单元；以及，
20.基于所述天气信息映射得到的天气数据单元。
21.根据本发明提供的一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，所述满足设定条件的数据单元集合包括至少一个道路数据单元、至少一个天气数据单元以及至少一个车辆数据单元；所述车辆数据单元是指主车辆数据单元和/或交互车辆数据单元。
22.本发明还提供一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试系统，包括：
23.关键词模块，用于根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；
24.场景模块，用于以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；
25.测试模块，用于基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；
26.所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
27.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法的步骤。
28.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法的步骤。
29.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法的步骤。
30.本发明提供的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法和系统，通过包括任一合法测试场景的场景数据库进行场景检索，能够在所述输入数据的基础上，检索得到全部可能的、对应于测试需求的测试场景，避免了现有技术中场景构建单一、有遗漏的问题；
31.同时，由于预先构建了所述场景数据库，后续的测试过程仅需基于所述场景数据库检索即可获得测试场景，而无需针对每次测试的特有需求进行专门的测试场景构建，即在所述输入数据未调整的情况下，单次的场景库构建能够支持不限次数的测试，有效提高了测试效率；
32.进一步地，场景数据库包括任一合法测试场景，则以所述测试关键词检索场景数
据库的步骤中，若检索结果为空值，即可反推得知所述输入数据缺少对应于所述测试关键词(亦即测试需求)的内容，为后续场景库的迭代和完善提供了良好的基础。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明提供的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法的流程示意图；
35.图2是本发明实施例提供的测试流程示意图；
36.图3是本发明提供的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试系统的结构示意图；
37.图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
38.附图标记：
39.1：关键词模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
2：场景模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3：测试模块；
40.410：处理器；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
420：通信接口；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
430：存储器；
41.440：通信总线。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.下面结合图1、图2描述本发明的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法。
44.如图1所示，本发明实施例提供一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，包括：
45.步骤102，根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；
46.步骤104，以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；
47.步骤106，基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；
48.所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
49.在一个优选的实施方式中，所述数据单元还包括障碍物数据单元，所述障碍物数据单元包括行人数据单元、非机动车数据单元、锥桶数据单元以及其它障碍物数据单元。
50.本实施例中，合法测试场景是根据设定条件成立的，在一个优选的实施方式中，所述满足设定条件的数据单元集合包括至少一个道路数据单元、至少一个天气数据单元以及至少一个车辆数据单元；所述车辆数据单元是指主车辆数据单元和/或交互车辆数据单元。
51.所述交互车辆是指自动驾驶测试中，被测车辆以外的车辆。
52.所述自动驾驶测试包括l0-l5的各级别自动驾驶测试，即辅助驾驶测试同样可以基于本实施例方法实现。
53.本实施例中，所述场景数据库的构建步骤应早于步骤102、步骤104以及步骤106，在所述输入数据不变的前提下，步骤102、步骤104以及步骤106可以基于所述场景数据库，根据相同或不同的自动驾驶测试需求重复执行。
