作者 | HYZY

出品 | 焉知

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一、相關標準體系

1、OpenX

目前最受關注的仿真測試場景數(shù)據(jù)格式標準體系是德國自動化及測量系統(tǒng)標準協(xié)會（ASAM）推出的OpenX系列標準體系，該標準體系試圖從靜態(tài)仿真場景、動態(tài)仿真場景 、環(huán)境場景等多個維度對仿真測試場景數(shù)據(jù)格式進行標準化。

圖 1  OpenX自動駕駛仿真測試標準體系

OpenX系列標準現(xiàn)主要包括OpenDRIVE、OpenSCENARIO、Open Simulation Interface(OSI)、OpenLABEL和OpenCRG五大部分：

• OpenDRIVE和OpenCRG主要定義了靜態(tài)場景的數(shù)據(jù)格式；

• OpenSCENARIO針對動態(tài)場景的數(shù)據(jù)格式；

• OpenLABEL將對于原始數(shù)據(jù)和場景給出統(tǒng)一的標定方法；

• OSI連接了自動駕駛功能與仿真工具，同時集成了多種傳感器。

2、RoadXML

RoadXML將交通環(huán)境劃分為四個層次，以利于實時應用程序的快速數(shù)據(jù)訪問：

• 拓撲層：描述元素在路網中的位置和連接關系

• 邏輯層：描述元素在道路環(huán)境中的意義；

• 物理層：描述元素的屬性（路面或障礙物）；

• 可視化層：描述元素的幾何形狀和三維特征。

圖 2  RoadXML的四個層次

3、OSM

OSM是OpenStreetMap的簡稱，其元素（數(shù)據(jù)基元）主要包括三種：點（Nodes）、路（Ways）、關系（Relations）：

• 點（Nodes）：通過經緯度定義了一個地理坐標點，還可以標示物體海拔、所在的地圖層面與所在建筑物內的層數(shù)等信息；

• 路（Ways）：通過多個點連接城線來構成，可形成非閉合線（表示道路、河流、鐵路等）、閉合線（表示環(huán)線地鐵）、區(qū)域（表示封閉區(qū)域）；

• 關系（Relations）：由一系列的點（Nodes）和路（Ways）或其它的關系（Relations）來組成，相互的關系通過role來定義。

二、靜態(tài)仿真場景數(shù)據(jù)格式

常用的靜態(tài)仿真場景數(shù)據(jù)格式標準有OpenDrive、OpenCRG、RoadXML和OSM。雖然不同標準之間存在差異，但能表示出的要素大同小異，主要包括：路網拓撲結構、道路幾何特征、道路表面材質、車道線、路面標識、交通燈牌、街邊建筑、特殊部分等，具體見下表1。

表 1  靜態(tài)仿真場景要素

靜態(tài)要素	屬性
路網拓撲	道路數(shù)目、道路編號、交叉口
道路特征	起點/終點、車道數(shù)、車道寬、曲率半徑、坡度
道路表面特質	材料、粗糙度、紋理、反射特性
車道線	線型、寬度、顏色
路面標識	交通標志、標線
交通燈牌	朝向、位置、信息、切換時間
街邊建筑	物質、尺寸、表面屬性
道路設施	護欄（高度、形狀等）、硬路肩、隔離帶
,特殊部分	慢車道、施工、匝道、橋梁、隧道

三、動態(tài)仿真場景數(shù)據(jù)格式

動態(tài)場景數(shù)據(jù)主要是用于描述交通參與者行為動作的數(shù)據(jù)，主要的動態(tài)要素見下表2。

表 2  動態(tài)仿真場景要素

動態(tài)要素	屬性
交通特性	密度、速度、人車分布
自車	幾何模型、類型、運動參數(shù)、運動路線等
機動車	類型、交互動態(tài)、運動參數(shù)、幾何模型
行人，動物	類型、交互動態(tài)、表面屬性、動作姿勢

OpenX標準體系中的OpenSCENARIO為常用的定義動態(tài)仿真場景數(shù)據(jù)格式的標準，其主要用例是描述涉及多個交通參與者（如車輛、行人和其他交通參與者）的復雜、同步的操作，對駕駛機動的描述可以基于駕駛員的動作（例如執(zhí)行變道）或基于軌跡（例如來自記錄的駕駛機動）。

此外，OpenSCENARIO還包括其它內容，如對自我車輛的描述、駕駛員外觀、行人、交通和環(huán)境條件等，其還描述了事件板中的車輛操作，按事件、動作和序列細分。

四、環(huán)境場景數(shù)據(jù)

環(huán)境場景數(shù)據(jù)主要包括天氣類型，光照度能見度等數(shù)據(jù)，其中主要要素見下表3。

表 2  動態(tài)仿真場景要素

環(huán)境要素	屬性
光照	強度、顏色、方位
霧/霾	能見度、范圍、濕度、密度、反射衰減
雨雪	降水量、濕度、反射衰減
風	強度、方向
云	相對位置

可以看出，環(huán)境場景數(shù)據(jù)相當復雜，目前行業(yè)內尚無通用的環(huán)境場景數(shù)據(jù)格式，在后續(xù)的OpenSCENARIO標準中計劃納入該部分數(shù)據(jù)。

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自動駕駛虛擬仿真技術（一）：自動駕駛虛擬仿真概述
自動駕駛虛擬仿真技術（二）：仿真測試場景設計