智能汽车是汽车､电子､信息通信､道路交通运输等行业深度融合的新型产业形态｡当前, 我国智能汽车产业进入快车道, 技术创新日益活跃, 新型应用蓬勃发展, 产业规模不断扩大,而相应的测试技术体系也在不断完善, 推动产业进步｡本书首先立足于整体现状对智能汽车测试体系架构进行综述, 并针对测试技术的发展趋势和整个核心技术进行详细描述;然后, 针对测试体系中每一测试过程的概念､核心思想､关键技术､测试方法､发展趋势等进行详细描述｡
注：本文节选自《智能汽车测试技术》第五章节，由机械工业出版社于2025年6月份出版
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《智能汽车测试技术》目录
第1 章
导论
1.1 背景与需求/ 001
1.2 基本概念/ 003
1.2.1 测试与评价的基本概念/ 003
1.2.2 产品全生命周期中的测评技术/ 004
1.3 现状与挑战/ 005
1.4 本书章节安排/ 006
第2 章
智能汽车
测评概述
2.1 测评需求分析/ 009
2.1.1 安全性测试与验证/ 009
2.1.2 智能性测试与评价/ 012
2.2 测试方法论/ 015
2.2.1 安全性测试验证框架/ 015
2.2.2 智能性测试评估框架和体系/ 017
2.3 测试工具链及应用要求/ 023
2.3.1 测试工具链/ 023
2.3.2 测试需求与测试工具的适配性/ 027
2.4 本章小结/ 029
参考文献/ 030
第3 章
智能汽车
测试场景
3.1 场景基本概念/ 031
3.2 场景体系/ 033
3.2.1 场景要素与属性/ 033
3.2.2 场景层级/ 035
3.2.3 场景分类/ 036
3.3 场景生成方法/ 037
3.3.1 基于形式化描述的场景生成方法/ 037
3.3.2 基于驾驶员模型的场景生成方法/ 040
3.3.3 安全关键场景生成方法/ 048
3.4 场景采集与利用/ 051
3.4.1 场景采集技术/ 051
3.4.2 场景库搭建/ 052
3.5 本章小结/ 052
参考文献/ 053
第4 章
环境感知
系统的测试
技术与方法
4.1 环境感知系统测试需求分析/ 055
4.2 环境感知系统介绍/ 057
4.2.1 感知系统/ 057
4.2.2 硬件模组/ 058
4.2.3 认知算法/ 058
4.3 环境感知系统测试技术框架/ 059
4.4 各类感知环境介绍/ 060
4.4.1 封闭场地环境/ 060
4.4.2 道路交通环境/ 064
4.4.3 虚拟仿真环境/ 066
4.5 数据生成模型介绍/ 069
4.5.1 降雨图像生成方法概述/ 070
4.5.2 降雨图像生成模型介绍/ 071
4.5.3 降雨图像生成模型结果/ 075
4.6 具体测试案例/ 076
4.6.1 案例一:基于封闭场地环境的感知系统测试/ 076
4.6.2 案例二:基于虚拟仿真环境的硬件模组测试/ 078
4.6.3 案例三:基于虚拟仿真环境的感知系统测试/ 081
4.6.4 案例四:基于三类感知环境和数据生成模型的
认知算法测试/ 083
4.7 本章小结/ 086
参考文献/ 087
第5 章
决策规划
系统的测试
技术与方法
5.1 决策规划系统的测试需求与挑战/ 089
5.1.1 测试需求/ 089
5.1.2 测试挑战/ 090
5.2 基于场景的测试技术与方法/ 092
5.2.1 静态试验设计测试方法/ 092
5.2.2 动态试验设计测试方法/ 094
5.3 基于真实里程的测试技术与方法/ 101
5.3.1 开放道路测试技术/ 101
5.3.2 重要度采样加速测试方法/ 103
5.4 基于虚拟里程的测试技术与方法/ 104
5.4.1 虚拟里程测试系统组成框架/ 105
5.4.2 用于虚拟里程测试的NPC 模型生成方法/ 106
5.4.3 用于虚拟里程测试的NPC 模型性能验证/ 113
5.4.4 虚拟里程测试的应用/ 118
5.4.5 小结/ 130
5.5 其他测试技术/ 131
5.5.1 自动化测试技术/ 131
5.5.2 错误注入测试技术/ 139
5.5.3 分布式自动化测试技术/ 152
5.6 本章小结/ 157
参考文献/ 157
第6 章
整车测试
技术与方法
6.1 整车测评需求分析/ 159
6.2 封闭测试场地平台/ 160
6.2.1 封闭测试场/ 160
6.2.2 动态模拟目标物系统/ 162
6.2.3 定位与数据采集系统/ 163
6.3 开放道路测试系统/ 164
6.3.1 测试方案制定/ 165
6.3.2 数据采集与数据闭环系统/ 165
6.4 本章小结/ 166
第7 章
智能汽车
安全性评估
7.1 基于具体场景的安全性评估/ 169
7.1.1 场景瞬时风险评估方法/ 170
7.1.2 多阶段安全评估/ 180
7.1.3 单个测试场景结果外推/ 181
7.2 基于逻辑场景的安全性评估/ 182
7.2.1 评估要求/ 182
7.2.2 面向逻辑场景评价的危险域识别方法/ 183
7.3 针对被测功能的安全性评估/ 192
7.4 本章小结/ 192
参考文献/ 193
第8 章
智能汽车
综合行驶
性能评估
8.1 测评需求与研究现状/ 195
8.1.1 测评需求/ 195
8.1.2 研究现状/ 195
8.2 测评基本流程/ 197
8.3 典型测试场景矩阵/ 198
8.4 测试方法与流程/ 199
8.4.1 测试方案/ 199
8.4.2 背景车跟驰模型/ 199
