1.本发明涉及自动驾驶技术领域，具体为一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统及方法。
背景技术：2.随着汽车智能化的不断发展，自动驾驶系统已经逐渐成为汽车的一种标配。伴随着需求的增加，自动驾驶配置的传感器越来越多，系统越来越复杂，算法越来越精深。因此如何对自动驾驶系统进行充分、有效的测试、验证，便成为一个行业共同探索的重要方向之一。当前自动驾驶系统测试方法主要包含如下几种，虚拟仿真测试、路测数据回灌测试、场地测试以及道路测试。
3.目前，路测数据回灌测试主要通过以下两种方式实现：
4.方式1：使用路测数据中的传感器原始数据，验证感知算法，比如，基于camera的图像识别算法、基于lidar的激光点云识别算法、基于radar的毫米波点云识别算法、多传感器融合算法等；
5.方式2.使用路测数据中多传感器融合算法的输出数据验证规控算法，详见申请号为cn112307642a的中国专利；
6.上述两种方式存在着如下缺点：
7.缺点1：上述两种方式均采用从路测数据获取第一帧数据后，便开始了仿真测试，这样可能导致完全一样的算法，仿真测试与路测的表现也不一致。一般每次路测结束后，通过数据挖掘，分割、提取有价值的数据包，比如发生人工接管时刻前后各30s的数据作为一个有效数据包进行回灌测试。在多数情况下，此数据包第一帧车辆的速度、加速度、方向盘转角等具有一定的初始值，规控算法内部通常会有滤波算法用于输入数据的平滑和降噪，若路测数据中主车的初始速度为10ms/s，理论上规控算法模块应该以此作为初始值进行计算，但是因为有了滤波算法，会使用一个小于10m/s的值进行计算。因此这可能导致在算法版本完全一致情况下，整个数据回灌测试本车行驶轨迹与路测也会存在一定差异，即无法完全复现路测场景。同理，感知算法内部同样包含滤波算法，也存在类似的问题。可能因单个滤波算法导致的路测数据回灌测试与路测存在的差异，还勉强可以接受，但若将包含多个滤波算法的感知算法和规控算法串联起来进行整体路测数据回灌，会将这种差异成倍数的放大，算法精度无法保证。
8.缺点2：以上方案只是对感知算法和规控算法进行单独验证，而非当作一个整体进行验证。这样当感知算法进行优化后，一方面，无法利用路测数据回灌及时获知优化后的感知算法对规控算法的影响。另一方面，可能因为路测数据对应版本感知算法存在某些缺陷，导致规控算法无法使用该路测数据进行回灌测试。比如，某段时间路测数据中包含的场景比较罕见，对规控算法的迭代优化很重要。但此路测数据对应版本的感知算法不稳定，多传感器融合算法的输出数据存在距离或者速度或者朝向的跳变，导致规控算法无法有效利用该数据。
9.鉴于此，我们提出一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统及方法。
技术实现要素：10.本发明的目的在于提供一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
11.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
12.一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统及方法，包括：
13.版本匹配模块，用于从数据库中获取与待测版本算法模块匹配的路测数据，以及从代码库中获取原始版本算法建立原始版本算法模块；
14.路测数据管理模块，用于接收所述版本匹配模块发送的路测数据；
15.数据提取模块，用于提取所述路测数据管理模块中的路测数据，并将路测数据发送至所述待测版本算法模块和原始版本算法模块；
16.模式决策模块，用于比较所述原始版本算法模块输出的数据与路测数据中对应数据的差异；
17.模式切换模块，用于在所述模式决策模块的比较结果不大于设定的阈值时让所述待测版本算法模块对路测数据进行回灌测试。
18.优选的，所述路测数据包括：原始传感器数据、原始规控数据、原始主车定位数据、原始主车底盘数据。
19.优选的，所述待测版本算法模块包括：感知识别算法模块、感知后处理算法模块、多传感器融合算法模块、规控算法模块和高精地图模块；
20.所述原始版本算法模块包括：原始感知后处理算法模块、原始多传感器融合算法模块、原始规控算法模块、原始高精地图模块。
21.优选的，还包括：
