中国智能网联汽车自动驾驶仿真测试白皮书（2023版）

中国智能网联汽车自动驾驶仿真测试白皮书 （2023版） 中国智能网联汽车产业创新联盟测试示范组-仿真测试专项工作组 指导专家： 指导专家及编写单位名单 朱西产同济大学汽车学院教授 邓伟文北京航空航天大学交通科学与工程学院院长朱冰吉林大学汽车工程学院副院长 公维洁中国汽车工程学会副秘书长 陈新北京汽车研究总院有限公司智能网联中心副主任 徐月云国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司智能事业部总经理 编写单位（按参与章节顺序）： 国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司、北京迈驰智行科技有限公司、吉林大学、北京赛目科技股份有限公司、万物镜像（北京）计算机系统有限公司、中国第一汽车集团有限公司研发总院、浙江天行健智能科技有限公司、北京智能车联产业创新中心有限公司、北京国家新能源汽车技术创新中心、上海临港绝影智能科技有限公司、北京汽车研究总院有限公司、苏州智行众维智能科技有限公司、江苏易行智联汽车科技有限公司、清华大学苏州汽车研究院（相城）、中汽创智科技有限公司、安徽深信科创信息技术有限公司、中信科智联科技有限公司、北京大学、浙江大学、重庆大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、腾讯云计算 （北京）有限责任公司、浙江省计量科学研究院 人员名单（排名不分先后，按拼音排序）： 白智敏 崔文 党利冈 邓雅琼 丁娟 高奥 高彪 耿智能 郭楚凡 郭建朋 胡力文 胡蓉 黄思德 黄殷梓 姜朋亮 鞠晓男 阚宇衡 李楚照 李道飞 李慢 李文旭 李月 李长容 林强 林雨琦 刘梦寒 刘瑞强 刘兴波 刘艳强 马晨 马雷 孟璋劼 潘余曦 秦伟 任贵超 沈修齐 宋永雄 孙驰天 孙健宁 孙全旭 孙文超 汤瑞 唐焱 王树达 王亚锋 王瑶 王莹 王宇 王赞 王泽兴 魏苗 薛经纬 薛晓卿 燕翙江 于鹏 张安春 张惠然 张晋崇 张静宜 张培兴 张旭瑞 赵晨馨 赵存彬 赵德银 赵文博 赵文杰 赵振业 郑建明 版权声明 本白皮书版权属于中国智能网联汽车产业创新联盟测试示范组-仿真测试专项工作组，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国智能网联汽车产业创新联盟测试示范组-仿真测试专项工作组”。违反上述声明者，本单位将追究其相关法律责任。 前言 随着通信、人工智能、自动控制等技术的不断进步，智能网联汽车已成为汽车行业发展的新趋势。然而，随着汽车智能网联功能的逐渐丰富，其面临的测试挑战也日益凸显，恶劣的气象交通、多样的驾驶任务、复杂的电磁环境等都为智能网联汽车测试评价提出了新的挑战。特别是智能网联汽车测试评价对象已从传统的人、车二元独立系统转变为人-车-路-云强耦合系统，传统的实车测试方式在测试成本、耗时、安全性等方面已难以完全满足智能网联汽车测试验证需求。在此背景下，通过构建高置信数字模型在虚拟环境中对整车或子系统功能及性能进行仿真测试已成为智能网联汽车性能验证的重要支柱。 本白皮书旨在全面梳理智能网联汽车仿真测试领域的发展现状，通过深入剖析在环仿真测试技术、仿真测试场景库、仿真测试模型、仿真测试工具以及仿真测试评价体系等关键领域的最新进展，为政府决策部门、行业研究机构、汽车厂商、技术供应商以及广大消费者提供一个了解智能网联汽车性能验证技术的清晰、全面视角，更好地理解和把握智能网联汽车测试技术的发展趋势和市场需求。 我们期待与业界同仁共同探讨、交流，推动智能网联汽车仿真测试技术的创新与发展，为智能出行时代的到来贡献我们的力量。在此，我们要感谢所有为本白皮书提供支持和帮助的专家学者们，以及关注和参与智能网联汽车研发的各界人士。希望本白皮书能够为促进智能网联汽车技术的发展和推广做出一份贡献。 