手把手教你搭建OpenScenario交通場景(上)

经纬恒润發表於2024-11-15

OpenScenario是一種專為自動駕駛系統模擬測試設計的場景描述語言,它基於XML格式,旨在提供一個標準化、模組化的框架,用於定義和重現複雜的道路交通場景。該語言不僅能夠詳細描繪車輛、行人、交通訊號及其他動態交通參與者的行為模式,還涵蓋了環境條件(如天氣、光照)和道路基礎設施的設定,為自動駕駛系統的驗證提供了豐富且逼真的測試環境。

與OpenDRIVE專注於靜態道路網路建模不同,OpenScenario更多地聚焦於動態交通場景的構建,它允許開發者靈活設定車輛間的互動邏輯、事故觸發條件、緊急避讓情形等,以全面評估自動駕駛系統在各種極端或異常狀況下的反應能力。透過OpenScenario,開發者能夠建立從簡單的直行、轉彎測試到複雜的城市擁堵、高速公路超車、夜間行駛等多種場景,確保自動駕駛系統在面對真實世界複雜多變的交通環境時,能夠做出安全、合理的決策。

經緯恆潤動力學模擬軟體ModelBase基於OpenScenario1.0標準,開發內嵌了場景編輯器,可用於對模擬測試過程中的車輛行駛道路模型之外,繼續進行周邊動態場景的搭建。從搭建的形式上,軟體支援透過匯入OpenScenario1.0格式檔案來實現場景的自動復現,然後可利用場景編輯器在此基礎上進行編輯修改,或是從零開始進行動態交通場景的建立。從兩者的關係來看,交通場景依賴於道路模型存在,而在同一個道路模型下,可建立多個不同交通場景,並支援透過選擇啟用的形式進行待執行場景間的切換。當然,編輯後的交通場景也可以OpenScenario格式對外匯出使用。

下面我們來一起看一下場景編輯器的功能和操作使用方法,場景編輯器的操作介面如下圖所示。

選單欄

場景編輯器的選單欄中包括檔案、編輯和視窗三個選項,透過將滑鼠放著在選項上將自動彈出其對應的下拉選項,然後可使用滑鼠左鍵單擊進行具體的功能選擇,其中:

  • 檔案:用於對場景檔案進行操作,包括新建、開啟、儲存和地址另存為
  • 編輯:囊括了工具欄中的場景編輯工具,可在交通場景編輯過程中進行使用
  • 視窗:用於管理編輯器佈局中視窗的顯示和關閉

工具欄

為便於使用者在交通場景搭建過程中對編輯工具進行快速呼叫,編輯器將選單欄--編輯中的工具顯示在工具欄,透過滑鼠左鍵單擊可直接進行選擇或切換,包括以下幾個方面。

  • 建立車輛

進入車輛模式,點選後的滑鼠游標在編輯器內將變為藍色小車圖示,透過在道路中再次點選來進行放置,從而實現一個車輛實體的初步建立。建立完成後,介面中將自動彈出“車輛行為設定”對話方塊,可對車輛資訊和行駛路線等初始狀態進行預設,並以“觸發條件+車輛行為”組合的形式對行駛過程中車輛的行為變化情況進行預設,其中需要重點關注的有:

① 在初始狀態--車輛資訊中,新增車輛預設為非主車(交通車),將自動生成命名並在編輯器介面中顯示為藍色;透過選擇為主車以後,可透過“名稱”下拉選項與工程中已建立的車輛動力學模型進行繫結,主車在編輯器介面中顯示為黃色,以示與交通車之間的區別。

② 在初始狀態--行駛路線中,選擇“指定不規則軌跡”或“指定車道路線”模式前,需提前定義與之對應的“軌跡”或“路線”,之後可在下拉選項中進行選用。

③ 在觸發條件及行為子介面中,可在車輛行為列表中建立一個或多個event,然後可以測試需求,對event的觸發條件進行定義,並選擇車輛在此階段發生的橫縱向行為變化。另外,也可以透過SCP指令作為一種特殊的行為定義形式,實現對車輛行為或交通場景變化的控制。

  • 建立行人

進入行人模式,點選後的滑鼠游標在編輯器內將變為人形圖示,透過在道路中或路旁再次點選來進行放置,從而實現對一個行人實體的初步建立。建立完成後,介面中將自動彈出“行人行為設定”對話方塊,可對行人的位置、外觀模型和初速度資訊和行駛路線等初始狀態進行預設,並以“觸發條件+行人行為”組合的形式對不同觸發條件下行人的行為變化情況進行預設。例如,可實現定義行人行走的不規則軌跡,然後將觸發條件設定為相對於車輛位置進行觸發,隨後令其行走速度由無到有進行變更,由此可實現行人橫穿道路這一交通場景的搭建。

  • 建立物體

進入物體模式,點選後的滑鼠游標在編輯器內將變為物體圖示,透過在道路中或路旁再次點選來進行放置,從而實現對一個物體實體的初步建立。建立完成後,介面中將自動彈出“物體配置”對話方塊,可對物體的名稱,外觀(物體模型),放置位置和角度等進行設定。

透過對車輛、行人和物體模型進行選擇,ModelBase支援令這些實體在動畫介面中呈現出不同的外觀樣式,如下圖所示。

  • 建立RSU

進入RSU模式,點選後的滑鼠游標在編輯器內將變為RSU圖示,透過在道路中或路旁再次點選來進行放置,從而實現對一個RSU實體的初步建立。建立完成後,介面中將自動彈出“V2X訊號配置”對話方塊,可用於對場景中車輛的OBU進行開啟/關閉,或對RSU的基礎引數和對外傳送的事件資訊等進行配置。RSU模組主要用於V2X模擬測試工況的搭建,上述V2X配置介面也可以透過工具欄中的“V2X編輯”按鈕進行開啟。

在完成上述行為設定後,可透過點選介面右下角的“確認”按鈕進行關閉,當然,後續如需對實體再次進行修改設定,可透過滑鼠左鍵雙擊介面中的實體標誌重新開啟配置介面。至此,建立實體的方法已介紹完畢,瞭解更多場景搭建教程,敬請關注《手把手教你搭建OpenScenario交通場景(下)》

ModelBase是經緯恆潤自主研發的綜合駕駛測試模擬軟體,具備車輛動力學模型及智慧駕駛場景模擬能力,可用於乘用車、商用車的整車電控系統、ADAS系統的設計、測試和驗證。可以覆蓋電控系統的整個開發週期,包括早期的演算法模擬測試(MIL/SIL),控制器的硬體在環測試(HIL),半實物臺架測試(如電機臺架、動力系統臺架、整車臺架等),以及車輛在環測試(VIL)。

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