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  • 湘江智能联合百度Apollo打造国内首个全无人7*24小时不间断封闭测试场
  • 发布时间:2020-09-28 10:47:00      点击率:
  •     随着自动驾驶产品的不断进步,对车辆的测试需求也在不断变化——测试车辆上不再有安全员,测试过程需要高度的自动化,甚至一辆真正意义上的L4级别车辆可能不再有方向盘、刹车和油门,多年来一直伴随着自动驾驶研发测试的人类安全员不能再像以往那样“接管”车辆;测试过程需要更加精细,保证场景的高度还原以考察车辆行为的细微变化;可靠性测试的投入越来越大,车辆需要夜以继日不断的长时间测试;测试的场景越来越极限,需要降低测试危险性。这些测试需求都指向了7*24小时无人化封闭测试场地。
     
        9月15日,长沙市政府召开新闻发布会,正式发布了《长沙市关于推进智能网联汽车应用示范的指导意见(试行)》、《长沙市智能网联汽车测试及示范区域拓展方案》、《长沙市智能网联汽车无驾驶人自动驾驶功能测试规程-乘用车版》、《长沙市智能网联汽车无驾驶人测试道路选线方案》等4个文件,并基于严格的技术评估和专家论证,向湖南阿波罗智行科技有限公司发放了全国首批试运营示范通知书和无驾驶人测试通知书。由此,乘用车的无驾驶人自动驾驶功能测试项目正式录入长沙智能汽车测试的“必考清单”。
        如果你经常关注自动驾驶技术,一定知道在自动驾驶车辆驶入开放道路前,一定会经过在封闭场地内的测试。封闭场地测试以其不可替代的真实性、可控性,始终占据着自动驾驶测试中重要的一环,通过假人、假车等测试设备模拟真实道路的场景,测试车辆的安全性、可靠性。一般封闭场地内会有三个角色的工作人员:系统测试员、设备操作员、车辆安全员。系统测试员负责车辆的起点、终点设置,并且记录分析行驶过程中遇到的各种问题。测试设备操作员会根据事先约定的测试计划,操作假人、假车等设备在适当的时机构造场景。如果很不幸,当前版本的自动驾驶系统出现了故障或无法应对一些场景,那么安全员就要发挥他的作用了。安全员长期以来一直扮演着自动驾驶研发测试过程中“守护神”的角色,研发测试过程中难免会出现预期以外的情况,此时安全员会第一时间接管车辆以保障测试的安全。假如没有了系统测试员、设备操作员和车辆安全员,那测试该如何进行呢?谁去操作车辆、设备?如果新版系统出现了问题,谁来记录分析以及保证测试过程的安全呢?湘江智能与百度公司在这一领域上开展了积极的探索,联手打造了国内首个7*24小时自动驾驶无人化封闭测试场,这块测试场位于国家智能网联汽车(长沙)测试区东片区,目前已投入日常测试使用。


    ▲ 位于国家智能网联汽车(长沙)测试区内的

    7*24小时自动驾驶无人化封闭测试场
     

        为了实现封闭测试支持完全无人驾驶的测试,724自动驾驶无人化测试场具有以下特点:

    • 联网化——利用多种网络对车、场、测试设备等所有测试元素建立互联互通的能力,实现对7*24无人化封闭测试场所有测试元素实时控制和集中调度 
     一体化——打造一体化测试调度和管理平台,对车、场、云的一体化管理,具备对测试车辆、测试设备、测试环境集中化管理能力,结合云端场景库全局掌控测试过程,实时收集和分析测试数据,实现实时出测试结果的能力
    • 自动化——通过对测试设备自动化控制,实现场景构建完全自动化,保证场景构造的高度一致性,同时具备测试数据自动分析功能,使整个测试过程高效、有序、可控,从而保证测试结果可靠和一致性
    • 无人化——具备多重安全防护能力,确保场地内完全无人以及被测车辆无安全员状态下的测试安全,实现测试全程无人化,支持7*24小时不间断可靠性测试,大幅节省测试人力成本
    • 场景虚实结合化——利用车辆在环(Vehicle In Loop,VIL)虚实结合测试技术和场景柔性设计思路,实现在有限场地内构建丰富的交通流场景和极端工况碰撞类场景
         为了实现联网化、一体化、自动化和完全无人化等特点,724自动驾驶无人化测试场开发一个全局控制系统——SccS(Strategic command control System),SccS系统实现了车、场、云一体化,具备对测试车辆、测试设备、测试环境、测试场景的集中化管理,实现测试过程的高度自动化。借助SccS系统可以极大的提高封闭场地测试效率,系统会根据预先设定的测试任务,触发被测车辆行驶并在场地内构造相应的测试场景,以考察被测车辆的应对能力。SccS系统对接的场景库内容既来自于百度丰富的道路测试场景,也包含了湘江智能建设运营的长沙“两个100公里”开放道路项目积累的大量真实交通场景数据,通过虚实结合场景构建技术在724自动驾驶无人化测试场内实现全场景的构建。测试场景可以自动化的连续执行,如果被测车辆没有成功的通过一项测试,系统会详细的记录问题给出数据分析,然后执行下一项测试,直到测试终止。
     

