智能駕駛感知系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)詳解

本文由郭安，夏志龍，高新宇，陳振宇聯(lián)合創(chuàng)作

摘要

隨著人工智能、邊緣計(jì)算、無線通信和車載傳感器等關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步和突破，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)迎來了新一輪的發(fā)展。交通應(yīng)用的安全攸關(guān)場(chǎng)景給自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提出了更高的質(zhì)量保障要求。感知系統(tǒng)是自動(dòng)駕駛的核心，圍繞感知能力的測(cè)試驗(yàn)證工作是保障自動(dòng)駕駛軟件系統(tǒng)安全可靠的有效且必要途徑。本文簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)測(cè)試的研究現(xiàn)狀，并對(duì)圖像、激光雷達(dá)、以及感知融合測(cè)試方法和技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了討論。

前言

隨著人工智能及其軟硬件技術(shù)的進(jìn)步，近年來自動(dòng)駕駛獲得了快速發(fā)展。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于民用汽車輔助駕駛器、自動(dòng)物流機(jī)器人、無人機(jī)等領(lǐng)域。感知組件是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的核心，它使得車輛能夠分析并理解內(nèi)外交通環(huán)境信息。然而，與其他軟件系統(tǒng)一樣，自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)困擾于軟件缺陷。并且，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)運(yùn)行于安全攸關(guān)場(chǎng)景，其軟件缺陷可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果。近年來，已經(jīng)發(fā)生多起自動(dòng)駕駛系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致的人員傷亡事故。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛重視。企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)提出了一系列包括虛擬仿真測(cè)試、實(shí)景道路測(cè)試和虛實(shí)結(jié)合測(cè)試等在內(nèi)的技術(shù)和環(huán)境。然而，由于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)類型的特殊性和運(yùn)行環(huán)境的多樣性，這類測(cè)試技術(shù)的實(shí)施過程需要消耗過多資源，并需要承擔(dān)較大風(fēng)險(xiǎn)。本文簡(jiǎn)要分析當(dāng)前自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)測(cè)試方法的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。

1 自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)測(cè)試

自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)的質(zhì)量保障越來越重要。感知系統(tǒng)需要幫助車輛自動(dòng)分析和理解路況信息，其構(gòu)成非常復(fù)雜，需要充分檢驗(yàn)待測(cè)系統(tǒng)在眾多交通場(chǎng)景下的可靠性和安全性。當(dāng)前自動(dòng)駕駛感知測(cè)試主要分為三大類。無論何種測(cè)試方法，都表現(xiàn)出了一個(gè)區(qū)別于傳統(tǒng)測(cè)試的重要特征，即對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)的強(qiáng)依賴性。

第一類測(cè)試主要基于軟件工程理論和形式化方法等，以感知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的模型結(jié)構(gòu)機(jī)理為切入點(diǎn)的測(cè)試。這種測(cè)試方法建立在對(duì)于自動(dòng)駕駛感知運(yùn)行機(jī)理和系統(tǒng)特征的高度理解上。這種偏向感知系統(tǒng)邏輯測(cè)試的目的是在系統(tǒng)開 發(fā)早期發(fā)現(xiàn)感知模塊設(shè)計(jì)缺陷，以保障早期系統(tǒng)迭代中模 型算法的有效性。研究人員基于自動(dòng)駕駛算法模型特征，提出了一系列測(cè)試數(shù)據(jù)生成、測(cè)試驗(yàn)證指標(biāo)、測(cè)試評(píng)估方法和技術(shù)。

