本書是中國汽車技術中心有限公司在持續(xù)進行場景仿真技術研究的基礎推出的產業(yè)研究專著，在本書的編制過程中獲得了來自高校、行業(yè)機構、智能網聯汽車汽車和場景仿真技術企業(yè)以及相關單位專業(yè)人士的大力支持。本書共設計策劃了四大板塊內容。章、第二章分別講述了場景仿真的發(fā)展歷程與重要意義；第三章則著重介紹目前場景仿真領域應用為廣泛的ASAM OpenX標準體系，分別對其中道路表面格式標準OpenCRG、靜態(tài)場景標準OpenDRIVE、動態(tài)場景標注OpenSCENARIO、仿真接口OSI、場景標簽與傳感器原始數據格式標準OpenLABEL、設計運行域標準OpenODD、OpenX本體論標準OpenXONTOLOGY進行介紹，并在第四章詳細研究分析了目前行業(yè)重要企業(yè)的行業(yè)應用案例，給予讀者思考與借鑒。第五章對場景生成工具ADScenario的開發(fā)背景、功能開發(fā)和后續(xù)計劃進行介紹。后在第六章對場景仿真存在的問題、技術發(fā)展路線和未來發(fā)展給出了建議。
1.如何全面、系統(tǒng)地制定智能網聯汽車測試標準，專業(yè)、科學地評價自動駕駛功能，進而提升自動駕駛系統(tǒng)的安全性、可靠性、有效性等，是智能網聯汽車發(fā)展面臨的重要問題。
2.本書研究并借鑒了國內外相關研究成果與產業(yè)實踐經驗，闡述了自動駕駛場景仿真技術發(fā)展與標準化現狀，分析了ASAM OpenX自動駕駛仿真系列標準的內容與格式，結合我國汽車產業(yè)在自動駕駛場景仿真方面的應用與實踐，為基于場景的自動駕駛功能開發(fā)、測試及標準法規(guī)制定提供了有益參考。
3.本書適用于自動駕駛、人工智能、汽車與制造等行業(yè)的工程技術人員學習參考，也可作為大專院校相關專業(yè)師生的參考書，同時，也可作為自動駕駛與智能網聯汽車產業(yè)愛好者的入門和提升書籍。
科技的發(fā)展，促使各行業(yè)持續(xù)變革進化。作為全球經濟支柱之一的汽車產業(yè)，正向新四化愿景邁進，加大研發(fā)投入、實現智能網聯汽車產品落地已成為各國共識。在此時代背景下，政策的引導助力與消費者對安全、舒適、高效的出行訴求形成共振，智能網聯汽車行業(yè)在我國已呈現核心技術加速突破、基礎支撐日益完善、產業(yè)生態(tài)漸趨成熟的良好態(tài)勢。
而智能網聯汽車技術的發(fā)展，驗證評價技術的突破亦是關鍵。如何全面、系統(tǒng)地制定智能網聯汽車測試標準，專業(yè)、科學地評價自動駕駛功能，進而提升自動駕駛系統(tǒng)的安全性、可靠性、有效性等，是我們汽車標準化工作者乃至所有汽車行業(yè)從業(yè)者應該重點思考的問題。
目前，以聯合國《自動駕駛汽車框架文件》為基礎，ADAS相關法規(guī)的制定已得到各國重視和積極推進�；诶锍痰脑u價方法無法滿足愈加復雜的功能開發(fā)驗證需求，由此，駕駛場景理論逐步獲得認可，并在全球范圍內展開研究�；趫鼍暗姆抡婕夹g與場地測試、公共道路測試組成的多支柱法驗證體系，作為自動駕駛測試驗證的重要辦法，已經進入落地實施階段。
ASAM 作為推動汽車開發(fā)、測試及相關工具鏈的標準化發(fā)展的非營利組織，成員包括了國際汽車制造商、系統(tǒng)供應商、工具供應商及工程服務提供商等，目標為發(fā)布汽車行業(yè)多細分領域規(guī)范準則，建立通用的理論及實踐標準，發(fā)展至今已有400 余家會員。ASAM OpenX 自動駕駛仿真系列標準，凝聚了ASAM 各成員單位的創(chuàng)新成果和研究共識，在行業(yè)內得到了廣泛應用。
此書在對國內外自動駕駛場景仿真技術和標準法規(guī)研究現狀予以總結概括的基礎上，詳細介紹了ASAM OpenX 自動駕駛仿真系列標準及其基于各類仿真驗證工具的行業(yè)應用。我國豐富的交通環(huán)境與復雜的交通狀況，為基于場景的自動駕駛驗證體系提供了豐富資源輸入和實踐平臺。期望本書能為廣大汽車行業(yè)同仁及相關行業(yè)從業(yè)者提供實踐參考意義，并對我國智能網聯汽車技術發(fā)展和相關標準的制定起到一定推動作用。