22.首帧数据筛选模块，用于在所述待测版本算法模块对路测数据进行回灌时提取所述路测数据的第一帧原始主车定位数据和第一帧原始主车底盘数据；
23.航迹推算模块，用于将所述第一帧原始主车定位数据用于车辆的航迹初始坐标，并计算出车辆的航迹推算数据；
24.车辆模型模块，用于接收待测版本算法模块发送的规控数据后，根据所述第一帧原始主车底盘数据描述的状态重新计算车辆新的底盘信息以及相对于初始位置的位移数据；
25.坐标映射模块，用于将所述航迹推算数据透传、输入至所述待测版本算法模块中。
26.本发明还提供一种路测数据仿真测试方法，用于所述的自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统进行仿真测试，包括以下步骤：
27.步骤1，数据获取
28.从数据库中获取需要回灌的路测数据；
29.步骤2：数据收敛
30.将所述路测数据分别输入至待测版本算法，以及原始版本算法中进行收敛；
31.步骤3：收敛结果比较
32.通过所述模式决策模块比较所述原始版本算法模块输出的数据与所述路测数据
中对应数据的差异：
33.若差异大于设定阈值，则判定收敛阶段未完成，重复执行步骤2和步骤3；
34.若差异不大于设定阈值，则判定收敛阶段完成，执行步骤4；
35.步骤4：数据回灌
36.将所述车辆模型模块计算出的车辆新的底盘信息以及相对于初始位置的位移数据输入至所述待测版本算法中完成数据回灌。
37.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
38.本发明增加模式决策模块和模式切换模块，将路测数据分为两部分。前面一部分数据用于收敛感知算法和规控算法，消除感知算法和规控算法中，因使用滤波算法导致的数据回灌与路测的差异，剩余部分数据才用于回灌测试；
39.新增了版本匹配模块，用于从代码库中获取与路测数据一致的原始版本算法模块，在算法开始收敛阶段，路测数据会同时输入给原始版本算法模块和待测试版本算法模块，当判断原始规控算法模块的输出结果与路测数据中保存的规控算法模块输出结果差异小于一定阈值，则认为收敛完成；
40.将感知算法模块和规控算法模块集成在一起，当做一个整体进行路测数据回灌测试。这样当感知算法进行优化后，既可以利用路测数据回灌及时获知优化后的感知算法对规控算法的影响。又可以解决因为路测数据对应版本感知算法存在某些缺陷，导致规控算法无法使用该路测数据进行回灌测试的问题。这样即扩大有效路测数据的范围、又充分挖掘了路测数据的应用价值。
附图说明
41.图1为本发明的整体结构框架原理图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.实施例1
44.一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统，如图1所示，包括：
45.版本匹配模块，用于从数据库中获取与待测版本算法模块匹配的路测数据，以及从代码库中获取原始版本算法建立原始版本算法模块，其中，路测数据包括：原始传感器数据、原始规控数据、原始主车定位数据、原始主车底盘数据；待测版本算法模块包括：感知识别算法模块、感知后处理算法模块、多传感器融合算法模块、规控算法模块和高精地图模块；所述原始版本算法模块包括：原始感知后处理算法模块、原始多传感器融合算法模块、原始规控算法模块、原始高精地图模块，以上路测数据内容以及算法模块为现有技术中常用的数据及算法模型，用于在汽车自动驾驶领域中对数据进行计算处理，本领域技术人员完全可以根据现有技术中的记载实现相关的技术内容，在此不再列举其常用的算法模型以及赘述其工作原理；
46.路测数据管理模块，用于接收所述版本匹配模块发送的路测数据；
47.数据提取模块，用于提取所述路测数据管理模块中的路测数据，并将路测数据发送至所述待测版本算法模块和原始版本算法模块；
48.模式决策模块，用于比较所述原始版本算法模块输出的数据与路测数据中对应数据的差异；
49.模式切换模块，用于在所述模式决策模块的比较结果不大于设定的阈值时让所述待测版本算法模块对路测数据进行回灌测试；
50.首帧数据筛选模块，用于在所述待测版本算法模块对路测数据进行回灌时提取所述路测数据的第一帧原始主车定位数据和第一帧原始主车底盘数据；
51.航迹推算模块，用于将所述第一帧原始主车定位数据用于车辆的航迹初始坐标，并计算出车辆的航迹推算数据；
52.车辆模型模块，用于接收待测版本算法模块发送的规控数据后，根据所述第一帧原始主车底盘数据描述的状态重新计算车辆新的底盘信息以及相对于初始位置的位移数据；