第二類測(cè)試虛擬仿真方法，借助計(jì)算機(jī)抽象實(shí)際交通 系統(tǒng)來完成測(cè)試任務(wù)，包括在預(yù)設(shè)虛擬環(huán)境下的系統(tǒng)測(cè)試或者面向感知組件的獨(dú)立測(cè)試。虛擬仿真測(cè)試的效果依賴 虛擬環(huán)境真實(shí)度、測(cè)試數(shù)據(jù)質(zhì)量和具體測(cè)試執(zhí)行技術(shù)，需 要充分考慮仿真環(huán)境構(gòu)建方法、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估和測(cè)試驗(yàn)證 技術(shù)的有效性。自動(dòng)駕駛環(huán)境感知和場(chǎng)景分析模型依賴大規(guī)模的有效交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)外研 究者針對(duì)交通場(chǎng)景及其數(shù)據(jù)構(gòu)造生成技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。利用數(shù)據(jù)變異、仿真引擎生成和游戲模型渲染等方法 構(gòu)建虛擬測(cè)試場(chǎng)景數(shù)據(jù)，從而獲得高質(zhì)量的測(cè)試數(shù)據(jù)，并將不同的生成測(cè)試數(shù)據(jù)用于自動(dòng)駕駛模型和數(shù)據(jù)擴(kuò)增和增 強(qiáng)。測(cè)試場(chǎng)景和數(shù)據(jù)生成是關(guān)鍵技術(shù)。測(cè)試用例必須足夠 豐富，以覆蓋測(cè)試樣本的狀態(tài)空間。需要在極端交通情況 下生成測(cè)試樣本，測(cè)試系統(tǒng)在這些邊界用例下決策輸出模 型的安全性。虛擬測(cè)試往往結(jié)合現(xiàn)有的測(cè)試?yán)碚摵图夹g(shù)，構(gòu)建用于評(píng)估和驗(yàn)證測(cè)試效果的有效方法。

第三類是對(duì)搭載自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)的真實(shí)車輛進(jìn)行路測(cè)，包括預(yù)設(shè)的封閉場(chǎng)景測(cè)試和實(shí)際路況測(cè)試等。這類測(cè)試優(yōu)點(diǎn)在于真實(shí)環(huán)境下的測(cè)試可以充分保障結(jié)果的有 效性。然而，這類方法存在測(cè)試場(chǎng)景難以滿足多樣化需求，相關(guān)交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)樣本獲取困難，真實(shí)道路采集數(shù)據(jù) 人工標(biāo)注成本高昂、標(biāo)注質(zhì)量參差不齊，測(cè)試?yán)锍桃筮^ 大，數(shù)據(jù)采集周期過長(zhǎng)等困難。危險(xiǎn)場(chǎng)景人工駕駛存在安全風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)實(shí)世界中測(cè)試人員很難解決這些問題。同時(shí)，交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)還受到數(shù)據(jù)來源單一、數(shù)據(jù)多樣性不足等問 題，不足以滿足軟件工程中自動(dòng)駕駛研究人員的測(cè)試驗(yàn)證 要求。盡管如此，道路測(cè)試作為傳統(tǒng)汽車測(cè)試不可缺少的 一環(huán)，在自動(dòng)駕駛感知測(cè)試中極為重要。

從測(cè)試類型上看，感知系統(tǒng)測(cè)試針對(duì)車輛開發(fā)生命周期，存在不同的測(cè)試內(nèi)容。自動(dòng)駕駛測(cè)試可分為模型在環(huán)(MiL)測(cè)試、軟件在環(huán)（SiL）測(cè)試，硬件在環(huán) (HiL)測(cè)試、整車在環(huán) (ViL) 測(cè)試等。本文重點(diǎn)介紹自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)測(cè)試 SiL 和 HiL 相關(guān)部分。HiL 包含感知硬件設(shè)備，如攝像頭、激光雷達(dá)、人機(jī)交互感知模塊。而 SiL 通過軟件仿真來替換真實(shí)硬件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。兩者的測(cè)試目的都是在于驗(yàn)證自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的功能、性能、魯棒性和可靠性等。針對(duì)特定的測(cè)試對(duì)象，不同類型的測(cè)試在每個(gè)感知系統(tǒng)開發(fā)階段，結(jié)合不同的測(cè)試技術(shù)，完成對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證要求。當(dāng)前自動(dòng)駕駛感知信息主要來源于對(duì)幾類主要數(shù)據(jù)的分析獲得，包括基于圖像（攝像頭）、點(diǎn)云（激光雷達(dá)）、以及融合感知系統(tǒng)。本文主要分析這三類數(shù)據(jù)的感知測(cè)試。

