6月5日，在長安大學(xué)車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車試驗(yàn)場，一輛無人駕駛的汽車正在接受“考試”。只見這輛車被穩(wěn)穩(wěn)地固定在測試臺上，車身的傳感器和四個(gè)車輪正常運(yùn)行。對面的顯示屏上，這輛車時(shí)而拐彎，時(shí)而加速。隨著車輛的“行駛”，一串串技術(shù)參數(shù)在不斷變化。

　　這是科研人員在進(jìn)行自動(dòng)駕駛汽車的道路動(dòng)態(tài)模擬測試。這套汽車測試裝備，是長安大學(xué)教授趙祥模團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的世界首臺基于虛實(shí)結(jié)合和整車在環(huán)的自動(dòng)駕駛汽車室內(nèi)快速測試大型裝備。

　　“這臺裝備經(jīng)過多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)境下虛實(shí)結(jié)合的整車在環(huán)測試，有效彌補(bǔ)了自動(dòng)駕駛道路測試周期長、成本高、關(guān)鍵場景復(fù)現(xiàn)難和虛擬仿真測試數(shù)據(jù)真實(shí)度低、權(quán)威性不夠等缺點(diǎn)。”趙祥模介紹，目前，該裝備已經(jīng)對不同等級的自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)行了測試驗(yàn)證，為推動(dòng)自動(dòng)駕駛相關(guān)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化落地應(yīng)用提供了測試方法和裝備支撐。

　　汽車不是設(shè)計(jì)出來的，而是試驗(yàn)出來的

　　1885年世界上第一輛汽車誕生以來，汽車不斷改變著人類的生活、生產(chǎn)和出行方式，不同汽車或經(jīng)典、或獨(dú)特的設(shè)計(jì)也令人驚嘆。然而，事實(shí)上，“汽車不是設(shè)計(jì)出來的，而是試驗(yàn)出來的”。流行在汽車行業(yè)的這句俗語，足見“測試”在整個(gè)汽車設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)過程中的重要性。

　　“一輛汽車由成千上萬個(gè)部件組成。一個(gè)新的車輛型號設(shè)計(jì)出來后，只有經(jīng)過嚴(yán)格的測試，不斷改進(jìn)技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)汽車的定型和批量生產(chǎn)。”趙祥模介紹。

　　隨著科技的不斷進(jìn)步，搭載先進(jìn)車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自動(dòng)駕駛汽車正在走向現(xiàn)實(shí)。

　　測試對自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展尤為重要。“自動(dòng)駕駛汽車除了具有傳統(tǒng)汽車的功能外，還具備感知、規(guī)劃、決策、控制等新功能。但是，由于運(yùn)行環(huán)境的不確定性、運(yùn)行場景的未知性和運(yùn)行任務(wù)的復(fù)雜性，自動(dòng)駕駛汽車在上路之前可能存在大量‘潛在’故障。只有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試，才能不斷促進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步。”趙祥模表示。

　　自動(dòng)駕駛的測試問題，一直被認(rèn)為是一個(gè)世界性難題。

　　在傳統(tǒng)的開放道路測試中，工作人員通過模擬自動(dòng)駕駛車輛在真實(shí)道路環(huán)境中的各類場景，進(jìn)行反復(fù)和連續(xù)測試，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)。針對可能導(dǎo)致事故的場景，研發(fā)人員會基于測試數(shù)據(jù)，再對自動(dòng)駕駛系統(tǒng)做進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。“然而，這些重要場景的發(fā)生概率過低，數(shù)據(jù)難以收集。同時(shí)，現(xiàn)有的模擬測試方法除了可信度低外，還缺乏對路面響應(yīng)的高真實(shí)模擬，無法模擬極端場景。”趙祥模介紹。