目录 第一章仿真测试背景1 1.1智能网联汽车技术发展现状1 1.1.1国外智能网联汽车技术发展现状1 1.1.2国内智能网联汽车技术发展现状4 1.2三支柱测试方法应用现状9 1.2.1三支柱测试方法介绍9 1.2.2三支柱测试方法应用现状10 1.2.3三支柱测试方法应用实例13 1.3智能网联汽车仿真标准研制现状16 1.3.1国外智能网联汽车仿真标准研制现状16 1.3.2国内智能网联汽车仿真标准研制现状18 1.4智能网联汽车仿真领域现存问题21 第二章模拟仿真测试23 2.1仿真测试总体框架23 2.1.1仿真测试研究意义23 2.1.2仿真测试流程23 2.1.3仿真测试评价关键技术24 2.2软件在环仿真测试技术26 2.2.1软件在环仿真测试介绍26 2.2.2软件在环平台构建方法27 2.2.3软件在环平台测试评价应用30 2.3硬件在环仿真测试技术32 2.3.1硬件在环仿真测试介绍32 2.3.2硬件在环平台构建方法34 2.3.3硬件在环平台测试评价应用38 2.4驾驶员在环仿真测试技术40 I 2.4.1驾驶员在环仿真测试介绍40 2.4.2驾驶员在环平台构建方法42 2.4.3驾驶员在环平台测试评价应用43 2.5车辆在环仿真测试技术46 2.5.1车辆在环仿真测试介绍46 2.5.2车辆在环平台构建方法47 2.5.3车辆在环平台测试评价应用51 2.6云仿真测试技术55 2.6.1云仿真测试介绍55 2.6.2云仿真平台构建方法56 2.6.3云仿真平台测试评价应用61 第三章仿真测试场景库64 3.1场景构建技术64 3.1.1场景概述64 3.1.2场景构建方法69 3.2场景库技术81 3.2.1数据库技术概述81 3.2.2场景库构建路线84 3.3场景库应用技术86 3.3.1数据回灌测试技术86 3.3.2场景数据闭环测试应用技术89 3.4场景库建设现状91 第四章仿真测试模型95 4.1驾驶员仿真模型95 4.1.1驾驶员仿真模型概述95 4.1.2驾驶员仿真模型建模95 4.1.3驾驶员仿真模型应用97 4.2车辆动力学仿真模型97 II 4.2.1车辆动力学概述97 4.2.2车辆动力学仿真模型建模98 4.2.3车辆动力学仿真模型应用100 4.3车端传感器仿真模型101 4.3.1车端传感器仿真模型概述101 4.3.2摄像头仿真模型102 4.3.3毫米波雷达仿真模型106 4.3.4激光雷达仿真模型109 4.3.5车端网联传感器仿真模型112 4.4路端网联传感器仿真模型119 4.4.1路端网联传感器仿真模型概述119 4.4.2路端网联传感器仿真模型建模120 4.4.3路端网联传感器仿真模型应用121 4.5交通流仿真模型121 4.5.1交通流仿真模型概述121 4.5.2交通流仿真模型建模123 4.5.3交通流仿真模型应用126 4.6环境仿真模型126 4.6.1环境仿真模型概述126 4.6.2环境仿真模型建模127 4.6.3环境仿真模型应用132 第五章仿真测试工具135 5.1仿真软件测试工具135 5.1.1场景仿真功能135 5.1.2动力学仿真功能137 5.1.3传感器仿真功能139 5.1.4云仿真功能140 5.1.5自动化测试与管理功能141 III 5.1.6测试结果评价功能141 5.2仿真硬件测试工具142 5.2.1场景采集设备142 5.2.2实时仿真设备144 5.2.3总线通讯板卡144 5.3典型仿真测试工具的应用144 第六章仿真测试评价体系147 6.1仿真测试场景评价147 6.1.1场景复杂度评价147 6.1.2场景危险度评价148 6.1.3场景暴露率评价149 6.2仿真测试模型评价149 6.2.1驾驶员仿真模型评价149 6.2.2动力学仿真模型评价150 6.2.3车端传感器仿真模型评价151 6.2.4路端传感器仿真模型评价152 6.2.5环境仿真模型评价153 6.2.6路端网联传感器仿真模型评价153 6.3仿真测试工具评价154 6.4仿真测试结果评价156 6.4.1仿真测试评价层级及指标156 6.4.2仿真测试评价方法159 6.4.3测试可信度验证与评估160 6.5仿真测试一致性评价162 6.5.1测试一致性评价意义162 6.5.2仿真测试一致性评价应用163 参考文献166 附录I我国智能网联汽车封闭场地测试情况介绍172 IV 1.