2自動(dòng)駕駛圖像系統(tǒng)測(cè)試

多類型攝像頭采集的圖像是自動(dòng)駕駛感知最為重要的輸入數(shù)據(jù)類型之一。圖像數(shù)據(jù)能夠提供車輛運(yùn)行前視、環(huán)視、后視和側(cè)視環(huán)境信息，幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路測(cè)距、目標(biāo)識(shí)別與跟蹤、自動(dòng)變道分析等功能。圖像數(shù)據(jù)具有多種格式，例如 RGB 圖像、語(yǔ)義圖像、景深圖像等。這些圖像格式存儲(chǔ)具有各自的特點(diǎn)，例如RGB圖像色彩信息更加豐富，景深圖片則包含更多的場(chǎng)景深度信息，語(yǔ)義圖像基于像素分類獲得，對(duì)于目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤任務(wù)更加有利。

基于圖像的自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)測(cè)試依賴大規(guī)模的有效交通場(chǎng)景圖像進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試驗(yàn)證。然而真實(shí)道路采集數(shù)據(jù)人工標(biāo)注成本高昂，數(shù)據(jù)采集周期過長(zhǎng)，危險(xiǎn)場(chǎng)景人工駕駛法律法規(guī)不完善，且標(biāo)注質(zhì)量參差不齊。同時(shí)，交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)還受到數(shù)據(jù)來源單一、數(shù)據(jù)多樣性不足等因素影響，不足以滿足自動(dòng)駕駛研究的測(cè)試驗(yàn)證要求。

國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)的構(gòu)造生成技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，利用數(shù)據(jù)變異、對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)、仿真引擎生成和游戲模型渲染等方法構(gòu)建虛擬測(cè)試場(chǎng)景數(shù)據(jù)，從而獲得高質(zhì)量的測(cè)試數(shù)據(jù)，將不同的生成測(cè)試數(shù)據(jù)用于自動(dòng)駕駛模型和數(shù)據(jù)增強(qiáng)。使用圖像硬編碼變換的方法生成測(cè)試圖像是一種有效方法。可以利用多種數(shù)學(xué)變換和圖像處理技術(shù)變異原始圖像，測(cè)試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下潛在的錯(cuò)誤行為。

Zhang等人使用了基于對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行圖像風(fēng)格變換，以模擬指定環(huán)境條件的車輛駕駛場(chǎng)景。一 些研究在虛擬環(huán)境中執(zhí)行自動(dòng)駕駛測(cè)試，利用從物理仿真 模型中的 3D模型構(gòu)建交通場(chǎng)景，并渲染為 2D的圖像作 為感知系統(tǒng)的輸入。測(cè)試圖像還可以利用合成方式生成，在低維圖像的子空間中采樣可修改內(nèi)容并進(jìn)行圖像合成，和對(duì)圖像直接變異相比，合成場(chǎng)景更加豐富，且圖像擾動(dòng)操作更加自由。Fremont等人使用自動(dòng)駕駛領(lǐng)域特定 編程語(yǔ)言 Scenic預(yù)先設(shè)計(jì)測(cè)試場(chǎng)景，使用游戲引擎接口 生成具體交通場(chǎng)景圖像，在目標(biāo)檢測(cè)模型上使用渲染生成的圖像進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證。