53.坐标映射模块，用于将所述航迹推算数据透传、输入至所述待测版本算法模块中。
54.实施例2
55.本发明还提供一种路测数据仿真测试方法，用于实施例1中所述的自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统进行仿真测试，包括以下步骤：
56.步骤1，数据获取
57.在整个系统运行前，用户选择待测试算法版本以及需要回灌的路测数据。
58.具体的，用户根据版本匹配模块进行选择，从数据库中拉取对应的路测数据给到路测数据管理模块，以及根据路测数据中记录的算法版本信息，从代码库中拉取一致版本的算法模块，建立原始版本算法模块。
59.步骤2：数据收敛
60.数据提取模块，从路测数据管理模块中获取系统所需路测数据，该路测数据包括：传感器原始数据(例如原始点云、原始图像)、原始规控数据、原始主车定位数据、原始主车底盘数据；
61.数据提取模块将以上数据分别逐帧给到待测算法模块和原始版本算法模块中，其中，待测算法模块包括：感知识别模块、感知后处理算法模块、多传感器融合算法模块、规控算法模块和高精地图模块；原始版本算法模块包括：原始感知后处理算法模块、原始多传感器融合算法模块、原始规控算法模块、原始高精地图模块；
62.因此，使得待测算法模块和原始版本算法模块使用相同的路测数据开始计算、收敛；
63.模式决策模块也在逐帧接收数据提取模块输出的原始规控数据以及原始规控算法模块输出的新的原始规控数据。模式决策模块比较原始规控数据和新的原始规控数据是否基本一致，输出模式决策数据至模式切换模块，即告诉模式切换模块，当前整个系统运行在什么阶段。若以上对比数据不是基本一致，则是收敛阶段，反之，则切换进入回灌测试阶段。
64.模式切换模块会根据当前系统处于不同阶段，输出不同模式切换数据给到原始版
本算法模块、坐标转换模块，同时决定是否透传部分数据至首帧数据筛选模块和车辆模型；且在收敛阶段时，模式切换模块不会透传以上数据，只会将模式切换数据给到原始版本算法模块、坐标转换模块。
65.原始版本算法模块接收到模式切换数据，知道当前是收敛阶段，会持续运行收敛；
66.坐标转换模块接收到模式切换数据，知道当前是收敛阶段，只会透传数据提取模块输出的原始主车定位数据和原始主车底盘数据至多传感器融合算法模块和规控算法模块。
67.且在收敛阶段，数据提取模块和规控算法模块向模式切换模块输入的数据均被模式切换模块丢弃。
68.步骤3：回灌测试
69.当模式决策模块发现原始规控数据和新的原始规控数据基本一致时，输出模式决策数据至模式决策模块，至此整个系统从收敛阶段切换至回灌测试阶段。因为已经完成了收敛是否完成的判断，故原始版本算法模块便不会运行，以防止计算资源的浪费；
70.在回灌测试阶段，数据提取模块除了将数据逐帧给到待测算法模块外，还需将原始定位数据和原始底盘数据通过模式切换模块透传至首帧数据筛选模块；
71.首帧数据筛选模块主要是提取进入回灌测试阶段后第一帧原始定位数据和原始底盘数据，然后将原始定位数据输出至航迹推算模块作为航迹初始坐标，将原始底盘数据输出至车辆模型，用于车辆模型的初始状态设置；
72.车辆模型接收到规控算法模块通过模式切换模块透传的规控算法数据，输出车辆底盘数据至航迹推算模块。
73.航迹推算模块结合以上信息计算出航迹推算数据，即新的车辆定位数据和车辆底盘数据；
74.通过模式切换模块透传至坐标映射模块，坐标映射模块将接收到的航迹数据经过一些格式转换处理后，输出至多传感器融合算法模块和规控算法模块；
75.待测算法模块根据输入的原始传感器数据、航迹推算数据经过内部一系列计算后，输出规控算法数据通过模式切换模块透传至车辆模型。至此，回灌测试单次数据处理完成，整个系统不断运行，直至将本次路测数据中的全部数据回灌完。
76.通过上述内容，施行上述方法，不难看出：
77.本发明增加模式决策模块和模式切换模块，将路测数据分为两部分。前面一部分数据用于收敛感知算法和规控算法，消除感知算法和规控算法中，因使用滤波算法导致的数据回灌与路测的差异。剩余部分数据才用于回灌测试；
78.新增了版本匹配模块，用于从代码库中获取与路测数据一致的原始版本算法模块，在算法开始收敛阶段，路测数据会同时输入给原始版本算法模块和待测试版本算法模块。当判断原始规控算法模块的输出结果与路测数据中保存的规控算法模块输出结果差异小于一定阈值，则认为收敛完成；
