標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)于任何行業(yè)的發(fā)展都有重要的意義。

促進(jìn)協(xié)作、提高產(chǎn)品質(zhì)量與一致性、降低成本與風(fēng)險(xiǎn)都是它能帶來(lái)的好處。

在自動(dòng)駕駛仿真內(nèi)容的第二期，我們帶來(lái)了自動(dòng)駕駛仿真行業(yè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)之一——OpenX系列標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自于ASAM（Association for Standardization of Automation and Measuring Systems），這是一個(gè)成立于1998年、來(lái)自于德國(guó)的組織。當(dāng)年，德國(guó)的車(chē)賣(mài)得非常慘，許多企業(yè)砍掉了自己的研發(fā)部門(mén)，但這些人并沒(méi)有脫離自己的主業(yè)，他們成立一個(gè)非盈利的標(biāo)準(zhǔn)化組織，就是ASAM。

現(xiàn)在ASAM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是世界上最被廣泛認(rèn)可的汽車(chē)工業(yè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。

而OpenX系列標(biāo)準(zhǔn)則引領(lǐng)了自動(dòng)駕駛場(chǎng)景仿真測(cè)試的發(fā)展，被全球大量工具商、研發(fā)團(tuán)隊(duì)以及整車(chē)廠所使用，為統(tǒng)一仿真場(chǎng)景格式奠定了基礎(chǔ)。

那么，OpenX系列標(biāo)準(zhǔn)是如何助力自動(dòng)駕駛仿真技術(shù)的？

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搭建虛擬環(huán)境框架

我們先來(lái)看OpenX中的X都有什么，下圖就是整個(gè)OpenX體系全貌，中間的OpenDRIVE、OpenSCENARIO和OpenCRG是最早的OpenX三件套，雖然后面也有新的標(biāo)準(zhǔn)加入，但目前應(yīng)用最廣泛的還是OpenDRIVE和OpenSCENARIO。

在上一期的視頻中，我們講到自動(dòng)駕駛仿真模塊中有兩個(gè)很重要的部分——靜態(tài)場(chǎng)景模塊和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景模塊，OpenDRIVE和OpenSCENARIO就是這兩個(gè)模塊的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

OpenDRIVE是一種高精地圖格式，2006年由德國(guó)VIRES公司發(fā)布，著名的交通場(chǎng)景仿真工具VTD就是這家公司開(kāi)發(fā)的。2018年，OpenDRIVE的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將維護(hù)工作轉(zhuǎn)交給ASAM。

OpenDRIVE描述了駕駛仿真應(yīng)用所需的靜態(tài)道路交通網(wǎng)絡(luò)，也就是我們常說(shuō)的路網(wǎng)，并提供了標(biāo)準(zhǔn)交換格式說(shuō)明文檔。該標(biāo)準(zhǔn)的主要任務(wù)是對(duì)道路及道路上的物體進(jìn)行描述。通俗地來(lái)講，它規(guī)定了如何描述道路、車(chē)道、路口等路網(wǎng)中的靜態(tài)元素。OpenDRIVE使用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)記錄這些信息，并將它們存儲(chǔ)在拓展名為xodr的文件中。這樣的定義方法，使得機(jī)器可以順利地識(shí)別并利用靜態(tài)路網(wǎng)信息。

之后，再通過(guò)與OpenCRG結(jié)合使用，就可以將非常詳細(xì)的路面描述，比如是瀝青路還是鵝卵石路添加至路網(wǎng)描述當(dāng)中，使得路面形貌更精細(xì)化，可以對(duì)車(chē)輛進(jìn)行更好的動(dòng)力學(xué)仿真。

對(duì)于整個(gè)自動(dòng)駕駛仿真過(guò)程，OpenDRIVE非常重要，典型的仿真流程大概分為仿真前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，仿真中的執(zhí)行以及仿真后的評(píng)價(jià)三個(gè)階段。前期OpenDRIVE需要支撐后續(xù)OpenSCENARIO的編輯和運(yùn)行，同時(shí)，無(wú)論是仿真運(yùn)行過(guò)程中的事件判定還有事后評(píng)價(jià)，都需要基于OpenDrive地圖評(píng)價(jià)體系來(lái)支撐。

OpenDRIVE中描述的路網(wǎng)可以是人工生成或來(lái)自于真實(shí)世界的。

前者可以通過(guò)OpenDrive編輯器進(jìn)行操作，例如51sim的WorldEditor以及類(lèi)似軟件。

另外也可以使用高精地圖廠商的OpenDrive文件進(jìn)行導(dǎo)入。

但這一過(guò)程中對(duì)仿真企業(yè)也會(huì)有不少挑戰(zhàn)，首先是合規(guī)性問(wèn)題，其次，相較于量產(chǎn)高精地圖服務(wù)，為仿真運(yùn)行提供OpenDrive支撐這個(gè)生意對(duì)圖商來(lái)說(shuō)ROI比較低，參與意愿當(dāng)然也比較低。除此之外，仿真系統(tǒng)運(yùn)行和算法運(yùn)行所需地圖數(shù)據(jù)同源，但格式差異大，全鏈路打通工作量大，不同圖商的OpenDrive標(biāo)準(zhǔn)不太統(tǒng)一等，都是仿真企業(yè)會(huì)遇到的問(wèn)題。

