過(guò)去十年，自動(dòng)駕駛和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (AD/ADAS) 軟件和硬件的開(kāi)發(fā)成為了各大汽車(chē)公司的主要投資目標(biāo)之一。各大汽車(chē)公司對(duì) AD/ADAS 持續(xù)不斷的投資加快了 AD/ADAS 組件的開(kāi)發(fā)周期，但也揭示了目前需要解決的重大挑戰(zhàn)——如何快速了解開(kāi)發(fā) AD/ADAS 組件中的車(chē)輛行為，以便進(jìn)行改進(jìn)！

一、方案背景

由于 AD/ADAS 的運(yùn)行環(huán)境很復(fù)雜，從仿真到真實(shí)駕駛，任何 AD/ADAS 組件的每次更改都需要根據(jù)大量場(chǎng)景進(jìn)行驗(yàn)證。然而，場(chǎng)景數(shù)量龐大且每天都在增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的機(jī)器人開(kāi)發(fā)支持工具（如 RVIZ）無(wú)法滿(mǎn)足我們的需求。例如，RVIZ只允許我們實(shí)時(shí)檢查車(chē)輛的行為，很難快速跳轉(zhuǎn)到任何特定事件。

為此，康謀推出IVEX自動(dòng)駕駛場(chǎng)景管理及分析平臺(tái)來(lái)克服這一難題。IVEX是一個(gè)基于云的平臺(tái)，包含許多功能來(lái)支持 AD/ADAS 的驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)。

下文康謀將為您分享在AD/ADAS開(kāi)發(fā)中使用IVEX的經(jīng)驗(yàn)。

二、康謀方案——IVEX自動(dòng)駕駛場(chǎng)景管理及分析平臺(tái)

圖1 IVEX頁(yè)面

1、數(shù)據(jù)輸入

我們通過(guò)將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需的格式，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)上傳到基于云的服務(wù)器來(lái)與安全分析平臺(tái)進(jìn)行交互。平臺(tái)的輸入數(shù)據(jù)以 Protobuf 消息格式定義，包括執(zhí)行期間有關(guān)環(huán)境和AD/ADAS 行為的信息，例如：

a.自車(chē)狀態(tài)變量，例如位姿、速度、加速度和轉(zhuǎn)向角；

b. 自我車(chē)輛規(guī)劃軌跡；

c.障礙物信息，如位姿、邊界框、速度和類(lèi)型；

d.上下文圖像；

e.標(biāo)記事件，其中每個(gè)事件由一個(gè)標(biāo)簽和相應(yīng)的時(shí)間戳組成；

2、場(chǎng)景執(zhí)行結(jié)果

（1）格式

IVEX清晰且定義良好的輸入格式有助于無(wú)縫處理不同的數(shù)據(jù)格式。由于場(chǎng)景來(lái)自不同的來(lái)源，因此場(chǎng)景執(zhí)行結(jié)果具有不同的格式，例如 Autoware ROS2 Bags、Apollo Cyber Records、Carla Simulator 日志格式和其他商業(yè)模擬器日志格式。

對(duì)于每種數(shù)據(jù)格式，我們都有一個(gè)適配器（通常只是一個(gè) Python 腳本），用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為安全分析的 Protobuf 輸入格式。Protobuf 是大多數(shù)工程師都熟悉的格式。通常只需幾個(gè)小時(shí)即可開(kāi)發(fā)一個(gè)適配器，將新的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為安全分析的 Protobuf 輸入格式。

（2）上傳

圖2 將數(shù)據(jù)上傳到IVEX的命令行界面

通過(guò)命令行界面將場(chǎng)景執(zhí)行結(jié)果上傳到IVEX 平臺(tái)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)上傳都集成到 CI/CD 流程中。同時(shí)每位工程師都可以執(zhí)行任何特定場(chǎng)景并將結(jié)果上傳到 IVEX 平臺(tái)。這種靈活性使我們能夠快速試驗(yàn)AD/ADAS開(kāi)發(fā)中的每項(xiàng)更改。

（3）檢查

在 IVEX 的 Web 界面上檢查場(chǎng)景執(zhí)行結(jié)果。我們可以根據(jù)不同的元數(shù)據(jù)（例如執(zhí)行日期、軟件版本或場(chǎng)景名稱(chēng)）搜索、過(guò)濾和選擇相關(guān)場(chǎng)景。

