一种基于VTD软件搭建虚拟测试场景的方法与流程

本发明属于智能驾驶技术领域，尤其是涉及一种基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法。

背景技术：

随着自动驾驶等级的提高，基于场景的虚拟测试方法在测试效率、测试成本等方面具有巨大的技术优势，是未来自动驾驶汽车测试验证的重要手段，已成为当前的研究热点。目前，行业内用于搭建虚拟测试场景的仿真软件众多，carmaker、carsim、prescan、scaner等，都在虚拟场景搭建上各有优势，在一定程度上促进了智能驾驶仿真测试方向的发展。但同时，在场景搭建过程中，场景格式混乱不统一、场景渲染效果差、失真严重、场景接口通信不匹配、目标车与外接主车测试无联动等问题严重影响着智能驾驶仿真测试的测试效果，制约着智能驾驶仿真测试的发展。针对具体的测试功能如何准确有效的搭建出测试场景，且搭建的测试场景格式能否与众多测试软件相匹配，是智能驾驶仿真测试能否有效验证adas功能的关键。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法，以解决上述问题的不足之处。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法，包括以下步骤：

a.接收并分析场景搭建数据，确定所搭建场景中的功能场景及逻辑场景；

b.根据分析的数据输入参数信息，利用vtd软件rod模块搭建静态场景；

c.搭建动态场景；

d.对于创建的测试场景，配置环境信息，启动仿真，判断搭建的动静态场景是否与原始场景达到一致的测试环境，如果没有实现理想的测试环境，则返回步骤b，从静态场景搭建开始梳理问题；如果与原始场景效果一致，则将此场景xml文件保存成对应的数据来源下的功能场景库，做好命名记录及管理。

进一步的，所述步骤a中功能场景包括场景类型、道路类型、车道数及主车、目标车的状态变化，逻辑场景包括功能场景中关键参数的取值范围界定。

进一步的，所述步骤b中搭建静态场景的过程如下：

b1.搭建路网逻辑信息，包括各干道的车道宽度，车道曲率、车道类型、车道线类型、路口连接逻辑；

b2.搭建静态可视化模型信息；

b3.在rod模块生成道路逻辑xodr文件及可视化模型osgb文件，其中xodr文件满足opendrive格式标准。

进一步的，所述步骤c中搭建动态场景的过程如下：

c1.将生成的路网逻辑xodr文件及可视化模型osgb文件导入到scenarioeditor模块中；

c2.根据输入参数信息，创建车辆行驶路径、车辆初始位置、主车与目标车初始横纵向距离、车辆初始状态量设置、触发器设置；

c3.在vtd软件中保存成xml格式或者osc格式的场景文件，包含动静态场景信息，其中osc格式的文件满足openscenario格式标准。

相对于现有技术，本发明所述的基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法具有以下优势：

本发明所述的基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法较好的改善了仿真软件搭建虚拟场景的问题，使得基于虚拟场景的仿真测试更加有效；vtd强大的图形渲染器功能，根据需求配置可增加至20个的视景通道，满足高动态范围图像渲染及光线追踪渲染的需求，能较好的复现原始场景中的动静态元素，渲染程度高，较好的解决了仿真场景搭建过程中存在的场景渲染效果差、失真严重的问题；vtd中scenarioeditor模块测试触发器的设置，有效构成了主车与交通参与者之间的联动博弈的测试环境，目标车的一系列动作变化信息都由主车以特定的方式去触发，从而对主车驾驶环境构成交通对抗的测试效果，真正做到测试主车控制算法的目的，有效解决了虚拟场景在测试过程中主车与目标车无联动，只满足动画效果的问题，使得仿真测试更加有效；vtd软件其独有的open接口，包括静态场景国际开放标准opendrive格式接口及动态场景国际开放标准openscenario格式接口，可支持标准场景文件的一键导入，同时，输出的场景文件满足open格式要求，有效解决了场景格式不统一的问题，促进了智能网联汽车基于虚拟场景的仿真测试产业的发展。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法流程图；

图2为本实施例的原始场景数据解析图；

图3为本实施例的静态模型设计图；

图4为本实施例的静态模型渲染效果图；

图5为本发明实施例的动态模型设计图；

图6为本发明实施例的动态过程效果图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种基于vtd软件搭建虚拟测试场景的方法，包括以下步骤：

a.接收并分析场景搭建数据，确定所搭建场景中的功能场景及逻辑场景；

b.根据分析的数据输入参数信息，利用vtd软件rod模块搭建静态场景；

c.搭建动态场景；

d.对于创建的测试场景，在vtd软件的gui界面下配置环境信息，包括天气，时间，传感器等信息，然后启动仿真，在图形渲染器模块及scenarioeditor模块中查看搭建的动静态场景是否与原始场景达到一致的测试环境，如果没有实现理想的测试环境，则返回步骤b，从静态场景搭建开始梳理问题；如果与原始场景效果相同或相似，则将此场景xml文件保存成对应的数据来源下的功能场景库，做好命名记录及管理。