54.在一个优选的实施方式中，所述场景数据库的构建步骤可以基于python语言实现，即所述python程序通过输入数据得到数据单元和/或场景数据库；
55.步骤106中的自动驾驶测试可以基于vtd仿真软件或ecu test软件执行。
56.本实施例的有益效果在于：
57.通过包括任一合法测试场景的场景数据库进行场景检索，能够在所述输入数据的基础上，检索得到全部可能的、对应于测试需求的测试场景，避免了现有技术中场景构建单一、有遗漏的问题；
58.同时，由于预先构建了所述场景数据库，后续的测试过程仅需基于所述场景数据库检索即可获得测试场景，而无需针对每次测试的特有需求进行专门的测试场景构建，即在所述输入数据未调整的情况下，单次的场景库构建能够支持不限次数的测试；
59.进一步地，场景数据库包括任一合法测试场景，则以所述测试关键词检索场景数据库的步骤中，若检索结果为空值，即可反推得知所述输入数据缺少对应于所述测试关键词(亦即测试需求)的内容，为后续场景库的迭代和完善提供了良好的基础。
60.根据上述实施例，在本实施例中：
61.所述基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试的步骤包括：
62.在预设的范围内，调整所述测试场景中数据单元的参数，得到与所述测试场景对应的多个扩展测试场景；
63.在所述扩展测试场景下进行所述自动驾驶仿真测试。
64.本实施例通过预设范围表的方式，拓展了所述测试场景，使得步骤106的测试过程能够基于不同的参数(如车辆速度、雨雪天气的降水量、道路曲率等)范围执行。
65.根据上述任一实施例，在本实施例中：
66.所述输入数据是基于路测数据、法规场景数据或者逻辑场景数据提取的，包括主车辆类型、交互车辆数量、交互车辆类型、主车辆所属车道、交互车辆所属车道、主车辆运动状态、交互车辆运动状态、道路类型、道路材质、道路曲率、道路限速以及天气信息中的任一者或任多者组合。
67.其中，所述车辆类型包括家用轿车、suv、跑车、包括载重数值的货车、油罐车等；所述车辆所属车道可以为处于单一车道内的车道信息，也可以为跨越两条车道(对于特种车辆，可能存在跨越更多车道的情况)的预备变道信息；所述车辆运动状态包括车辆的速度矢量、加速度矢量、车头朝向等；所述道路类型包括封闭道路(可以进一步细分为高速道路、城市快速路等)和非封闭道路(可以进一步细分为城市道路、乡道等)；所述道路材质包括柏油路、水泥路等；所述道路曲率是指随道路延伸方向变化的系列值或函数值；所述天气信息包括雨、雪、雾等。
68.进一步地，所述输入数据为文本数据；所述数据单元是根据所述输入数据映射得到的二进制数据；所述满足设定条件的数据单元集合是基于满足设定条件的、二进制的所述数据单元映射得到的可检索集合。
69.所述数据单元包括：
70.基于所述主车辆类型、主车辆所属车道以及主车辆运动状态映射得到的主车辆数据单元；
71.基于所述交互车辆类型、交互车辆所属车道以及交互车辆运动状态映射得到的交互车辆数据单元；
72.基于所述道路类型、道路材质、道路曲率以及道路限速映射得到的道路数据单元；以及，
73.基于所述天气信息映射得到的天气数据单元。
74.在一个优选的实施方式中，所述场景数据库的构建步骤如下。
75.步骤202，基于文本格式的输入数据，得到二进制的数据单元；
76.步骤204，将满足设定条件的数据单元组合中，各二进制的数据单元汇总，构成集合作为合法测试场景；
77.步骤206，将所述合法测试场景中，各数据单元的二进制数据转换为对应于设定测试软件或仿真软件的可编辑格式，得到场景数据库。
78.本实施例通过二进制数据进行合法测试场景的组合，与现有计算机系统的匹配程度更好，占据空间更小，能够更为高效的处理复杂的数据集合。
79.根据上述任一实施例，下面将提供一种包括具体执行程序的实施例。
80.本实施例能够在提取不同自动驾驶场景数据的基础上，通过数据分析提取仿真场景所需数据的相关关键字段属性，并对数据格式进行转化，输入仿真软件vtd中生成仿真场景，并通过ecu test生成测试案例，将其输入仿真测试系统中实现高效的运行。
81.本实施例中，通过python将法规场景、实际路测场景、逻辑场景获得的excel数据文件转变成binary文件。将binary文件分别输入vtd仿真软件中，生成opendrive格式的文件，即xml格式的文件，并将binary文件输入ecu test生成pkg格式的测试文件，将生成的xml文件与pkg文件输入仿真环境中进行测试。
82.具体地，如图2所示，本实施例的步骤流程如下：
83.步骤302，根据法规场景、逻辑场景以及现场经验场景中的任一者或任多者组合，得到场景定义表；所述场景定义表可以为excel软件的xls、xlsx等格式；
84.步骤304，利用python程序中的子程序，即第一生成模块、第二生成模块等，将所述场景定义表转换为二进制的数据单元并进行合法组合，得到二进制的场景数据库，即binary数据；
85.步骤306，将所述binary数据经用户筛选后，进行参数扩展，并由adu域控制器(自动驾驶域控制器)执行测试。
86.值得说明的是，所述binary数据的筛选过程是基于关键词进行的，而binary数据本身，作为二进制数据，虽然有利于存储和运算，但对检索操作的友好程度较低，因此用户筛选过程中，可以将所述binary数据转换为可检索文件后，在进行检索筛选；
87.所述binary数据转换为可检索文件的步骤可以基于仿真软件，如ecu test或者vtd进行。
