智能辅助驾驶之自适应巡航控制系统(ACC)测试场景研究

孙美玲 熊毅 孙元峰

摘要：本文通过分析国内外关于自适应巡航控制系统的相关法规，结合国内交通环境，提出了适应国内交通状况的ACC典型场景测试方法，可为我国ACC系统测试评价、各个汽车厂商进行智能辅助驾驶系统测试及ACC相关标准的制定等提供参考。

关键词：自适应巡航控制系统（ACC）;智能辅助驾驶;测试场景

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）33-0190-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 概述

随着人民生活水平的提高，人们对汽车的智能化，网络化，提出了更高的要求。这就加速了汽车行业的快速发展，同时推动人工智能、智能网联、大数据融合等与汽车电子、通信技术、互联网相关领域的快速融合，新时代汽车产业发展的最重要特征将是智能化、网联化。

汽车辅助驾驶技术、汽车主动安全是实现智能网联汽车道路上的重要且关键的环节，辅助驾驶技术的应用，实现了车辆在部分场景能够代替驾驶员对汽车进行操作，有效地减少了因驾驶员对汽车的操作失误而引发的交通事故。汽车主动安全系统主要包括汽车防抱制动系统、电子稳定性控制系统、自适应巡航控制系统、车道偏离预警系统、车辆前向碰撞预警系统、自动紧急制动系统等[1]。最近几年比较流行的驾驶员辅助系统之一即自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control system，ACC），它是在定速巡航控制系统基础上发展起来的，主要是通过纵向控制技术实现了车辆的定速行驶、车间距保持即跟车行驶过程中的车间时距、目标识别能力、弯道自适应识别能力、跟车行驶、自动紧急制动等功能[2]。

本文通过分析国内外关于ACC系统测试场景的相关法规，针对我国交通限速情况及道路情况，根据实际的开发测试经验教训，充分考虑了ACC场景测试的一些具有代表性的因素，提出了适合我国实际交通状况的ACC测试场景的方案，此方案可为我国各个汽车厂商进行ADAS产品场地测试、道路测试及ACC系统测试评价方法及标准的建立提供参考。

2 国内外ACC系统测试相关法规及内容

国际标准化组织（ISO）根据不同的路况，制定了ISO15622-2018、IS0 22178-2009、IS0 22179-2009三个法规，其中IS0 15622-2018主要是针对一般综合路况;IS0 22178-2009主要是针对市区拥堵低速路况;IS0 22179-2009主要是针对高速公路路况。IS0 15622-2018规定了目标识别能力、直线探测距离、弯道自适应能力、FSRA自动停止等相关场景测试及参数要求[3]。IS0 22178-2009中规定了直线探测距离、目标识别能力、自动减速、自动重锁定目标、弯道自适应能力等相关场景测试及参数要求[3J。IS0 22179-2009规定了目标识别能力、直线探测距离、自动停止、弯道自适应能力等相关场景测试及参数要求[5]。

美国的SAE技术标准委员基于IS0 15622：2010、IS0 22179：2009及IS0 2575：2010/Amd制定了SAE J2399-2014法规，SAEJ2399-2014中规定了目标静止、目标运动、弯道自适应能力等相关场景测试及参数要求[6]。

我国相关的法规主要有全国智能运输系统标准化技术委员会基于IS0 15622： 2002制定的ACC系统测试标准CB/T20608-2006及国家工信部和重庆市政府基于IS0 22179聯合制定的I-VISTA（2018版征求意见稿），GB/T 20608-2006规定了目标识别能力、直线探测距离、弯道自适应能力等相关场景测试及参数要求[7】。I-VISTA（2018版征求意见稿）规定了ACC的是试验场景为目标车静止、目标车低速、目标车减速、横向重叠等4个场景及抬头显示、自适应限速、走停功能等3个加分项[8]。

3 典型的ACC场景设计

自动驾驶测试包括虚拟测试、驾驶模拟器测试，封闭场地测试和开放道路测试等环节[9]。其中虚拟测试主要包括软件在环、硬件在环、车辆在环等。本文主要是对测试中的场景测试进行研究与设计，考虑的主要因素主要包括被测车辆（即自车）与周围车辆（目标车或干扰车）或其他交通参与者（如道路设施等）的相对运动关系、相对位置、国内交通环境、驾驶员的驾驶习惯等进行测试场景设计，由于ACC系统在各种情况下的排列组合、功能、性能等测试场景非常多、但是在实际测试中不可能测试遍历所有测试场景，同时受我国实际的道路情况、交通法规及实际行车安全的影响，有些测试场景是不可能发生的，因此在实际的测试中只需建立一些重要和必要的测试场景，下面本文将针对一些典型的测试场景进行了划分和详细介绍。

3.1 目标识别能力

两辆陪侧车辆（同车道为目标车、相邻车道为干扰车辆）在自车前方以相同速度正常行驶，两辆车的纵向中心线的间距离为3.5m+0.25m（即相邻车道）。自车与目标车（同车道前车）纵向中心线间的横向偏差小于0.5m。设置巡航速度大于车速，相邻车道车与目标车并排行驶，当自车与目标车的车间时距稳定一段时间后，自车同车道的目标车开始加速驶离。在这个过程中注意测试自车速度变化情况、同时注意相邻车道的干扰车辆是否会对自车产生影响。

3.2 弯道自适应能力

自车设定ACC模式跟随目标车行驶，待自车与目标车车间距稳定后，前方目标车以减速度a（与弯道半径有关，具体可参考标准GB/T 20608-2006中的规定）减速至目标车速，测试自车的速度变化情况。

