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一套完整的自动驾驶仿真工具链是什么样的?工业界怎么用的?

8月前浏览1329

从空中楼阁到脚踏实地

曾几何时,仿真还是空中楼阁。但端到端以来,便不再如此。几年前看非诚勿扰,嘉宾黄澜表示要有2/3的人接受自动驾驶她才会接受,体现了普通群众对于自动驾驶安全性的关注。而为了要保证安全性,自动驾驶算法在真正大规模应用之前,就需要经历大量的道路测试。但自动驾驶系统的测试非常“贵”:时间和资金成本巨大,所以人们就希望将尽量多的测试搬到计算机系统中去做,用仿真暴露自动驾驶系统中的大部分问题,减少实地路测的需求,因此,我们的饭碗就出现了。

目前自动驾驶行业常用的仿真工具有哪些?

在自动驾驶技术的开发与验证过程中,仿真平台已经成为一个至关重要的工具。基于仿真平台,开发者可以快速构建复杂的交通场景,涵盖多种道路条件、天气状况、以及车辆和行人的动态交互。这不仅能够加速算法迭代,同时也能在没有风险的前提下,测试极端情况下的车辆行为。

目前,行业内有多个广受使用的自动驾驶仿真平台,各自具备独特的功能与优势。例如,SUMO专注于交通仿真,能够模拟大规模城市中的交通动态,非常适合研究车流、交通管理系统和道路网络的优化;PreScan是一款侧重于传感器建模的仿真工具,常用于自动驾驶车辆的传感器在环测试,其对雷达、激光雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器建模有较强的表现;而工业级的VTD作为最早支持ASAM OpenX系列标准之一的仿真平台,早就成为了众多主机厂的主流方案。它提供高保真车辆动力学仿真,非常适合进行精确的车辆控制与动态测试。

除此之外,Apollo是由百度开发的自动驾驶仿真平台,与百度Apollo自动驾驶栈紧密结合,能够实现全栈自动驾驶功能的测试与验证,非常适合大型企业使用。但在众多仿真平台中,CARLA作为为数不多的开源平台,以其灵活性和强大的功能在研究界和工业界都获得了广泛的应用和认可。

为什么用Carla进行仿真?

Carla是一个开源的自动驾驶仿真平台,与其他开源平台相比,它的优势在于支持高精度的地图和多种传感器模拟,如相机、激光雷达和雷达。此外,Carla 还提供了通过Python API进行编程控制的功能,使用起来更加便捷,学习曲线较为平缓,因此在科研界得到了广泛应用这也使得工业界在将最新的研究成果转化为实际应用时更加高效。

通过高精度传感器模拟和逼真的虚拟场景,它支持感知模块、路径规划、行为决策、强化学习等的开发和测试。无论是仿真极端环境还是大规模并行测试,CARLA 都能帮助研究人员在没有真实世界风险的前提下,快速迭代和优化自动驾驶算法。这是推动自动驾驶技术前进的核心工具。

入门难,门槛高?

在各种自动驾驶社区和技术讨论群中,关于CARLA的问题经常被提起。这反映出,尽管仿真是自动驾驶开发中的关键环节,然而,由于其涉及的知识面广泛、内容复杂,许多开发者,尤其是初学者,常常感到无从下手。除了需要理解各类仿真工具的使用,还要掌握传感器模拟、UE渲染引擎、高精地图应用等多领域的知识。

为此自动驾驶之心联合业内知名仿真专家共同研发了一门面向工业级的Carla仿真项目实战课程。本课程将通过项目实战的方式,帮助大家将这些看似零散的知识点有机串联起来,逐步建立起系统的理解。学员不仅会学习如何在CARLA环境中进行场景设计、传感器设置和仿真地图生成,还会探索如何结合深度学习进行感知算法的训练和测试。此外,课程还会针对实际操作中经常遇到的挑战提供实用的解决方案。

不仅如此,课程的内容不仅局限于理论讲解,还将带领学员动手实践,通过真实项目体验CARLA在自动驾驶仿真中的强大功能,帮助学员真正将仿真技术应用到实际项目中,加速从初学者到行业从业者的转变。