所述步骤a中功能场景包括场景类型、道路类型、车道数及主车、目标车的状态变化，逻辑场景包括功能场景中关键参数的取值范围界定。例如确定功能场景中的场景类型(高速、城市道路、停车场)，道路逻辑信息，静态可视化模型信息及交通流动作信息；确定逻辑场景中所对应的参数取值范围。针对高精地图处理过满足opendrive标准的采集数据，借用vtd支持open系列标准的优势，道路逻辑信息可直接导入。

所述步骤b中搭建静态场景的过程如下：

b1.搭建路网逻辑信息，包括各干道的车道宽度，车道曲率、车道类型(包括机动车道、非机动车道、行人道、路沿、绿化道等)、车道线类型(包括实线、虚线、虚实线等)、路口连接逻辑(包括十字路口、丁字口等)；

b2.搭建静态可视化模型信息，包括红绿灯信息、道路指示信息、交通标志牌、建筑房屋、道路设施等；

b3.在rod模块生成道路逻辑xodr文件及可视化模型osgb文件，其中xodr文件满足opendrive格式标准。

所述步骤c中搭建动态场景的过程如下：

c1.将生成的路网逻辑xodr文件及可视化模型osgb文件导入到scenarioeditor模块中，以供动态场景的交互；

c2.根据输入参数信息，创建车辆行驶路径、车辆初始位置、主车与目标车初始横纵向距离、车辆初始状态量设置、触发器设置。其中，触发器设置是决定测试场景能否有效测试的关键，它能够使主车与目标车搭建起联动博弈的关系，真正做到对主车构成干扰的测试环境，以到达测试主车功能算法的目的。触发器的类型可分为相对位置触发、绝对位置触发、基于ttc的触发、基于车辆绝对速度的触发等；触发形式包括目标车被主车触发一系列动作和状态变化，包括纵向的加速、减速、停车等，横向的变道、切入、切出，甚至横穿、掉头等；

c3.在vtd软件中保存成xml格式或者osc格式的场景文件，包含动静态场景信息，其中osc格式的文件满足openscenario格式标准。

可针对主车周围不同数量的干扰交通流，设置任意个触发器，去构成更复杂的测试环境，以验证主车算法的有效性及精确度。

以目标车变道切入测试aeb功能为例，搭建测试场景，首先分析数据输入，确定搭建的功能场景、逻辑场景及场景关键参数取值，如图2所示。本实例所需构建的测试场景描述是，主车以60km/h的速度在本车道匀速行驶，左前车以40km/h的速度，-3m/s²的加速度变道切入，去测试aeb功能算法的有效性。

其次，在vtd软件rod模块中搭建静态场景。构建思路是道路主干道(直道)、各车道宽度/类型(4车道，driving)、路口junction搭建、可视化模型搭建(树木/房屋/路灯等)。如图3所示，为rod模块的静态模型设计图，其中行车道采取3.5m的路宽，人行道采取2.5m的宽度，行车道道路两旁添加树木及路灯装饰，人行道道路两旁添加房屋建筑，丰富静态模型，其中路网信息生成xodr文件，树木、路灯及房屋建筑信息生成osgb可视化模型文件。静态模型最终的渲染效果如图4所示。

在vtd软件scenarioeditor模块中搭建动态场景，在搭建动态场景之前，先导入搭建静态场景时生成的xodr文件及osgb文件，以供动态场景交互。动态模型设计如图5所示，首先，设置主车路径，规定主车沿本车道直线前行，根据输入，设置目标车与主车的初始纵向距离为80m，初始横向距离为3.2m，从而确定目标车的初始位置，设定主车初始速度为60km/h，目标车初始速度为40km/h，其中目标车的初始速度由触发器1去实现，当主车行驶到位置1时，目标车被触发，以100m/s²的加速度瞬间达到40km/h的初始速度状态；接下来分析场景描述中目标车的状态变化，确定目标车以3m/s²的减速度减速变道切入主车车道，变道完成后的速度为20km/h，此动作变化由触发器2完成，当主车行驶到位置2时，主车出发目标车完成减速变道行为。借助触发器的设置，目标车的一系列动作都由主车以特定的方式去触发，从而构成了联动博弈的测试环境，成为有效验证adas功能算法的方法。动态信息设置完成后，保存成xml格式文件，或osc格式文件，其中osc格式文件满足openscenario格式标准。动态场景搭建完毕后，在vtd软件的gui界面对场景文件需进行环境设置，包括天气、时间，以及路灯是否自动点亮的设置等，配置场景描述的下雨天气、夜晚时刻，搭建完成后，利用vtd的图像渲染器ig模块及scenarioeditor模块，查看虚拟场景中的触发时刻，触发后目标车是否主车行驶路径上完成变道行为，从而构成联动博弈的测试环境，若满足以上判断条件，则整个场景文件搭建完毕，否则，返回静态场景搭建步梳理问题点，并重新搭建。最终的整个动态过程如图6所示。

最后，对整个场景文件的保存及管理，按照场景数据源类别，将搭建的场景分类到各自场景子库中，并命名为xxx(数据源)_xxxxxx(功能及编号)_xxx(目标车动作)的格式，本例可命名为nc_aeb001_cutin，其中nc为自然驾驶采集数据naturaldrivingcollection的简称。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。