Pei等人使用差分測(cè)試的思想尋找自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)向模型的不一致輸出，還提出使用神經(jīng)元覆蓋率，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元超過預(yù)設(shè)給定激活閾值的比例，來衡量測(cè)試樣本的有效性。在神經(jīng)覆蓋基礎(chǔ)上，研究者還提出了很多新的測(cè)試覆蓋概念，例如神經(jīng)元邊界覆蓋、強(qiáng)神經(jīng)元覆蓋、層級(jí)神經(jīng)元覆蓋等。除此之外，使用啟發(fā)式搜索技術(shù)尋找目標(biāo)測(cè)試用例，也是有效的方法，核心難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)引導(dǎo)搜索的測(cè)試評(píng)估指標(biāo)。自動(dòng)駕駛圖像系統(tǒng)測(cè)試普遍存在特殊駕駛場(chǎng)景有標(biāo)數(shù)據(jù)匱乏等問題。本團(tuán)隊(duì)提出了一種自適應(yīng)性的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試用例選擇方法ATS，以軟件測(cè)試領(lǐng)域中自適應(yīng)隨機(jī)測(cè)試的思想為啟發(fā)，解決自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)中深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)記的人力資源成本高這一難題。

3自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)試

激光雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)至關(guān)重要的傳感器，夠測(cè)定傳感器發(fā)射器與目標(biāo)物體之間的傳播距離，分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息。其采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)精確描繪了駕駛場(chǎng)景中各類物體的三維尺度與反射強(qiáng)度信息，能夠彌補(bǔ)攝像頭在數(shù)據(jù)形式和精度上不足。激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛目標(biāo)檢測(cè)與定位建圖等任務(wù)扮演著重要角色，僅靠單一視覺無法替代。

作為典型的復(fù)雜智能軟件系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛將激光雷達(dá)捕獲的周圍環(huán)境信息作為輸入，并通過感知模塊中的人工智能模型做出判斷，經(jīng)系統(tǒng)規(guī)劃控制后，完成各類駕駛?cè)蝿?wù)。雖然人工智能模型的高復(fù)雜性賦予了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的感知能力，但現(xiàn)有的傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)依賴于點(diǎn)云數(shù)據(jù)手動(dòng)收集和標(biāo)注，成本高昂效率低下。另一方面，點(diǎn)云數(shù)據(jù)具有無序、缺少明顯的顏色信息、容易受到天氣因素干擾、且信號(hào)容易衰減，使得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的多樣性在測(cè)試過程中尤為重要。

針對(duì)基于激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)測(cè)試還處于初步階段。實(shí)際路測(cè)和仿真測(cè)試都存在代價(jià)昂貴、測(cè)試效率低下、測(cè)試充分性無法保證等問題。針對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)面臨的測(cè)試場(chǎng)景多變、軟件系統(tǒng)龐大復(fù)雜、測(cè)試成本巨大等問題，能夠結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)提出測(cè)試數(shù)據(jù)生成技術(shù)對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)保障有著重要意義。

在雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成方面，Sallab等人 通過構(gòu)建循環(huán)一致性生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)對(duì)雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，并對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析生成新的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。Yue等人提出了一個(gè)針對(duì)自動(dòng)駕駛場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成框架，該框架通過精確地對(duì)游戲場(chǎng)景中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行基于標(biāo)注物體的變異，從而獲得新的數(shù)據(jù)，他們用該方法獲得的變異數(shù)據(jù)重新訓(xùn)練自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理模塊，得到了較好的精確度提升。

本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)激光雷達(dá)自動(dòng)化測(cè)試工具 LiRTest, 主要用于自動(dòng)駕駛汽車目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)試，并且能夠進(jìn)一步重新訓(xùn)練以提升系統(tǒng)魯棒性。LiRTest 首先由領(lǐng)域?qū)＜以O(shè)計(jì)了物理和幾何模型，然后根據(jù)模型構(gòu)造變換算子。開發(fā)人員從現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)中選擇點(diǎn)云種子，利用點(diǎn)云處理單元對(duì)其進(jìn)行識(shí)別和處理，并實(shí)現(xiàn)基于變換算子的變異算法，來生成評(píng)估自動(dòng)駕駛 3D目標(biāo)檢測(cè)模型的魯棒性的測(cè)試數(shù)據(jù)。最終 LiRTest 得到測(cè)試報(bào)告，并對(duì)算子設(shè)計(jì)給出反饋，從而迭代提升質(zhì)量。