圖3 IVEX的搜索功能示例

a.快速概覽

由于場(chǎng)景驗(yàn)證通常是大量的，因此快速概覽結(jié)果十分重要。使用 IVEX 的聚合視圖可以實(shí)現(xiàn)快速概覽。在篩選和選擇感興趣的場(chǎng)景后，可以訪問(wèn)聚合視圖，該視圖可快速提供有關(guān)所有標(biāo)記事件的信息，這些事件按不同的操作設(shè)計(jì)域進(jìn)行分類(lèi)。標(biāo)記的事件可以包含在要上傳到 IVEX 的輸入數(shù)據(jù)中，從而能夠標(biāo)記與驗(yàn)證任務(wù)相關(guān)的任何類(lèi)型的事件。IVEX 還會(huì)自動(dòng)標(biāo)記幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)事件，例如緊急剎車(chē)、關(guān)鍵碰撞時(shí)間等。

例如，當(dāng)在IVEX中開(kāi)發(fā)一項(xiàng)新功能并想要比較自主車(chē)輛以不同速度行駛時(shí)的結(jié)果時(shí)，啟用聚合視圖來(lái)顯示按不同速度范圍分類(lèi)的信息，如下圖所示。

圖4 IVEX的聚合視圖

b.快速導(dǎo)航

除了概覽場(chǎng)景執(zhí)行結(jié)果中發(fā)生的事件之外，我們還需要能夠快速導(dǎo)航到特定事件以檢查車(chē)輛的行為。從聚合視圖可以直接跳轉(zhuǎn)到任何感興趣的事件。

例如，如果想檢查當(dāng)自車(chē)行駛速度超過(guò) 30 公里/小時(shí)時(shí)發(fā)生的緊急剎車(chē)事件，可以點(diǎn)擊與該事件和速度相對(duì)應(yīng)的框。事件的分布和特定時(shí)間戳的列表與上下文圖像一起顯示。點(diǎn)擊任何一張卡片都會(huì)來(lái)到數(shù)據(jù)日志視圖，該視圖提供在特定時(shí)間戳發(fā)生的詳細(xì)信息。

圖5 在數(shù)據(jù)日志視圖中檢查急剎車(chē)事件

在數(shù)據(jù)日志視圖中，可以詳細(xì)檢查事件。該視圖具有詳細(xì)的可視化功能，可顯示當(dāng)時(shí)的所有信息，包括自車(chē)的狀態(tài)、地圖、障礙物及其相關(guān)信息，例如速度、類(lèi)型和與自車(chē)的距離。我們還可以從場(chǎng)景列表直接跳轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)日志視圖。

圖6 數(shù)據(jù)日志視圖的可視化

數(shù)據(jù)日志視圖還幫助我們重播并查看場(chǎng)景中發(fā)生的情況。只需點(diǎn)擊幾下，我們就可以在每個(gè)時(shí)間戳之間來(lái)回切換。我們還可以看到所有標(biāo)記的事件并導(dǎo)航到其中任何一個(gè)。使用此視圖，可以快速評(píng)估和了解任何情況。

圖7 快速導(dǎo)航至特定事件或時(shí)間戳

c. 團(tuán)隊(duì)共享

一旦發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)一步檢查的事件，我們就可以與其他同事分享相同的視圖，然后同事就可以隨時(shí)檢查該事件。在團(tuán)隊(duì)工作時(shí)，共享此類(lèi)信息可以大大促進(jìn)我們的溝通，并幫助我們專(zhuān)注于正確的方向。

三、結(jié)論

IVEX大大推動(dòng)了AD/ADAS的開(kāi)發(fā)工作：

a.輕松集成駕駛數(shù)據(jù)到平臺(tái)

b.快速了解車(chē)輛行為

c.快速導(dǎo)航感興趣事件

d.訪問(wèn)所有有價(jià)值的可視化信息了解情況

e.團(tuán)隊(duì)共享信息

期待您繼續(xù)關(guān)注康謀之后的文章，我們將分享有關(guān)AD/ADAS的基于場(chǎng)景的驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析的更多信息。