自动驾驶市场及其潜在问题解决方案_自动驾驶面临的问题和解决方法

摘要

自动驾驶迅速发展，以不同速率开辟了多种不同的市场——自动送货车，无人小巴，自动矿车等。这篇文章是关于这些市场的测试验证需求，介绍如何使用一种单一的，可扩展的，基于场景的验证语言来表达如制动失败、后方超车、自动跟车等常见场景和特定于使用环境的场景。同时，也会介绍实现上述应用场景的解决方案OpenSCENARIO 2.0.

1.多种不同市场

自动驾驶汽车的应用显然不局限于单一应用领域。能够开辟很多丰富的子市场，比如：

• 城市Taxi
• 封闭区域自动重卡
• 自动送货车
• 固定路线全速巴士
• 低速自动游览巴士
• 高速自动运输车
• 高速自动巡航(ADAS+到L3)
• ……

除此之外，还有更多的子市场。

除了按自动驾驶车辆上的功能划分，还可以按工作环境划分市场。因此，自动驾驶汽车的子市场规模还是足够庞大的，每个子市场都有自己的竞争。

这些市场有的已经慢慢扩大，比如澳大利亚矿山的无人矿卡已经流行；也有的才刚刚起步，比如印度加尔各答无人出租车刚刚运作。

2.新冠病毒影响后

经过新冠病毒全球范围的影响后，许多科技公司允许员工在家办公，放缓了许多项目开发进度。尤其是自动驾驶行业，因为需要更多的现场验证和开发。

另一方面，我们可以发现，如无人送货车、运输机器人，港口自动叉车等自动驾驶子市场变得更受重视。人们在劫后余生醒悟到这些市场的必要性。

有论文指出，尽管新冠病毒放缓了很多科研项目，但是无人送货车、运输机器人等项目反而被加快推进。

根据官方数据，2020年2月份宁波市只有800名卡车司机在工作，而正常情况下应有24,000名集装箱卡车司机。造成这种原因是卡车司机由于隔离检疫而无法上班，而一些司机担心受到感染自愿休息。

现在新冠病毒仍在肆虐，还会有许多城市遭遇如此情况。也就说明，未来这些城市会有部署无人送货车的市场，而这个市场落地的阻碍之一就是验证。因为相关法规和公众信任很难满足。

近期，许多实地测试已经停止，更多转变为虚拟测试。这种趋势也会继续持续下去。这两种测试手段我们都需要，但基于现在的情况来看，虚拟测试的效率会更高。

3.按市场分的方案

假设您的公司正在为上述其中之一的子市场构建自动驾驶方案，那么您和您的供应商必须：

• 开发基本功能(比如驾驶)
• 开发适配于市场环境的功能（比如装载系统）
• 验证基本功能
• 验证适配于市场环境的功能

我们主要来看验证功能。需要考虑不同情况，如下图所示。图中显示了一些自动驾驶汽车市场需要验证的功能。

举例让您更能对此有所了解：假设您要负责验证各个密闭区域内的自动卡车运输：

• 您必须考虑特殊情况，例如倾卸货物或吊集装箱时如何反应
• 您必须考虑常见情况，例如恶劣天气、制动失败、提前行车制动等
• 虽然场景限定在密闭区域，但是仍有可能出现误闯入的行人，您也需要考虑
• 如果您的卡车会上高速路，那么也要额外考虑园区到高速路场景的转变

实际上，很难规划特定市场下需要验证的所有条件。比如，匹兹堡的一个送货机器人事故。它没有做任何违背它本身逻辑的事，仅仅是在人行横道入口处静止不动，就妨碍了一位坐轮椅的女士从街道进入人行横道。

然而上述风险与所有自动驾驶车辆（包括送货机器人）都必须担心的基本风险（比如躲避障碍）无关。

这个风险可能仅存于送货机器人，但是，我们可以从这个风险引申到所有自动驾驶车辆，创建“禁止自动驾驶设备阻止行人进入安全街道”这一场景。

4.让验证更有效

那么如何对一种特定的自动驾驶车进行有效率且全方位的验证呢？一种有效的知名方法就是“覆盖率导向验证”。

• 在某些验证计划中列举出各项风险维度
• 为每个风险维度编写具体和抽象的场景方案
• 在不同测试平台上将各个场景自动运行
• 使用覆盖率指标和性能指标分析场景覆盖率以及自动驾驶系统的性能
• 根据需求有针对性的优化\重复

为特定的自动驾驶市场设计风险维度验证非常困难，除了设计场景，还要设计具体的事件逻辑。（如当您的自动运输车遇到机械故障时发生什么）

原则上，每个自动驾驶公司都应该开发自己的验证方法，场景描述等。但是这样比较低效。因为不开源的项目就像闭塞的岛屿。开发困难还不可重复利用。

设想：如果您准备验证自动矿卡。那么您需要通过编程设计出如下情况： 提前制动、机械故障、恶劣天气、制动失灵等，还可能交叉发生。

所以您更希望寻找熟悉上述功能开发的团队，并且最好使用同一种通用的语言开发。

5.一种语言融合所有场景

经过上面的引导，您已经发现。一种单一的、开源的、重复利用度高、基于场景的，可以同时能够表达所有场景，反馈覆盖率、KPI等参数的语言是自动驾驶行业迫切需要的。

那么目前ASAM(Association for Standardisation of Automation and Measuring)提出的OpenSCENARIO 2.0的概念也正是希望能够满足以上愿景。

日前，广州虹科正式加入国际自动化和测量系统标准化协会（Association for Standardization of Automation and Measuring Systems，ASAM），参与该协会的技术交流活动与合作。

更多关于OpenSCENARIO的内容请看往期文章：
往期文章:OpenSCENARIO介绍及目前面临的问题
基于场景的ADAS测试或将成为标准
【Scenario-Based Testing】ASAM最新会议精炼