　　“美國蘭德公司報(bào)告曾經(jīng)指出，按傳統(tǒng)測試方法，一輛自動(dòng)駕駛汽車需要積累110億英里的測試數(shù)據(jù)才能驗(yàn)證其安全性。如果通過開放道路測試完成這項(xiàng)工作，需要400年。顯然，開放道路測試無法滿足未來自動(dòng)駕駛汽車的測試需求。”趙祥模說，“這些都是制約以自動(dòng)駕駛汽車為代表的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。因此，只有建立嚴(yán)密的測試技術(shù)體系，才能在有限時(shí)空域內(nèi)實(shí)現(xiàn)無限場景的測試，從而確保自動(dòng)駕駛汽車的安全性、舒適性、敏捷性和智能性，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。”

　　瞄準(zhǔn)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸問題，長安大學(xué)集聚優(yōu)勢學(xué)科力量，在自動(dòng)駕駛測試評價(jià)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵核心技術(shù)方面持續(xù)攻關(guān)。

　　讓自動(dòng)駕駛車輛“跑”起來

　　“與實(shí)際道路的測試方法不同，我們現(xiàn)在把實(shí)時(shí)路況‘搬’進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，讓自動(dòng)駕駛車輛在幾乎真實(shí)的交通場景中真正‘跑’起來。”團(tuán)隊(duì)成員、長安大學(xué)信息工程學(xué)院教師閔海根指著自動(dòng)駕駛封閉場地測試基地一輛正在“考試”的車輛介紹道。

　　這輛自動(dòng)駕駛汽車行駛在測試場地中。科研人員通過數(shù)字孿生系統(tǒng)為它設(shè)定了行人過馬路、超車換道、惡劣天氣條件、交通事故等各種測試場景，檢測它的性能。

　　“自動(dòng)駕駛測試最核心的難題就是如何在有限的時(shí)空域內(nèi)實(shí)現(xiàn)無限場景的測試。”閔海根進(jìn)一步解釋，當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車行駛在道路上，95%的場景都是容易應(yīng)對的，但剩余5%的極限場景不僅具有很強(qiáng)的危險(xiǎn)性，還具有稀有性。這5%的場景被稱為邊緣場景。“如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛場景的壓縮測試，也就是將蘭德公司所說的窮盡所有場景需要的400年壓縮到幾天甚至幾個(gè)小時(shí)，是我們自動(dòng)駕駛測試領(lǐng)域必須要解決的問題，也是自動(dòng)駕駛測試技術(shù)的終極目標(biāo)。”閔海根說。

　　面對世界級的難題，長安大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)及自動(dòng)駕駛技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)成員翻遍了國內(nèi)外文獻(xiàn)，大量走訪國內(nèi)外相關(guān)單位，并組織了多次學(xué)術(shù)研討，只為找到答案。

　　那么，自動(dòng)駕駛汽車測試能否搬到臺架上?團(tuán)隊(duì)成員通過機(jī)電控一體化裝置模擬道路幾何特征和路面附著系數(shù)等數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)字孿生系統(tǒng)模擬出真實(shí)場景并經(jīng)過信號逆向變換后送入自動(dòng)駕駛汽車的車載計(jì)算單元中，讓自動(dòng)駕駛汽車“不知道”自己行駛在虛擬環(huán)境中，從而實(shí)現(xiàn)無限場景的快速生成和組合測試。

　　技術(shù)方案論證、原型系統(tǒng)開發(fā)、大量實(shí)車試驗(yàn)、道路試驗(yàn)比對……經(jīng)過8年多的不懈努力，團(tuán)隊(duì)終于完成了世界首臺基于虛實(shí)結(jié)合和整車在環(huán)的自動(dòng)駕駛汽車室內(nèi)快速測試大型裝備的研發(fā)，攻克了高覆蓋度的典型與極限虛擬測試場景快速構(gòu)建、基于場景的自動(dòng)駕駛汽車功能測試評價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)，解決了在有限時(shí)空域內(nèi)完成自動(dòng)駕駛海量典型及危險(xiǎn)場景加速測試的工程科技難題。