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是一種典型的信息 - 物理融合系統(tǒng)，其 運(yùn)行狀態(tài)不僅由用戶輸入信息及軟件系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)決定，同時(shí)也受到物理環(huán)境的影響。雖然目前有少量研究關(guān)注多種環(huán)境因素影響的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成問題，但由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的 自身特點(diǎn)，其生成數(shù)據(jù)的真實(shí)性很難與路測(cè)數(shù)據(jù)等同因此，如何在不明顯增加額外資源消耗的情況下，自動(dòng)化地生成能夠描述多種真實(shí)環(huán)境因素的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，是需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。

在自動(dòng)駕駛軟件常見軟件架構(gòu)中，人工智能模型對(duì)于駕駛決策及系統(tǒng)行為具有極其重要的影響，其影響到的功能包括：物體識(shí)別，路徑規(guī)劃，行為預(yù)測(cè)等。點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理最常使用的人工智能模型是目標(biāo)檢測(cè)模型，采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。雖然該技術(shù)可以在特定任務(wù)上獲得較高的精確度，但是由于其結(jié)果缺乏可解釋性，用戶與開發(fā)人員無法對(duì)其行為進(jìn)行分析確認(rèn)，給測(cè)試技術(shù)的研發(fā)以及測(cè)試充分性的評(píng)估帶來了極大的困難。這些，都是未來激光雷達(dá)模型測(cè)試人員需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。

4自動(dòng)駕駛?cè)诤细兄到y(tǒng)測(cè)試

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通常配備多種傳感器以感知環(huán)境信息，并搭載多種軟件和算法以完成各類自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)。不同傳感器具備不同的物理特性，其應(yīng)用場(chǎng)景也存在差異。融合感知技術(shù)可以彌補(bǔ)單一傳感器環(huán)境適應(yīng)性差的特點(diǎn)，通過多傳感器互相配合協(xié)作保證自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下正常運(yùn)行。

由于信息記錄方式的不同，不同類型傳感器之間存在較強(qiáng)互補(bǔ)性。攝像頭安裝成本低，采集的圖像數(shù)據(jù)分辨率高，具備豐富的顏色和紋理等視覺信息。然而，攝像頭對(duì)環(huán)境敏感，在夜晚、強(qiáng)光等光線變化時(shí)可能會(huì)不可靠。而激光雷達(dá)則不易受到光線變化的影響，在白天和黑夜中提供精確的三維感知能力。然而，激光雷達(dá)造價(jià)昂貴，采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)缺乏顏色信息，很難識(shí)別沒有明顯形狀的目標(biāo)。如何利用各模態(tài)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，挖掘更深層次的語(yǔ)義信息成了融合感知技術(shù)中的重要問題。

研究者們提出了多種數(shù)據(jù)融合的方法?；?a href="http://ttokpm.com/v/tag/448/" target="_blank">深度學(xué)習(xí)的激光雷達(dá)和攝像頭的融合感知技術(shù)由于其高準(zhǔn)確性已成為了主要研究方向。Feng等人將融合方法可簡(jiǎn)要概括為三種 : 前期，中期和后期融合。前期融合僅對(duì)原始數(shù)據(jù)或預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；中期融合對(duì)每個(gè)分支提取的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行交叉融合；后期融合僅融合每個(gè)分支最后的輸出結(jié)果。盡管基于深度學(xué)習(xí)的融合感知技術(shù)在現(xiàn)有的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集中展示了巨大的潛力，但此類智能模型在環(huán)境復(fù)雜的真實(shí)場(chǎng)景中仍可能會(huì)表現(xiàn)出不正確和意外的極端行為，從而導(dǎo)致致命的損失。為確保自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性，需要對(duì)這類融合感知模型進(jìn)行完備的測(cè)試。