79.将感知算法模块和规控算法模块集成在一起，当做一个整体进行路测数据回灌测试。这样当感知算法进行优化后，既可以利用路测数据回灌及时获知优化后的感知算法对规控算法的影响。又可以解决因为路测数据对应版本感知算法存在某些缺陷，导致规控算法无法使用该路测数据进行回灌测试的问题。这样即扩大有效路测数据的范围、又充分挖
掘了路测数据的应用价值。
80.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
技术特征：1.一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统，其特征在于，包括：版本匹配模块，用于从数据库中获取与待测版本算法模块匹配的路测数据，以及从代码库中获取原始版本算法建立原始版本算法模块；路测数据管理模块，用于接收所述版本匹配模块发送的路测数据；数据提取模块，用于提取所述路测数据管理模块中的路测数据，并将路测数据发送至所述待测版本算法模块和原始版本算法模块；模式决策模块，用于比较所述原始版本算法模块输出的数据与路测数据中对应数据的差异；模式切换模块，用于在所述模式决策模块的比较结果不大于设定的阈值时让所述待测版本算法模块对路测数据进行回灌测试。2.根据权利要求1所述的自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统，其特征在于：所述路测数据包括：原始传感器数据、原始规控数据、原始主车定位数据、原始主车底盘数据。3.根据权利要求1所述的自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统，其特征在于：所述待测版本算法模块包括：感知识别算法模块、感知后处理算法模块、多传感器融合算法模块、规控算法模块和高精地图模块；所述原始版本算法模块包括：原始感知后处理算法模块、原始多传感器融合算法模块、原始规控算法模块、原始高精地图模块。4.根据权利要求1所述的自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统，其特征在于，还包括：首帧数据筛选模块，用于在所述待测版本算法模块对路测数据进行回灌时提取所述路测数据的第一帧原始主车定位数据和第一帧原始主车底盘数据；航迹推算模块，用于将所述第一帧原始主车定位数据用于车辆的航迹初始坐标，并计算出车辆的航迹推算数据；车辆模型模块，用于接收待测版本算法模块发送的规控数据后，根据所述第一帧原始主车底盘数据描述的状态重新计算车辆新的底盘信息以及相对于初始位置的位移数据；坐标映射模块，用于将所述航迹推算数据透传、输入至所述待测版本算法模块中。5.一种路测数据仿真测试方法，用于权利要求1-4任一所述的自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统进行仿真测试，包括以下步骤：步骤1，数据获取从数据库中获取需要回灌的路测数据；步骤2：数据收敛将所述路测数据分别输入至待测版本算法，以及原始版本算法中进行收敛；步骤3：收敛结果比较通过所述模式决策模块比较所述原始版本算法模块输出的数据与所述路测数据中对应数据的差异：若差异大于设定阈值，则判定收敛阶段未完成，重复执行步骤2和步骤3；若差异不大于设定阈值，则判定收敛阶段完成，执行步骤4；步骤4：数据回灌将所述车辆模型模块计算出的车辆新的底盘信息以及相对于初始位置的位移数据输
入至所述待测版本算法中完成数据回灌。
技术总结本发明涉及自动驾驶技术领域，具体为一种自动驾驶待测算法的路测数据仿真测试系统，包括：版本匹配模块、路测数据管理模块、数据提取模块、模式决策模块、模式切换模块。本发明增加模式决策模块和模式切换模块在算法开始收敛阶段，路测数据会同时输入给原始版本算法模块和待测试版本算法模块，当判断原始规控算法模块的输出结果与路测数据中保存的规控算法模块输出结果差异小于一定阈值，则认为收敛完成；将感知算法模块和规控算法模块集成在一起，当做一个整体进行路测数据回灌测试，及时获知优化后的感知算法对规控算法的影响，解决因为路测数据对应版本感知算法存在某些缺陷导致规控算法无法使用该路测数据进行回灌测试的问题。试的问题。试的问题。
技术研发人员：孔小强 付耿 马峥楠 马桂香 唐惟胜 尤文冰 马超
受保护的技术使用者：杭州宏景智驾科技有限公司
技术研发日：2022.06.23
技术公布日：2022/11/1