后，感謝行業(yè)內相關企事業(yè)單位、技術院所及標準機構對汽車標準化發(fā)展的大力支持，希望此書為各位從業(yè)人員帶來些許思考、些許收獲。
讓我們共同迎接智能化汽車時代的到來！
中汽智聯技術有限公司
中汽數據有限公司智能網聯數據室 室主任； 汽車標準法規(guī)國際協(xié)調專家、ISO自動駕駛測試場景工作組支撐專家、C-ASAM Steering Committee 管理委員會委員、人工智能學會智能駕駛分委會委員； 主要從事智能汽車駕駛場景數據研究、模擬仿真技術研究。2019年推動中汽中心與德國自動化及測量系統(tǒng)標準協(xié)會（ASAM）聯合組建C-ASAM組織，承擔ASAM標準制修訂工作，并開展OpenSCENARIO等自動駕駛模擬仿真國際標準在中國的本土化應用。
前言1
前言2
第1章 緒論
1.1 自動駕駛場景仿真的背景1
1.2 自動駕駛測試場景與仿真的關系3
1.2.1 測試場景的定義3
1.2.2 仿真的重要性5
1.2.3 場景仿真的定義7
1.2.4 基于場景的仿真應用8
1.3 場景仿真的構建流程11
第2章 場景仿真技術與標準現狀
2.1 自動駕駛場景仿真技術研究現狀13
2.1.1 國外場景仿真技術研究現狀14
2.1.2 國內場景仿真技術研究現狀21
2.2 自動駕駛場景仿真標準法規(guī)現狀26
2.2.1 國際標準法規(guī)現狀26
2.2.2 我國標準法規(guī)現狀35
第3章 場景抽象分級與仿真應用
3.1 場景抽象分級41
3.1.1 功能場景42
3.1.2 抽象場景43
3.1.3 邏輯場景43
3.1.4 具體場景45
3.2 基于場景的仿真應用45
3.2.1 自動駕駛系統(tǒng)的DevOps周期45
3.2.2 場景仿真環(huán)境的抽象架構47
3.3 場景仿真工具鏈及對應的標準49
3.3.1 基礎標準49
3.3.2 流程標準57
3.3.3 方法標準58
3.3.4 產品標準59
第4章 ASAM OpenX自動駕駛仿真系列標準
4.1 ASAM OpenCRG61
4.2 ASAM OpenDRIVE63
4.2.1 參考線63
4.2.2 路口示例64
4.2.3 靜態(tài)路網描述64
4.3 ASAM OpenSCENARIO65
4.3.1 OpenSCENARIO V1.x65
4.3.2 OpenSCENARIO V2.066
4.4 ASAM Open Simulation Interface（OSI）67
4.5 ASAM OpenLABEL68
4.5.1 數據格式69
4.5.2 可標記的數據類型70
4.5.3 標準內容和工作計劃70
4.6 ASAM OpenODD71
4.7 ASAM OpenXOntology72
4.7.1 ASAM OpenXOntology目標和內容72
4.7.2 ASAM OpenXOntology的體系架構73
4.7.3 ASAM OpenXOntology與其他OpenX標準關系74
4.8 基于ASAM OpenX標準的場景仿真測試流程76
第5章 自動駕駛仿真靜態(tài)場景描述語言
5.1 靜態(tài)場景語言概述79
5.1.1 概要79
5.1.2 術語及規(guī)范80
5.1.3 與其他標準的關聯82
5.2 靜態(tài)場景語言的通用架構83
5.2.1 通用架構83
5.2.2 坐標系85
5.2.3 幾何形狀91
5.3 靜態(tài)場景語言要素及語法96
5.3.1 道路96
5.3.2 車道106
5.3.3 交叉口121
5.3.4 物體126
5.3.5 標志135
5.3.6 鐵路139
第6章 自動駕駛仿真動態(tài)場景描述語言
6.1 概述143
6.1.1 背景與意義143
6.1.2 ASAM OpenSCENARIO 整體介紹144
6.2 基于ASAM OpenSCENARIO的場景描述144
6.2.1 具體場景案例144
6.2.2 執(zhí)行具體的場景147
6.3 場景的層級信息149
6.3.1 場景層級149
6.3.2 具體場景149
6.3.3 邏輯場景150
6.3.4 抽象場景151
6.3.5 具體化與抽象化指南153
6.4 自動駕駛仿真動態(tài)抽象場景155
6.4.1 基于領域專用語言（DSL）的場景架構155