在接下来的课程中,我们将一起使用Carla这一强大的开源仿真平台,从基础的环境配置开始,到场景搭建、传感器模拟,再到自动驾驶算法的测试与评估,逐步掌握自动驾驶仿真的核心技术,大纲一览:

来源:车路漫漫
ACT化学pythonUM理论PreScan自动驾驶机器人控制渲染装配
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首次发布时间:2025-12-10
最近编辑:8月前
李慢慢
硕士 自动驾驶仿真工程师一枚
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一文讲清AEB误触发的原因及法规要求

1.AEB误触发的原因2.AEB误触发的典型场景&解决措施3.各国法规对AEB误触发的要求 1.AEB误触发的原因 AEB(自动紧急制动)系统中的误触发指的是在前方没有碰撞风险的情况下,AEB系统错误地启动了报警或制动功能。这种情况不仅影响了驾乘舒适性,还可能对行车安全造成不利影响。 AEB系统的误触发到底是什么原因导致的呢? AEB(自动紧急制动)系统误触发的原因可以归结为多个方面,这些原因主要涉及传感器技术、目标识别算法、系统控制逻辑以及外部环境因素等。以下是对AEB误触发原因的详细分析: 1.1 传感器技术限制 精度与稳定性:传感器(如毫米波雷达、激光雷达、摄像头等)的精度和稳定性直接影响AEB系统的性能。传感器在恶劣天气(如雨、雪、雾、霾)或特殊道路条件(如弯道、坡道、隧道、护栏)下可能出现性能下降,导致误识别。 部分车型为了降低成本,可能采用单传感器配置(如单雷达),这在一定程度上限制了系统的识别能力。 多传感器融合问题:如果AEB系统采用多传感器融合技术,不同传感器之间的数据同步(如时间同步、传感器固有输出频差等)和融合算法可能存在误差,导致系统误判。 1.2 目标识别算法缺陷 算法复杂度:目标识别算法需要处理大量的图像或雷达数据,并在复杂环境中准确识别出前方车辆、行人、货车跌落物体、动物等障碍物。算法的复杂性和计算量可能导致识别速度变慢或识别错误。如果目标识别算法在特定场景下性能不佳或设计不合理,就容易导致误触发。 误判与漏判:算法在处理复杂场景(如多车道、交叉口)时可能难以准确判断前方车辆的行为,从而引发误触发。算法在特定场景下可能无法准确区分前方障碍物和背景,导致误判(如将静止物体误判为移动物体,错位地赋予其横向速度)或漏判(如鬼探头,未能及时识别出前方突然出现的行人)。 1.3 系统控制逻辑问题 触发条件设置:AEB系统的触发条件设置过于敏感或过于迟钝都可能导致误触发。如果触发条件设置得过于敏感,系统可能会在轻微危险或无需制动的情况下启动制动;如果设置得过于迟钝,则可能无法及时响应真正的危险情况。 制动策略不合理:系统在不同情况下的制动策略可能不够灵活或合理,导致误触发。例如,在低速行驶时,系统可能因轻微颠簸或路面不平而误判为前方有障碍物并启动制动。 车企为了降低误触发率,可能将AEB触发参数设置得非常严格,但这也可能导致在真正需要制动时系统未能及时响应(即漏触发)。 数据处理不当:AEBS系统在处理传感器数据时可能存在延迟或误差,导致误判。 1.4 外部环境因素 道路条件:道路条件如路面湿滑、坑洼、弯道、桁架桥、窨井盖、钢板等可能影响传感器的性能和识别精度,导致误识别、误触发。 天气条件:恶劣的天气条件如雨雪、雾霾、光照变化等可能降低传感器的可见度和识别能力,增加误触发的风险。 目标形状与距离:环境目标的形状、与本车距离、反射点的多少等都会影响传感器的识别准确性。例如,在弯道行驶时,传感器可能将路边的静止车辆或电线杆误识别为前方车辆。 