在实际的弯道测试中需考虑前方无目标车、目标车加速、目标车减速等测试场景。

3.3 目标车静止

自车以不同车速行驶，同车道存在目标车静止的场景下，测试自车识别目标车并刹停的完整过程，关注自车减速度的变化及车辆的安全指标是否符合标准、规范。

3.4 目标车低速

目标车低速测试即测试目标车在自车的前方，当目标车辆的车速小于自车车速，并减速行驶，测试自车识别目标车并减速跟车行驶的完整过程，需关注整个过程中自车的减速度变化情况。

3.5 目标车减速

目标车在自车前方（纵向中心面间距≤0.5m），当目标减速行驶，测试自车识别目标车并减速跟停的完整过程，同时需关注减速度的变化情况。减速的大小可以参考I-VISTA规程，如-2m/s2、-3m/s2、-4m/s2、一5m/s2。在此种场景下需特别注意目标车突然急刹车，自车的反应及减速度的变化情况。

3.6 距离跟踪模式道路测试

ACC系统应可以适应不同的道路类型下的测试，距离跟随模式主要是测试自车在目标车不同位置及状态下的，自车的处理情况。典型的场景有，目标车在自车前方，巡航速度大于自车车速，目标车减速、目标车加速、目标车向左/右转向、相邻车道有干扰车辆（左，右车道有车，左/右车道有车超车经过）、自车向左/右换道等。

3.7 自动重锁定目标能力测试

主要分为切人和切出两种情况。

（1）切人测试的场景主要分为前方无车及前方有车的情况：

（a）前方无车，自车以巡航速度行驶，左，右侧车道有车超过自车后切人自车车道减速至小于巡航速度的场景。

（b）目标车A在自车前方行驶（纵向中心面間距≤0.5m），自车跟随目标车A行驶稳定后，目标车B在相邻车道（左/右）加速超越自车后，转向进入自车行驶车道，并且目标车B驶入自车所在的车道后开始减速直线行驶。测试自车是否可以重新进行目标车重定向。

（2）切出测试的典型场景为自车以稳定速度跟随前方目标车行驶（目标车与自车的纵向中心面间距≤0.5m），达到稳定后，目标车驶出本车道。则自车将重新搜索目标车辆，重新进行速度调整。

3.8 横向重叠测试

横向重叠测试即测试自车与目标车不在同一轴线上的跟车巡航能力，设定目标车车速小于自车车速，在不同的车间时距的情况下，测试自车与目标车的重合度（如25%、-25%、60%、40%、0%）下，自车是否能实现稳定跟车。

3.9 定速巡航道路测试

开启ACC，前方无车，查看自车是否按照设定车速稳定行驶。常见的场景：巡航速度大于自车车速、巡航速度小于于自车车速、自车以巡航速度行驶左/有侧有车辆超车等。

以上列举了一些典型的测试场景，实际的测试中还需考虑目标车为各种不同的车辆类型（如小轿车、卡车、货车、公交车、洒水车、两轮车、三轮车）、行人等。在ADAS系统中对ACC有影响的不同干扰物，如上方干扰物测试：如天桥、隧道、下穿;下方有干扰物，如井盖、减速带、维修路段地面铁板、地面异常散落物等;两侧干扰物，如车库、绿化带、石墩、栅栏、房屋等;对于这些干扰物ACC系统应该能正确识别、剔除无效信息，且不会对功能产生影响。此外还需考虑多目标、光线、天气、环境因素、道路类型及ACC系统因素等对实际测试的影响。

4 总结

本文结合ACC国际、国内法规及实际道路情况制定了适用于我国工况下的典型的ACC测试场景。对ACC系统的评价除了在功能方面，还需考虑性能方面的影响，如ACC系统的精度、长时间工作的正确预警率、错误预警率、漏预警概率等。随着汽车智能辅助驾驶技术、智能网联等产业的飞速发展，ACC控制系统的发展是ADAS系统发展的重要并关键的一步。ACC系统与智能网联、人工智能高度融合是未来重要的发展趋势，未来自适应巡航控制系统的发展及测试方案的研究还有很漫长的路要走，需更多的结合ADAS系统的其他功能共同来制定测试方案。

参考文献：

[1]路中达.汽车主动安全系统测试方法研究[J].南方农机，2019，50（8）：173.

[2]张志波，张宇，张恒嘉，等.自适应巡航控制系统测试方法研究[J].中国汽车，2019，29（2）：34-38.

[3] InteUigent transport systems.Adaptive cruise control systems.Performance requirements and test procedures[S].BSI BritishStandards，.D01：10.3403/3 01853 14u

[4] Intelligent transport systems. Low speed foUowing （LSF） sys-tems. Performance requirements and test procedures[S]. BSIBritish Standards，.D01：10.3403/30159863

[5] Intelligent transport systems.Full speed range adaptive cruisecontrol （FSRA） systems.Performance requirements and test pro-cedures[S].BSI British Standards，.D01：10.3403/301525 88

[6] Advanced Driver Assistance Systems （ADAS） Committee.Adap-tive cruise control （ACC） operating characteristics and user in-terface[S].SAE IntemationaI，.D 01： 10.4271，j 2399_201409

[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.智能运输系统自适应巡航控制系统性能要求与检测方法：CB/T 20608-2006[S].北京：中国标准出版社，2007.

[8] I-VISTA中国智能汽车指数规程，自适应巡航控制系统评价规程[s]，201 8

[9]黄丽..部分自动驾驶汽车场地测试与评价研究[D].重庆：重庆大学，2018.

【通联编辑：唐一东】