可以說(shuō)，仿真企業(yè)對(duì)OpenDrive是既愛(ài)又恨，“愛(ài)”是因?yàn)楦袷蕉x做得非常全面，但在實(shí)際的仿真運(yùn)行中，很多地方可能只需要散點(diǎn)地圖，并不需要到OpenDrive那么高的要求，所以不少仿真企業(yè)正在把弱化對(duì)OpenDrive的依賴(lài)作為下一步的關(guān)鍵工作。

2

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讓虛擬世界動(dòng)起來(lái)

在搭建好了靜態(tài)場(chǎng)景后，我們需要讓這個(gè)虛擬世界動(dòng)起來(lái)，有參與者、有行為、有運(yùn)動(dòng)軌跡，這就涉及到了動(dòng)態(tài)場(chǎng)景構(gòu)建，這主要就是圍繞OpenSCENARIO展開(kāi)的。

下圖就是一個(gè)靠左行車(chē)國(guó)家的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景例子，藍(lán)車(chē)是測(cè)試車(chē)輛， c1 和 c2 兩輛是會(huì)對(duì)藍(lán)車(chē)產(chǎn)生影響的車(chē)輛，c3則在路口等待右轉(zhuǎn)。接下來(lái)設(shè)計(jì)的動(dòng)作是當(dāng)藍(lán)車(chē)接近路口時(shí)，c1 和 c2 開(kāi)始超車(chē)。c3 緊接著開(kāi)始右轉(zhuǎn)，從而迫使 c1 和 c2 進(jìn)行緊急剎車(chē)。

OpenSCENARIO就像一個(gè)編劇，通過(guò)描述交通流、行為模式和各種事件來(lái)創(chuàng)造出復(fù)雜的駕駛場(chǎng)景，為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供真實(shí)世界中的各種模擬環(huán)境。

去年7月，OpenScenario 2.0版本正式發(fā)布，相比之前的1.X版本，最大的差別就是增加了對(duì)抽象場(chǎng)景的描述。

此前，場(chǎng)景三層抽象分級(jí)，即功能場(chǎng)景、邏輯場(chǎng)景、具體場(chǎng)景是行業(yè)通用的場(chǎng)景分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。但在當(dāng)前的駕駛場(chǎng)景工程應(yīng)用，尤其是在仿真工程應(yīng)用中漸漸顯露出它的局限性。因此之后專(zhuān)家就在三層分級(jí)模型的基礎(chǔ)上，新增了抽象場(chǎng)景這一層級(jí)。

下圖展示了場(chǎng)景四層抽象分級(jí)模型及其之間的關(guān)系，從上至下，抽象化程度逐漸降低，但場(chǎng)景數(shù)量逐漸增加。

那么，什么是抽象場(chǎng)景？舉個(gè)例子。

現(xiàn)實(shí)中，我們說(shuō)下個(gè)路口左轉(zhuǎn)，這個(gè)信息對(duì)于司機(jī)來(lái)說(shuō)是一個(gè)具體動(dòng)作描述，但對(duì)于機(jī)器，這就是一個(gè)抽象場(chǎng)景。

因?yàn)?，我們沒(méi)有告訴它具體左轉(zhuǎn)的軌跡、左轉(zhuǎn)的速度，沒(méi)有告訴它是超越前車(chē)再左轉(zhuǎn)，還是老實(shí)排隊(duì)等左轉(zhuǎn)，對(duì)于機(jī)器，雖然左轉(zhuǎn)這個(gè)目標(biāo)是明確的，但實(shí)現(xiàn)的過(guò)程卻有成百上千種不同的排列組合。

這就是OpenScenario 2.0的進(jìn)化，抽象層次更高，對(duì)于一些泛化和覆蓋性測(cè)試有更好的適用空間，不過(guò)目前使用更多的還是OpenScenario 1.X版本。

但無(wú)論哪種版本，能寫(xiě)出高效、靈活的OpenScenario場(chǎng)景才是關(guān)鍵，嵌入GPT的能力到場(chǎng)景編輯器中，也成為了仿真企業(yè)的一個(gè)新方向。

3

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統(tǒng)一的力量

可以說(shuō)，整個(gè)OpenX對(duì)自動(dòng)駕駛仿真行業(yè)具有重要意義，它提供了統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，定義了場(chǎng)景、道路和車(chē)輛等關(guān)鍵信息的標(biāo)準(zhǔn)格式，為自動(dòng)駕駛仿真提供了一致的描述方式。讓不同的仿真工具和系統(tǒng)能夠互相兼容和交互、共享和傳遞場(chǎng)景信息，實(shí)現(xiàn)更高效的開(kāi)發(fā)、測(cè)試流程以及更準(zhǔn)確可靠的仿真結(jié)果。

此外，OpenX系列標(biāo)準(zhǔn)還涉及到數(shù)據(jù)標(biāo)注、操作設(shè)計(jì)域和感知接口等方面。它們提供了標(biāo)準(zhǔn)化的工具和定義，幫助開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)注、確定操作場(chǎng)景范圍，并實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的傳輸和交互。

這些標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是指導(dǎo)作用，更具有工程化價(jià)值，對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的訓(xùn)練、測(cè)試和評(píng)估非常重要，可以提高系統(tǒng)的智能性和適應(yīng)性，讓我們能夠更好地推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展。

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