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面向智能驾驶仿真测试的数字孪生场景生成方法研究与验证
| 论文题名： | 面向智能驾驶仿真测试的数字孪生场景生成方法研究与验证 |
| 关键词： | 智能驾驶;仿真测试;数字孪生;场景生成 |
| 摘要： | 随着仿真测试技术的进步和广泛应用，自动驾驶行业在测试量上分配的目标是：99.9%的测试量由仿真软件完成、0.09%的测试量在封闭场地内进行、剩下的0.01%在实路上完成，这样的测试量占比可以使自动驾驶汽车的研发更加高效、经济。基于场景的仿真测试方法能够模拟不同的真实场景，可以实现对各种实际情况下车辆运行状态和稳定性的评价，从而加快自动驾驶商用时代的进程。结合数字孪生技术虚实映射、全生命周期和快速迭代等特点，本文对面向智能驾驶仿真测试的数字孪生场景生成方法展开研究，分别基于数据和模型对场景的生成方法进行验证，以不同的方法构建测试场景。同时还设计了道路文件和场景文件的一键式生成器，节约了测试周期与测试成本。本文的主要工作如下： （1）针对数据驱动的数字孪生场景，进行数据预处理和场景复现。首先，将采集到的原始交通流视频导入George软件，对车辆轨迹进行标注，得到车辆的行驶轨迹信息。接着，按照设计标准编写程序，对所有车辆数据进行坐标系转换、车辆重心位置确定和车辆偏航角计算等处理，实现自动化批量处理。最后，按照真实十字路口对道路进行建模，并将处理好的数据导入CarMaker仿真软件中仿真演示，高度还原了原始交通流中部分直行道路和左转道路的交通流场景。 （2）针对模型驱动的数字孪生场景，开展功能场景搭建和实验分析。利用CarMaker仿真软件对车辆进行建模，基于建立好的车辆模型对ACC和AEB两个ADAS场景进行场景构建及验证工作：在ACC功能场景实验中，首先搭建好硬件在环平台，并构建有无干扰对比的跟车工况，实验结果表明，主车搭载的ACC算法模块能够将速度稳定在一定范围内，并成功完成了跟车实验；在AEB功能场景实验中，根据C-NCAP设计了由不同速度、不同占空比等参数组合的近端碰撞行人和远端碰撞行人的场景。并在硬件在环平台上验证了ADAS算法场景，丰富了自动驾驶测试场景库。 （3）针对混合驱动的数字孪生场景，设计自动生成工具并实现场景仿真。首先设计了OpenDRIVE一键式道路生成器，导入按照标准处理的实采道路数据后成功自动生成xodr道路文件。同时，还设计了OpenSCENARIO一键式场景生成器，导入按照标准处理的实采车辆轨迹数据、道路文件和预设的初始状态后自动生成xosc场景文件，并在仿真软件中成功复现了交通流场景。通过两个一键式生成器的设计，提高了场景文件的生成速率，并加速了仿真测试的进程。 |
| 作者： | 郑开超 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 余荣;于吉涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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