無人車智能行為驗證平臺的虛擬交通場景研究.pdf

1、無人駕駛車輛集環(huán)境感知、決策規(guī)劃和控制等功能于一體，其研究涉及運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)、自動控制、傳感器技術(shù)、模式識別和人工智能等多個學(xué)科，體現(xiàn)了計算機(jī)和機(jī)器人技術(shù)的最新成果。無人駕駛車輛的研制過程需要大量的試驗條件作為支持，而常規(guī)車輛試驗無法滿足無人車自主駕駛能力驗證的需求。首先，無人車的安全問題還沒得到有效的驗證；其次，無人車試驗所需的道路條件較高，需要巨額資金的投入。 無人駕駛車輛是自主駕駛的，系統(tǒng)的安全性和可靠性是極端重要的，無人

2、駕駛車輛的試驗最好在可控、可重復(fù)、有效和安全條件下進(jìn)行，因此發(fā)展無人車安全、有效的試驗方法，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)、魯棒性高的試驗環(huán)境顯得尤為重要。無人車智能行為驗證平臺是一個半物理試驗平臺，旨在以經(jīng)濟(jì)、安全、有效的方式對無人車的智能行為進(jìn)行驗證，虛擬交通場景是其中的重要組成部分。本文圍繞無人車的智能行為驗證，研究虛擬交通場景的構(gòu)建以及智能行為評估方法，研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面： 首先，對虛擬交通場景的構(gòu)建方法進(jìn)行研究，提出了無人車智能行

3、為驗證平臺的虛擬交通場景總體設(shè)計方案。目前虛擬交通場景最多運(yùn)用在駕駛模擬器領(lǐng)域，駕駛模擬器分為訓(xùn)練型和開發(fā)型，不管哪一種，都是“人-車-環(huán)境”的閉環(huán)系統(tǒng)。而無人車智能行為驗證平臺是一個“車-環(huán)境”閉環(huán)系統(tǒng)，兩者具有本質(zhì)區(qū)別，因此有必要對適合無人車智能行為驗證的虛擬交通場景的構(gòu)建方法進(jìn)行研究。隨著虛擬環(huán)境、人工智能、人工生命學(xué)科的發(fā)展，構(gòu)建具有一定智能的虛擬交通場景，一方面被驗證車輛可以感知環(huán)境進(jìn)行自主駕駛，另一方面虛擬交通場景中的測試模

4、型也可以感知、理解被驗證車輛的智能行為，為評估提供原始數(shù)據(jù)，形成“車-環(huán)境”閉環(huán)智能系統(tǒng)，從而為解決智能行為驗證問題提供了新思路和方法。 第二，研究了適合無人車智能行為驗證的虛擬交通場景靜態(tài)測試模型的設(shè)計原理與實現(xiàn)方法。提出道路Agent、護(hù)欄Agent、交通燈Agent、標(biāo)識牌Agent的構(gòu)造方法，設(shè)計了不同的道路模型如“U型”轉(zhuǎn)彎、“T型”路口、“S型”導(dǎo)航路徑對被驗證車輛進(jìn)行測試，并且為了提高試驗驗證的魯棒性，設(shè)計與實現(xiàn)了

5、晴天、雨天、霧天、雪天的自然環(huán)境模型，利用這些靜態(tài)測試模型可以為無人車的智能行為驗證提供測試環(huán)境和行為數(shù)據(jù)。 第三，研究了用于無人車智能行為驗證的虛擬交通場景動態(tài)測試模型的構(gòu)造方法。無人車的智能行為很大程度上體現(xiàn)在應(yīng)對突發(fā)性和不確定性事件上，研究動態(tài)測試模型構(gòu)造就是為了設(shè)計與實現(xiàn)不同的突發(fā)性和不確定性事件情節(jié)，為驗證創(chuàng)造測試條件，主要研究了從車輛Agent模型、從車輛Agent行為建模及其仿真，并且設(shè)計與實現(xiàn)了多個突發(fā)性情節(jié)模型