其他车辆与行人行为:其他车辆和行人的异常行为(如突然变道、闯红灯等)也可能导致AEB系统误判并启动制动。 2.AEB误触发的典型场景&解决措施 AEBS(自动紧急制动系统)误触发场景多种多样,这些场景通常涉及到复杂或特殊的环境条件,导致系统错误地判断了潜在的危险并采取了不必要的制动措施。以下是一些典型的AEB误触发场景:2.1 弯道行驶 在弯道、环岛行驶时,由于车辆的行驶轨迹和前方视线的变化,AEB系统可能会误判前方无危险的弯道内侧物体或路边的障碍物,从而触发紧急制动。这种情况在山区道路、高速公路弯道等场景中尤为常见。 2.2 直线行驶 即使在直线行驶中,AEB系统也可能因为各种原因误触发。例如,前方车辆突然变道或后方车辆超车时,如果AEB系统的传感器未能准确识别这些动态变化,就可能会误判为碰撞风险并触发制动。 前车减速后变道:在前车减速过程中,因为对前车的减速度判断不准,会导致TTC跳变,突然减小,导致误报警或误制动。 2.3 特殊交通环境 除了弯道和直道行驶外,AEB系统还容易在以下特殊交通环境中误触发: 车 库:由于车 库内光线较暗、空间有限且存在大量静止物体和动态车辆,AEB系统可能误判为碰撞风险。 减速带:车辆通过减速带时,由于车身的震动和颠簸,AEB系统的传感器可能受到干扰并误触发制动。 桁架桥:在通过桁架桥等结构复杂的道路时,AEB系统可能将桥梁结构误判为障碍物。 2.4 其他常见场景 交通信号灯:在交通信号灯前等待时,如果前方车辆突然启动或后车跟车过近,AEB系统可能误判为碰撞风险。 洒水车水柱或水花:当洒水车作业时,其喷出的水柱或水花可能被AEB系统误判为障碍物。 路面铁柱或空中钢管:这些静止的物体在特定角度和光线下可能被AEB系统误识别为障碍物。 漂浮塑料袋或滚动易拉罐:这些轻质物体在风力作用下可能移动并触发AEB系统。 高速公路收费站:在通过收费站时,由于车辆需要减速、停车和缴费等操作,对前车的减速度判断不准,AEB系统可能误判为碰撞风险。 窨井盖:在某些情况下,井盖可能因为松动或破损而突出路面,AEB系统可能将其误判为障碍物。 2.5 AEBS误触发应对方案 为了降低AEB误触发的风险,汽车制造商可以采取以下措施: 提升传感器性能:采用更先进的传感器技术(如太赫兹波雷达、高分辨率摄像头等),提高系统对道路环境的感知能力。增加传感器配置(如毫米波雷达、视觉、激光雷达等多传感器融合感知),增强对目标的探测能力。 优化目标识别算法:对目标识别算法进行持续优化,考虑更多复杂场景和特殊情况,提高算法在各种道路条件下的稳定性和可靠性。 引入深度学习等先进技术,提高算法的识别精度和鲁棒性。 完善系统控制逻辑:合理设置AEB触发条件,系统能够根据驾驶员驾驶习惯自动调节灵敏度,避免过于严格或宽松的设置导致误触发或漏触发。 引入分级制动机制,根据前方目标的类型和距离采用不同的制动策略,降低误触发的可能性。 加强测试与验证:在车辆研发阶段进行严格的仿真测试、驾驶试验测试和多场景道路测试,确保AEB系统的性能符合行业标准。 定期对已售车型进行OTA升级,以修复已知问题并优化系统性能。 此外,用户在使用AEB系统时也应注意观察路况和车辆状态,避免过度依赖自动驾驶辅助系统而忽视主动安全驾驶的重要性。 3.各国法规对AEB误触发的要求3.1 联合国R152、R131法规要求 R152/R131中定义了四大误触发场景,分别为: 1. 目标车路口静止,被测车辆右侧车道左转,左侧车道右转。 2. 被测车辆直行,目标车路口左转、右转。 3. 被测车辆左/右转弯通过护栏及护栏外静止行人。 4.被测车辆向左/右换道避开路障。 上述四个场景分别左右各做一次,无误触发(无报警、无制动)则认证通过。 