　　在攻克自動(dòng)駕駛測試關(guān)鍵難題的過程中，該團(tuán)隊(duì)獲得美國發(fā)明專利7項(xiàng)、中國發(fā)明專利50余項(xiàng)。研究成果已在山東高速集團(tuán)、陜汽集團(tuán)、中航電測、萬集科技等企業(yè)應(yīng)用。

　　“自動(dòng)駕駛已經(jīng)來到我們身邊”

　　急行業(yè)發(fā)展所需，長安大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)及自動(dòng)駕駛技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在開展基礎(chǔ)研究的同時(shí)，還推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)與自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)轉(zhuǎn)化。

　　早在2009年，該團(tuán)隊(duì)就在國內(nèi)率先開展了車路協(xié)同自動(dòng)駕駛測試評價(jià)的理論研究和技術(shù)開發(fā)工作，從體系架構(gòu)設(shè)計(jì)到關(guān)鍵技術(shù)突破，再到原型系統(tǒng)搭建，開展系統(tǒng)性體系化研究。

　　多年來，圍繞自動(dòng)駕駛測試領(lǐng)域，該團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)、國家級重點(diǎn)課題6項(xiàng)、專題12項(xiàng)，建立了基于多層次金字塔模型的自動(dòng)駕駛測試方法體系，建成了全國高校唯一通過交通運(yùn)輸部認(rèn)定的自動(dòng)駕駛封閉場地測試基地。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)與山東高速集團(tuán)合作，設(shè)計(jì)建設(shè)了雙向52公里“國內(nèi)測試?yán)锍套铋L、測試場景最豐富、測試環(huán)境最真實(shí)”的高速公路車路協(xié)同系統(tǒng)全尺度測試基地——山東高速集團(tuán)智能網(wǎng)聯(lián)高速公路測試基地。

　　為推動(dòng)技術(shù)不斷落地，長安大學(xué)還發(fā)起成立國際車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車測試技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，聯(lián)合50余家國內(nèi)外相關(guān)高校、科研院所等機(jī)構(gòu)，共同開展自動(dòng)駕駛測試環(huán)境構(gòu)建、測試裝備研發(fā)等工作。團(tuán)隊(duì)主持編寫的《自動(dòng)駕駛汽車試驗(yàn)場車聯(lián)網(wǎng)》國際標(biāo)準(zhǔn)獲得ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織正式立項(xiàng)。

　　“自動(dòng)駕駛什么時(shí)候才能真正普及?”這是團(tuán)隊(duì)成員常常被問到的問題。

　　“我們可以看到，自動(dòng)駕駛技術(shù)在港口、碼頭、礦山這些特定場景和區(qū)域已經(jīng)成功商業(yè)化落地應(yīng)用。可以說，自動(dòng)駕駛已經(jīng)來到我們身邊。”閔海根說，“現(xiàn)階段，自動(dòng)駕駛技術(shù)在環(huán)境感知、高精度定位、智能決策算法及測試評價(jià)方面有了突破性進(jìn)展，但仍然面臨著一些不足，需要我們不斷去攻克。我們相信，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，法律法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、公眾接受度等綜合因素的不斷完善，自動(dòng)駕駛技術(shù)一定會取得更大的突破，從而實(shí)現(xiàn)真正的無人駕駛。”

　　在趙祥模看來，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)是未來交通運(yùn)輸領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn)，將給傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通管理、汽車制造、新能源等行業(yè)帶來革命性的變革，是典型的新質(zhì)生產(chǎn)力。

　　“陜西作為科教大省和汽車大省，應(yīng)抓住這一歷史機(jī)遇，支持建立該領(lǐng)域的全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或者技術(shù)創(chuàng)新中心，開展政、產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同創(chuàng)新，搶占發(fā)展制高點(diǎn)。同時(shí)，陜西應(yīng)該發(fā)揮科教資源優(yōu)勢，加大該領(lǐng)域的人才引進(jìn)和培養(yǎng)力度，加快形成未來交通運(yùn)輸人才高地。”趙祥模建議。(記者 張梅)