封闭场地测试相关标准法规172 2.封闭场地测试内容173 2.1概述173 2.2封闭场地测试内容174 2.3测试方法175 3.封闭场地测试设备178 3.1目标物178 3.2目标物运载系统178 3.3其他测试设备178 4.仿真测试与封闭场地测试的结合应用179 5.封闭测试场地建设情况180 附录Ⅱ智能网联汽车道路测试开展情况183 1.智能网联汽车开放道路测试标准规范183 2.自动驾驶开放道路测试185 2.1开放道路测试概述185 2.2开放道路测试方法186 3.仿真测试与开放道路的闭环应用197 V 第一章仿真测试背景 编制背景章对全球智能网联汽车技术发展现状进行总体介绍，围绕智能网联汽车自动驾驶功能阐述了三支柱测试验证方法及应用实践情况，梳理了面向智能网联汽车仿真测试相关国内外标准编修订情况与应用场景，结合行业发展现状对智能网联汽车仿真测试领域现存问题与关键技术进行陈述。 1.1智能网联汽车技术发展现状 汽车时代的到来提高了人类出行效率与舒适度，但随着汽车保有量增加，伴随而来的道路交通事故频发和城市交通拥堵加剧等一系列问题日益凸显，严重制约经济、社会和环境的可持续发展。建设以智能网联汽车为核心，基于人工智能、互联网、大数据和云计算技术，具有高度智能化的人、车、路、网、云和社会一体化的新型智能交通系统是解决上述问题的根本途径。在新一轮科技革命推动下，汽车产业迎来巨大变革，智能化与网联化已成为汽车产业链升级和经济增长的重要方向，形成了全球化的竞争态势。智能网联汽车作为汽车工业、信息通信、人工智能、交通运输等多产业关联融合的重要载体，全球不同国家及地区充分发挥国家层面的顶层设计、产业基础与体制机制相关特点，制订智能网联汽车发展路线，推进技术落地与相关产业发展。 1.1.1国外智能网联汽车技术发展现状 从国家政策、技术创新和产业落地层面，分别介绍美国、欧洲和日本等地区的智能网联汽车技术发展现状。 （1）国家政策层面 国家政策是推动智能网联汽车产业发展的重要引擎，各国政府都高度强调智能网联汽车发展的重要性，纷纷出台了相关政策和规划。各国主要围绕智能网联汽车研发设计、生产准入、销售流通、测试示范、报废回收等全生命周期中各个环节，聚焦战略规划和研发创新，制定标准法律体系，助推智能网联技术发展。 美国政府高度重视智能交通和智能网联汽车产业发展，并出台了一系列政策 1 法规，支持智能网联汽车的技术开发和市场推广，例如《智能交通系统法案》《自动驾驶法案》《智能网联汽车部署指导》等。欧盟在2016年启动了全欧道路交通自动化发展协调项目（CoordinationofAutomatedRoadTransportDeploymentforEurope，CARTRE）项目，旨在协调欧洲各国在智能网联汽车领域的研究创新资源。欧盟还制定了《欧洲智能网联汽车战略》《欧洲智能网联汽车行动计划》等文件，规划了智能网联汽车的发展目标和措施，包括建立统一的法律框架、推进标准化和互操作性、加强网络安全和数据保护等。日本从2008年开始实施了SIP-adus（战略创新促进计划-自动驾驶系统）项目，旨在推动自动驾驶和智慧交通系统的协同发展。日本政府出台了《日本自动驾驶战略》《日本自动驾驶行动计划》等文件，提出了日本自动驾驶和智能网联汽车的发展方向和任务，包括完善法律法规、加强数据共享和利用、建设高精度地图和动态交通信息平台等。 （2）技术创新层面 目前智能网联汽车技术在全球范围内都得到了广泛的关注和研究，并取得了一些重要进展。各国政府、企业和研究机构都致力于推动智能网联汽车技术的发展，期望实现更智能、安全和高效的交通系统。从CVPR（IEEEConferenceonComputerVisionandPatternRecogni