8.4.3 测试数据输出/ 201
8.5 评价方法与流程/ 202
8.5.1 评价体系/ 202
8.5.2 评价流程/ 204
8.6 测评示例/ 206
8.7 本章小结/ 209
参考文献/ 209
附 录
附录A 测试工况参数设置/ 210
附录B 背景车跟驰模型/ 212
附录C 归一化方法/ 214
附录D 常见缩写词/ 216
分布式自动化测试技术能够实现多客户端同步测试, 进一步提高测试效率。
5. 5.3 分布式自动化测试技术
前两节分别介绍了自动化测试技术与错误注入测试技术,为了使这两种技术能够实现多客户端同步测试,并保证一个测试任务一定被有效地分发给一个空闲客户端,同时任何空闲客户端都能及时领取到测试任务,本节将介绍一种分布式自动化测试技术。该技术使用了一套标准的测试流程控制协议,在该协议的基础上构建了自动化测试任务客户端和自动化测试任务中心,实现分布式自动化测试功能。
分布式自动化测试技术的架构如图5-54所示,包含一个自动化测试任务中心,部署在仿真集群的一个节点上,该节点称为上位机节点;一个或多个自动化测试客户端,部署在仿真集群的各个计算节点上。任务中心和客户端之间通过测试流程控制协议的测试任务消息组进行通信;客户端和计算节点的相关本地模块之间通过测试流程控制协议的实验控制消息组进行通信。
下面,对测试流程控制协议、自动化测试客户端和自动化测试任务中心分别进行介绍。
(1)测试流程控制协议
测试流程控制协议对测试流程管理相关的消息进行了统一定义,包含两组消息:其一是测试任务客户端和测试任务中心之间进行通信的消息,用于支持测试任务发布和领取、测试结果提交等功能;其二是测试任务客户端和本地各仿真组件之间进行通信的消息,用于支持仿真实验启动和终止、结果指标计算和提交等功能。接下来对具体的消息定义进行介绍。测试任务消息组包含的消息体及其含义和功能见表5-25。
图5 -54 分布式自动化测试技术的架构
表5-25 测试任务消息组包含的消息体及其含义和功能
仿真控制消息组包含的消息体及其含义和功能见表5-26。
表5-26 仿真控制消息组包含的消息体及其含义和功能
(2)自动化测试客户端
自动化测试客户端部署在仿真集群的每一个计算节点上,与节点中的仿真软件、被测对象和其他本地模块共同构成一个基本仿真单元,如图5-55所示。客户端负责从任务中心拉取测试任务,控制仿真实验的开始和结束以执行测试任务,并返回任务结果。拉取测试任务与返回任务结果涉及和远程任务中心的通信,使用测试流程控制协议中的测试任务消息组;控制仿真实验的开始和结束涉及和本地模块的通信,使用测试流程控制协议中的实验控制消息组。
图5 -55 自动化测试客户端通信架构图
(3)自动化测试任务中心
任务中心部署在上位机节点上,用于分发任务给自动化测试客户端。单自动化测试客户端的任务中心无须考虑任务重复调度的问题,其逻辑较为简单,如图5-56所示。
与客户端相同,任务中心也工作在一个永续的循环中,不断地监听客户端的任务拉取请求,分发新的任务并监听任务执行结果。
在单机自动化的基础上,该研究实现了可扩展的分布式自动化测试,即支持多个自动化测试客户端的任务中心,它包含测试任务分发和任务结果收集两个工作线程、一张客户端状态缓存表、一个待分发测试任务队列以及一个执行中测试任务队列。
通过上述设计,解决了多客户端任务重复调度的问题,保证一个测试任务一定被有效地分发给一个空闲客户端,同时任何空闲客户端都能及时领取测试任务,实现了仿真集群下的分布式自动化测试。
本书首先立足于整体现状对智能汽车测试体系架构进行综述， 并针对测试技术的发展趋势和整个核心技术进行详细描述；然后， 针对测试体系中每一测试过程的概念、核心思想、关键技术、测试方法、发展趋势等进行详细描述。
本书可供智能汽车设计人员及测试人员阅读使用， 也可供车辆工程专业及相关专业师生阅读参考。
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作者简介：
陈君毅,2009年毕业于同济大学汽车学院,获工学博士学位,任职于同济大学汽车学院｡长期从事自动驾驶汽车测试与评价方向研究工作,先后主持和参与国家级､省部级项目共11项,并与华为､路特斯､上汽大众､蔚来等企业开展了深度校企合作研究｡近5年,在国内外学术期刊和国际会议上共发表SCI/EI检索论文近30篇,其中以第一作者或及通讯作者发表的为20余篇;申请发明专利30余项(已授权7项)｡担任SAE汽车安全和网络安全技术委员会秘书､功能安全和预期功能安全分委会主席;是自动驾驶测试场景国际标准(ISO3450X)支撑专家组成员,以及CAICV联盟预期功能安全工作组核心成员;担任《汽车工程》和《汽车工程学报》青年编委委员,IEEE Transactions on Intelligent Vehicles､Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering､《中国公路学报》､《汽车工程》､IEEE Intelligent Transportation Systems Conference､IEEE Intelligent Vehicles Symposium等国内外期刊和国际会议审稿人,曾于多项国际学术会议担任分论坛主席｡
版权信息:
智能汽车测试技术 / 陈君毅等著. -- 北京 : 机械工业出版社, 2025. 5. -- (智能汽车关键技术丛书).ISBN 978-7-111-77871-4 Ⅰ. U467 中国国家版本馆CIP数据核字第2025X8D229号
本书由机械工业出版社出版，本文经出版方授权发布。
来源：汽车测试网
