[發(fā)明專利]一種基于貝葉斯優(yōu)化的智能汽車快速測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910344337.7
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110188797B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫劍;周華駿;徐一鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06F18/2413
• 分類號: G06F18/2413;G06F18/214;G06F30/20
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種基于貝葉斯優(yōu)化的智能汽車快速測試方法，該方法通過精確選取有代表性的測試場景，減少測試次數(shù)，實(shí)現(xiàn)對大量樣本安全性的評估，該方法首先基于現(xiàn)場交通場景，獲得車輛的行駛場景關(guān)鍵參數(shù)，為關(guān)鍵參數(shù)確定取值范圍與采樣間隔，并組合關(guān)鍵參數(shù)，形成參數(shù)空間；然后基于貝葉斯優(yōu)化理論，根據(jù)不同的測試目的選取合適的分類器與采集函數(shù)；最后初始化分類器，計算采集函數(shù)的數(shù)值，根據(jù)采集函數(shù)數(shù)值選取更加切合需求的下一智能汽車測試場景。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有減少測試次數(shù)、提高測試效率，保證測試可信度等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智慧交通領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于貝葉斯優(yōu)化的智能汽車快速測試方法。

背景技術(shù)

隨著人類收集、存儲、傳輸、處理數(shù)據(jù)的能力取得了飛速提升，人類社會的各個角落都積累了大量數(shù)據(jù)，亟需能有效對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析利用的計算機(jī)算法，而人工智能技術(shù)恰適應(yīng)了大數(shù)據(jù)時代的迫切需求。作為人工智能技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，自動駕駛技術(shù)迅速發(fā)展。自動駕駛技術(shù)在提升交通效率以及安全性方面具有極大潛力，基于自動駕駛技術(shù)的智能汽車具有廣闊的市場前景。

智能汽車的自動駕駛系統(tǒng)依靠先進(jìn)的傳感設(shè)備感知周圍環(huán)境，根據(jù)感知取得的環(huán)境信息對車輛行駛路徑進(jìn)行規(guī)劃決策，并最終依靠車輛控制模塊對車輛的行駛方向和速度進(jìn)行控制。環(huán)境感知、規(guī)劃決策、車輛控制三大模塊互相聯(lián)系，層層遞進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)自動駕駛。

智能汽車在一般道路上行駛時，需要應(yīng)對各種復(fù)雜的交通環(huán)境和天氣狀況，如混合交通流環(huán)境、大雪及霧霾天氣等。因此，智能車上路之前必須經(jīng)過全面嚴(yán)格的測試，以保證交通安全。當(dāng)前，對智能汽車駕駛水平的測試主要通過實(shí)地路測和測試場測試進(jìn)行。根據(jù)美國蘭德公司的研究報告，因為交通事故是極小概率事件，如果要證明智能汽車比人類駕駛安全性能高20％，實(shí)地路測或測試場測試約需要100輛車，一天24小時，全年無休測試225年，這是極難完成的任務(wù)。

另一方面，智能汽車的測試場景由多個動靜態(tài)要素組成，場景要素的取值變化和相互組合導(dǎo)致具象測試場景(concrete?scenario)數(shù)量大爆炸。以變道插入測試場景為例：若僅考慮動態(tài)(測試車輛速度、橫向加速度、變道插入間距、后車速度)、靜態(tài)(車道寬度)的5個關(guān)鍵要素，當(dāng)各關(guān)鍵要素各取10個參數(shù)值，具象測試場景將達(dá)976萬余個(5^10＝9765625)。若單個測試場景1分鐘、虛擬測試加速比為10時，該類場景的遍歷式測試共需1.86年(5^10÷(60分鐘×24小時×365天×10加速比)＝1.86年)。由上可見，在覆蓋高測試需求場景的基礎(chǔ)上，仍需針對測試場景的多維參數(shù)組合開展加速測試方法的創(chuàng)新。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于貝葉斯優(yōu)化的智能汽車快速測試方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于貝葉斯優(yōu)化的智能汽車快速測試方法，包括下列步驟：

步驟一：首先基于現(xiàn)場交通場景，獲得車輛的行駛場景關(guān)鍵參數(shù)，為關(guān)鍵參數(shù)確定取值范圍與采樣間隔，并組合關(guān)鍵參數(shù)，形成參數(shù)空間：

1.1、基于交通場景，確定行駛場景的關(guān)鍵參數(shù)，對于不同的交通場景，關(guān)鍵參數(shù)有所不同。如對于側(cè)向插入場景，關(guān)鍵參數(shù)可以是自然駕駛車輛和換道車輛之間的速度差，自然駕駛車輛和換道車輛之間的距離等。

1.2、對于每個關(guān)鍵參數(shù)，確定取值范圍，在這一取值范圍中，參數(shù)的值是有意義的。如對于車速類參數(shù)，取值范圍可以為0m/s-35m/s，車速不應(yīng)小于0，在一般情況下不會超過35m/s，這一取值范圍內(nèi)的車速是有實(shí)際意義的。

1.3、對于每個關(guān)鍵參數(shù)，確定采樣間隔，采樣間隔決定了測試密度。如對于車速類參數(shù)，采樣間隔可以為0.1m/s，0-35m/s這一速度區(qū)間共包含350個有意義的車速值；采樣間隔也可以為1m/s，0-35m/s這一速度區(qū)間共包含35個有意義的車速值。