88.更进一步地，不同的仿真软件对应的可检索文件格式并不相同，例如vtd仿真软件对应着opendrive格式的文件，即xml格式的文件；ecu test软件对应着pkg格式。
89.本实施例的有益效果在于：
90.通过对不同的自动驾驶场景的数据提取关键属性以及对格式进行转换，并输入到vtd中高效的搭建各种复杂的虚拟场景，并将仿真场景转换为xml格式，同时通过ecu test生成测试样例，输入仿真测试系统中实现高效的运行。
91.下面对本发明提供的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试装置进行描述，下文描述的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试装置与上文描述的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法可相互对应参照。
92.本发明实施例还提供一种基于场景数据库的自动驾驶仿真测试系统，包括：
93.关键词模块1，用于根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；
94.场景模块2，用于以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；
95.测试模块3，用于基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；
96.所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
97.进一步地，所述测试模块3包括
98.扩展单元，用于在预设的范围内，调整所述测试场景中数据单元的参数，得到与所述测试场景对应的多个扩展测试场景；
99.仿真单元，用于在所述扩展测试场景下进行所述自动驾驶仿真测试。
100.所述输入数据是基于路测数据、法规场景数据或者逻辑场景数据提取的，包括主车辆类型、交互车辆数量、交互车辆类型、主车辆所属车道、交互车辆所属车道、主车辆运动状态、交互车辆运动状态、道路类型、道路材质、道路曲率、道路限速以及天气信息中的任一者或任多者组合。
101.所述输入数据为文本数据；所述数据单元是根据所述输入数据映射得到的二进制数据；所述满足设定条件的数据单元集合是基于满足设定条件的、二进制的所述数据单元映射得到的可检索集合。
102.所述数据单元包括：
103.基于所述主车辆类型、主车辆所属车道以及主车辆运动状态映射得到的主车辆数据单元；
104.基于所述交互车辆类型、交互车辆所属车道以及交互车辆运动状态映射得到的交互车辆数据单元；
105.基于所述道路类型、道路材质、道路曲率以及道路限速映射得到的道路数据单元；以及，
106.基于所述天气信息映射得到的天气数据单元。
107.所述满足设定条件的数据单元集合包括至少一个道路数据单元、至少一个天气数据单元以及至少一个车辆数据单元；所述车辆数据单元是指主车辆数据单元和/或交互车辆数据单元。
108.本实施例的有益效果在于：
109.通过包括任一合法测试场景的场景数据库进行场景检索，能够在所述输入数据的基础上，检索得到全部可能的、对应于测试需求的测试场景，避免了现有技术中场景构建单一、有遗漏的问题；
110.同时，由于预先构建了所述场景数据库，后续的测试过程仅需基于所述场景数据库检索即可获得测试场景，而无需针对每次测试的特有需求进行专门的测试场景构建，即在所述输入数据未调整的情况下，单次的场景库构建能够支持不限次数的测试；
111.进一步地，场景数据库包括任一合法测试场景，则以所述测试关键词检索场景数据库的步骤中，若检索结果为空值，即可反推得知所述输入数据缺少对应于所述测试关键词(亦即测试需求)的内容，为后续场景库的迭代和完善提供了良好的基础。
112.图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communications interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，该方法包括：根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
113.此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
114.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，该方法包括：根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
115.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于场景数据库的自动驾驶仿真测试方法，该方法包括：根据自动驾驶仿真测试的需求确定测试关键词；以所述测试关键词检索场景数据库，得到测试场景；基于所述测试场景进行所述自动驾驶仿真测试；所述场景数据库包括任一合法测试场景；所述合法测试场景是指满足设定条件的数据单元集合；所述数据单元是通过输入数据生成的，包括主车辆数据单元、交互车辆数据单元、道路数据单元以及天气数据单元。
116.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可
以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
117.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
118.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。