除了需满足上述四个典型误触发场景外,还需尽可能的避免误触发,这需要在开发过程中大量的仿真测试和实际道路测试来证明。 若被终端客户投诉车辆存在设计缺陷导致的误触发,主机厂会面临吊销R152/R131证书,车辆召回整改的处罚。3.2 美国FMVSS127法规要求 美国轻型车AEBS法规FMVSS127中定义了两个AEBS误触发测试场景,分别是: 1. 路面钢板测试,试验车以80km/h的车速冲向路面钢板。当测试车辆在越过钢质沟槽板的前缘之前停下来或当试验车辆越过钢质沟槽板的前缘时,试验结束。 2. 穿行误触发场景,试验车以80km/h的车速穿过两辆并行放置的静止车辆。当测试车辆在其最后一点通过连接车辆测试装置最前面点的垂直平面之前停止时,或当测试车辆的最后一点通过连接车辆测试装置最前面点的垂直平面时,测试结束。3.3 中国JT/T1242法规要求 中国《营运车辆自动紧急制动系统性能要求和测试规程》JT/T1242-2019中定义了两个AEBS误触发测试场景,要求一次通过,分别是: 1. 弯道横向目标识别测试:在曲率半径为250m(测试速度不低于50km/h)或150m(测试速度不低于40km/h)的弯道上进行测试,测试要求:自车超过临车道前车的过程中,AEBS不应报警且不执行制动。自车应在与本车道目标车辆发生碰撞前发出预警。 2. 场景二与FMVSS127中的场景二基本一致,自车以50km/h匀速行驶至少60m后穿过两辆静止的前车,驾驶员保持加速踏板位置,保持车速。两辆静止前车的车头方向应与自车一致,车身间距4.5m,车尾在同一平面。 自车不应发出碰撞预警,不应进行紧急制动。3.4 中国GB/T38186法规要求 中国国标GB/T 38186-2019《商用车辆自动紧急制动系统(AEBS)性能要求及试验方法》中定义了一个误触发测试场景,内容与JT/T 1242中的场景2一致,要求一次通过。 3.5 中国CNCAP-2024测评要求 中国新车测评体系CNCAP-2024中定义了10大AEBS误触发场景。满分3分,通过不少于8个场景可得满分,每组重复开展三次试验,三次试验均要求无报警、无制动,才算通过。 1. 车辆直行经过前方运动行人,自车车速30km/h,行人速度5km/h。 2. 车辆直行经过对向运动的两轮车,自车车速30km/h,两轮车车速10km/h。 3. 车辆直行避让本车道前方静止车辆,自车车速40km/h,TTC≤4.2s时开始转向,转向完成时(重叠率为0%),TTC≤3.3s。过程中保持车速40km/h不变。 4. 车辆直行经过单侧顺序停放的车辆,自车车速为40km/h,横向距离为0.8-0.5m。 5. 车辆直行经过双侧顺序停放的车辆,自车车速20km/h,横向距离为0.8-0.5m。 6. 车辆转弯经过弯道外侧行人,自车车速为30km/h,弯道半径为30m,参数与R152中的场景3一致。 7. 车辆直行前方行人横穿终止,自车车速为30km/h,车辆右侧放置护栏,行人加速1m、5km/h的速度匀速3m,减速1m,最终停在护栏处。行人停止时,车辆对行人的TTC≤1.4s。 8. 车辆交叉路口左转遇到前方静止车辆,自车车速30km/h,具体参数与R152场景1一致。 9. 车辆直行遇到前方右转车辆,自车车速为40km/h,具体参数与R152场景2一致。 10.车辆弯道行驶超越相邻车道车辆,自车车速为25km/h,弯道外边缘半径为30m,目标车静止摆放在外侧车道中央,自车开启转弯时,对目标车的TTC≤1.9s。 本文完。来源:车路漫漫

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