6.4.2 場景模型特征167
6.4.3 場景語法177
6.5 自動駕駛仿真動態(tài)具體場景190
6.5.1 基于XML語言的場景架構190
6.5.2 場景語言特征210
6.5.3 案例分析215
第7章 OpenX標準應用案例
7.1 ASAM OpenX在長安汽車AEB和CutOut場景中的應用223
7.1.1 引言224
7.1.2 場景描述方式224
7.1.3 基于OpenX的場景構建過程225
7.1.4 仿真應用效果232
7.2 中國一汽基于OpenX標準的場景重構及試驗驗證233
7.2.1 引言234
7.2.2 基于標準的場景采集與生成流程234
7.2.3 仿真場景測試驗證應用235
7.2.4 總結237
7.3 基于OpenDRIVE 1.6港口場景高精地圖的表達及應用238
7.3.1 引言238
7.3.2 港口場景的特點238
7.3.3 OpenDRIVE 1.6標準在港口場景的應用拓展239
7.3.4 總結240
7.4 ASAM OpenX標準加速新型中德自動駕駛測試驗證241
7.4.1 引言241
7.4.2 基于OpenX標準的業(yè)務模式241
7.5 OpenX 標準在大疆車載仿真測試中的應用242
7.5.1 引言243
7.5.2 應用案例243
7.5.3 總結與展望248
7.6 OpenX標準在中汽數據ADX仿真工具鏈中的
應用248
7.6.1 引言248
7.6.2 理解測試場景以及場景的區(qū)別248
7.6.3 基于OpenSCENARIO 2.0的邏輯場景搭建249
7.6.4 基于動靜態(tài)交互的場景篩選及場景排序250
7.6.5 基于場景的動靜態(tài)信息編輯252
7.6.6 場景的運行以及場景的推演及評價252
7.6.7 AD Chauffeur仿真云平臺中的應用（以賽事應用為例）253
7.6.8 總結與展望255
7.7 OpenX標準在騰訊TAD Sim中的應用255
7.7.1 引言255
7.7.2 自動駕駛云仿真平臺TAD Sim256
7.7.3 OpenX標準在TAD Sim中的應用256
7.8 OpenSCENARIO標準在51 Sim-One軟件中的應用258
7.8.1 引言258
7.8.2 OpenSCENARIO標準在51Sim-One模擬仿真軟件中的應用258
7.8.3 應用案例261
7.8.4 支持更多OpenX標準263
7.9 小規(guī)模交通流場景下使用ASAM OpenSCENARIO標準的場景仿真263
7.9.1 場景的構建方法263
7.9.2 OpenSCENARIO應用案例介紹264
7.10 支持OpenSCENARIO標準的場景編譯器269
7.10.1 引言269
7.10.2 基于OSC的場景編譯器架構與實現269
7.10.3 應用案例272
7.10.4 總結274
7.11 OpenLABEL標準在指定場景數據提取中的應用274
7.11.1 引言275
7.11.2 OpenLABEL數據構建276
7.11.3 基于深度學習方法的特殊場景提取280
7.11.4 應用案例281
第8章 自動駕駛場景仿真技術未來發(fā)展趨勢
8.1 現有自動駕駛場景仿真技術存在的問題285
8.1.1 缺乏道路-氣象-交通相關聯的復雜系統(tǒng)化建模理論研究285
8.1.2 缺乏邊界場景的泛化與強化生成研究287
8.1.3 缺少具有中國特色的元素與駕駛特征的場景的仿真工具287
8.1.4 缺乏針對自動駕駛場景仿真技術的標準288
8.1.5 缺乏對于事故場景的高精度復現技術手段的研究289
8.2 自動駕駛場景仿真技術發(fā)展路線290
8.2.1 包含多元素的場景建模技術290
8.2.2 基于場景的高精度復雜傳感器的仿真291
8.2.3 與實驗數據對標，提高仿真場景的真實性293
8.2.4 建立行業(yè)內統(tǒng)一的場景仿真規(guī)范294
8.2.5 針對具體應用環(huán)境構建場景庫294
8.3 自動駕駛場景仿真技術應用前景295
參考文獻298
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