    ▲ 一体化“车、场、云”调度控制的SccS系统

     
        通过多种通讯网络,SccS系统实现了对所有测试设备集中管理,保证测试数据实时传输和计算。这个系统掌握了场地中的所有数据,场地内所能见到的一切可移动物体或者测试道具都在SccS系统的控制之下,如果一个假人的电量剩余不多了,SccS系统甚至会指挥它走出场地充电,并且替换一个“休息”回来的假人。
        完全的自动化可以保障场景构建的高度还原,并且保证一致性,不会引入人为操纵带来的随机偏差。尤其是在交互博弈类场景构建方面,SccS系统更具有突出的优势,测试设备在SccS系统的调度下可以实时根据被测车辆的行为来调整自身的速度及路线,以构建预期的测试场景。
        实现了测试调度以及问题记录的自动化仅是无人化测试的第一步, 724自动驾驶无人化测试场最大的技术挑战还包括在无安全员条件下保障测试过程的安全。因此必须利用先进的技术手段,实现一个可靠的安全防护系统。湘江智能与百度共同研发的这套多重安全防护系统(MSP)融合了相互独立的多重防护机制,对测试过程中的可能发生的意外进行层层防护。MSP系统由车端防护以及场端防护两部分组成,系统在设计过程中遵循了以下原则:
    • 遵循ISO26262的要求,充分考虑系统故障、供电中断等情况下的安全保障
    • 遵循ISO21448的要求,明确运行条件,在超出预期时具备终止测试的能力
    • 系统运行与被测车辆解耦,可部署至多种车型,与自动驾驶系统无强耦合关系
        自动驾驶测试过程中最常见的两类安全问题分别是碰撞和脱离道路,MSP车端防护系统首先覆盖了这两类测试安全风险。为了充分的测试被测车辆,MSP系统不会过早的接管车辆,而是在车辆与测试障碍物发生碰撞后才及时接管车辆,以保障被测车辆不造成额外的损伤(这里有一个例外,如果测试目的就是考察车辆碰撞后的反应时,车身碰撞检测将被关闭)。对于被测车辆脱离道路的情况,MSP系统通过电子围栏的方式对车辆进行监督,MSP的定位系统独立于被测车辆,并且采用了融合定位技术,以保障自身的可靠性。

    ▲ 车端设备-高集成度数据采集及分析车载一体机
     
        另外,还有一类测试安全隐患——无关人员闯入。MSP系统通过场端防护可以有效的降低这类风险,当有无关人员误入测试场地时,MSP系统会发出报警并终止测试过程。

    ▲ 端设备-路侧感知监控(全场无盲区覆盖)
     
       MSP系统依据被测车辆的不同会包含了一个或多个物理执行器,其安装于被测车辆,无论是车端防护系统或是场端防护系统发出的接管命令,最终都由物理执行器作用于车辆。物理执行器通过机械传动具有极高的可靠性,并且设计上为“常闭”,即使在极端的突然断电故障发生时也能迅速的制动车辆终止测试。

    ▲ 车端设备-MSP系统用于制动的刹车机器人
     
        结合SccS全局控制功能与MSP系统的多重防护功能,可实现7*24小时的无人化封闭场地测试,并且适应白天、夜间、雨雾等多种天气条件。在现今测试需求不断增加的背景下,无人化封闭测试场同样也是降低人力投入成本的最佳方案。
    ▲ 车端测试设备
        随着自动驾驶产品逐渐成熟,必然会进入到无驾驶人的阶段,在这一过程中无人化测试场是必不可少的一环。该测试场将作为长沙市无驾驶人自动驾驶车辆应用示范的重要场地,湘江智能公司也将基于该测试场和相关测试技术,进一步完善无驾驶人自动驾驶评测体系,为无驾驶人测试牌照发放提供进一步依据。