1.3 场景仿真的构建流程

自动驾驶场景仿真是自动驾驶仿真测试的源头和基础，目前关于场景仿真的思路，主要流程包括场景数据集构建及仿真场景转化两个阶段。其中构建自动驾驶仿真场景的数据源，包括自然驾驶场景数据、标准法规数据及危险事故场景数据。其中自然驾驶场景数据基于真实车辆搭建采集平台，按照规划采集路线进行数据采集、数据清洗、数据标注等工作，标注后得到的数据集形成逻辑场景参数空间取值范围，根据泛化原则形成具体用例，从而构建功能场景-逻辑场景-具体用例的场景数据集矩阵；标准法规场景数据是基于现有智能网联汽车功能法规，主要来源于ISO、SAE、CNCAP、ENCAP、GB等标准文件，包括ACC、AEB、LKA、LDW、BSD等功能；对于事故数据库，主要针对CIDAS数据及GIDAS数据，做相应场景数据提取，形成场景数据集。场景数据集形成之后，进行仿真场景构建，具体包括以下工作：

1）静态场景构建：基于采集的传感器、高精地图等信息，根据数据存储标准转化为静态场景数据，中间可能涉及采用专业软件探面、探线、提取矢量化结果，实现分层分类和实体化、存储几何属性等工作。

2）动态场景构建：基于采集的交通传感器、路况等信息，根据数据存储标准转化为动态场景数据，中间可能涉及对传感器数据进行分析，将其转化为结构化轨迹与属性数据，基于基础案例数据泛化生成多个动态场景等工作。

3）基于数据标准将静态和动态场景整合为虚拟场景的数据格式，并存储该场景的关键信息，例如数据采集的时间地点、静态场景类型（城市交叉口、高速收费站等）、动态场景类型（通畅、拥堵、闯红灯、违规变道等）。

随着不同场景仿真软件的使用，对于场景通用性及复用性要求逐步提升，目前国际通用场景数据格式标准主要为ASAM组织制定的OpenX标准，包括静态道路逻辑信息标准格式OpenDRIVE，以及动态交通流信息标准格式OpenSCENARIO。其中OpenDRIVE描述了驾驶仿真应用所需的静态道路交通网络，并提供了标准交换格式说明文档。该标准的主要任务是对道路及道路上的物体进行描述。OpenDRIVE格式使用文件拓展名为xodr的可拓展标记语言（XML）作为描述路网的基础。存储在OpenDRIVE文件中的数据描述了道路的几何形状以及可影响路网逻辑的相关特征，例如车道和标志。OpenDRIVE描述的路网可以是人工生成或来自于真实世界的，其主要目的是提供可用于仿真的路网描述，并使这些路网描述之间可以进行交换。而OpenSCENARIO包含了仿真应用中动态内容的说明及文件组成模式，其主要用于描述多车复杂操作工况，定义了一个数据模型以及以此为基础的文件格式，用于描述驾驶与交通仿真模拟器、虚拟开发、测试与验证中使用的场景。OpenSCENARIO的主要应用体现在描述复杂的、同时发生的车辆操作行为，其中包括多个不同的实体实例，如车辆、行人以及其他交通参与者。场景的描述可基于驾驶员的驾驶行为或运动轨迹的实例。

仿真测试应用端，对于OpenDRIVE地图的构建，除了利用带有Open接口的仿真软件手动搭建之外，也可利用实采的高精地图，经过三次多项式拟合生成，生成满足OpenDRIVE格式的仿真标准地图。这部分往往需要具备测绘资质的公司去完成，但是经过三次多项式拟合后的OpenDRIVE地图是间断式拟合，往往需要进行一些手工的平滑处理，否则在仿真场景里面会出现断层、断面、车道线丢失等一系列问题。此外，对于高精度地图高程信息的释放也需要进行相关处理，以满足国家地图信息释放要求。

而对于OpenSCENARIO的动态场景生成，同样也可以利用仿真软件自带的OSC接口，输出OSC格式的标准文件。此外，行业内一些企业及机构也正在推进基于OpenSCENARIO标准的场景自动生成工具，本书第7章重点介绍了部分企业、机构及高校对于OpenSCENARIO标准的应用情况。