目前，融合感知測(cè)試技術(shù)仍處于初步階段，測(cè)試輸入域龐大，數(shù)據(jù)收集成本高是主要難題，自動(dòng)化的測(cè)試數(shù)據(jù)生成技術(shù)因而得到了廣泛關(guān)注。Wang等人 提出一種跨模態(tài)數(shù)據(jù)增強(qiáng)算法，根據(jù)幾何一致性規(guī)則將虛擬對(duì)象插入到圖像和點(diǎn)云中生成測(cè)試數(shù)據(jù)集。Zhang 等人提出一種多模態(tài)數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法，利用多模態(tài)轉(zhuǎn)換流保持點(diǎn)云和圖像像素之間的正確映射，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了多模態(tài)剪切和粘貼增強(qiáng)方法。

考慮到真實(shí)場(chǎng)景中的復(fù)雜環(huán)境對(duì)傳感器的影響，本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種針對(duì)于多模態(tài)融合感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)擴(kuò)增技術(shù)。該方法由領(lǐng)域?qū)＜覟楦髂B(tài)數(shù)據(jù)制定一套具有現(xiàn)實(shí)語(yǔ)義的變異規(guī)則，自動(dòng)化的生成測(cè)試數(shù)據(jù)，以模擬真實(shí)場(chǎng)景中對(duì)傳感器干擾的多種因素，在有限的資源內(nèi)幫助軟件開發(fā)人員測(cè)試和評(píng)估融合感知系統(tǒng)。該方法使用的變異算子包含三大類別：信號(hào)噪聲算子，信號(hào)對(duì)齊算子和信號(hào)丟失算子，分別模擬真實(shí)場(chǎng)景中存在的 不同類型干擾。噪聲算子即指 在傳感器數(shù)據(jù)采集過程中，受環(huán)境因素影響而使得采集數(shù)據(jù)存在噪聲。例如，對(duì)于圖像數(shù)據(jù)，采用光斑、模糊等算子以模擬攝像頭遇強(qiáng)光，抖動(dòng)時(shí)的狀況。對(duì)齊算子模擬了多模態(tài)數(shù)據(jù)模態(tài)未對(duì)齊的情況，具體包含時(shí)間未對(duì)齊和空間未對(duì)齊。對(duì)于前者，通過隨機(jī)將一路信號(hào)延后以模擬出現(xiàn)傳輸阻塞或延遲的情況。對(duì)于后者，通過對(duì)各傳感器的標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行微小調(diào)整，以模擬在車輛在行進(jìn)過程中由于車輛抖動(dòng)等問題而導(dǎo)致傳感器發(fā)生位置輕微變化。信號(hào)丟失算子則模擬傳感器失靈。具體而言，隨機(jī)將一路信號(hào)丟棄后，觀察融合算法能否及時(shí)做出反應(yīng)或正常工作。

總之，多傳感器融合感知技術(shù)是自動(dòng)駕駛發(fā)展的必然趨勢(shì)，完備的測(cè)試是保證系統(tǒng)在復(fù)雜的真實(shí)環(huán)境中正常工作的必備條件，如何在有限資源內(nèi)充分的測(cè)試仍是一個(gè)亟待解決的問題。

結(jié)論

自動(dòng)駕駛感知測(cè)試正與自動(dòng)駕駛軟件開發(fā)流程緊密結(jié)合，各類在環(huán)測(cè)試將逐漸成為自動(dòng)駕駛質(zhì)量保障的必要組成部分。在工業(yè)應(yīng)用中，實(shí)際路測(cè)仍然重要。但是存在成本過高、效率不足、安全隱患大等問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足自動(dòng)駕駛智能感知系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證需求。形式化方法、仿真虛擬測(cè)試多個(gè)分支研究領(lǐng)域快速發(fā)展提供了完善測(cè)試的有效途徑，研究者們探索適用于智能驅(qū)動(dòng)的模型測(cè)試指標(biāo)與技術(shù)，為虛擬仿真測(cè)試方法提供支撐。本團(tuán)隊(duì)致力于研究自動(dòng)駕駛感知測(cè)試數(shù)據(jù)生成、評(píng)估和優(yōu)化方式，重點(diǎn)面向基于圖像、點(diǎn)云數(shù)據(jù)和感知融合測(cè)試三個(gè)方面開展深入研究，以保障高質(zhì)量的自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)。