场景泛化

场景泛化是自动驾驶系统闭环验证的关键能力之一,其核心逻辑与价值如下:

  1. 功能原理 :基于已有的 WorldSim 场景数据,通过参数化控制机制自动生成多样化场景变体,无需人工逐一构建,即可覆盖更广泛、更复杂的驾驶情境。

  2. 核心作用 :通过对天气、光照、行为策略等关键变量进行多维组合,可系统性扩展自动驾驶系统的 ODD(设计运行域)边界,同时支持对边界内外的异常行为与长尾风险开展深入分析。

  3. 实际价值 :不仅能显著提升测试覆盖率与验证效率,还能增强算法在真实世界中的泛化能力与鲁棒性,是自动驾驶系统实现闭环验证、风险评估与持续迭代优化的关键支撑模块。


1. 添加泛化参数

在 SimOne 中,用户可按照以下流程通过添加泛化参数,快速构建覆盖广泛的测试用例集,降低人工构建用例成本,提升算法仿真测试的覆盖度和验证效率。

1.1 选中泛化元素

  1. 进入用例编辑界面 :通过「用例管理」模块,找到并选中需进行场景泛化的目标用例,鼠标双击进入用例编辑器页面。

描述
  1. 选择目标场景元素 :在编辑器左侧的「资源列表」中,根据测试需求选择需泛化的场景元素,支持选择主车、动态元素(如其他车辆、行人)、静态元素(如水马、隔离栏)等类型。

  2. 查看并触发泛化参数配置 :选中具体元素后,在编辑器右侧的「属性面板」中,可直观查看该元素支持的泛化参数项。对于标注 “支持泛化” 的参数,点击其对应图标即可开启泛化参数的添加与配置流程。

1.2 选择参数泛化方式

在用例中首次添加泛化参数时,用户需先指定一种参数泛化方式。平台的场景泛化功能是基于 OpenSCENARIO 标准,支持 确定分布 随机分布 的两种泛化方式,具体说明如下:

确定分布

  • 适用场景 :仅针对参数取值为离散且可枚举的情况(如主车行驶速度可选 20km/h、30km/h、40km/h)。

  • 生成逻辑 :系统会基于所有参数的取值进行组合,自动生成固定数量的场景变体,生成用例数量为各参数可选值数量的乘积(类似数学中的笛卡尔积组合)。

  • 核心价值 :可实现参数取值的全面覆盖,适用于需要穷举测试的场景,确保无遗漏验证关键参数组合的影响。

随机分布

  • 适用场景 :针对参数取值为连续(如主车与障碍物的距离范围 10-50 米)或不可枚举的情况。

  • 生成逻辑 :用户需自定义生成用例数量,系统将依据设定参数范围与分布策略,通过随机采样生成场景变体。

  • 核心价值 :无需逐一枚举参数值,可高效覆盖高维参数空间,同时能模拟现实驾驶中的不确定性(如不同车辆的随机变道时机),提升测试场景的真实性。

描述

1.3 添加泛化参数

在用例编辑器页面中,用户可针对已选场景元素,在右侧属性面板查看已支持泛化的参数项,点击该图标进入参数配置界面,可设置具体的取值方式和取值范围:

描述
  1. 参数名称&路径 :用于清晰呈现当前用户所选的泛化参数信息,帮助用户核对泛化参数内容。

  2. 取值方式 :针对不同泛化方式支持不同的取值方式。具体取值方式如下:

    1. 随机分布 :支持 均匀分布、正态分布、概率分布 三种取值方式,其不同的取值方式需要用户填写对应的取值范围内容。

    2. 确定分布 :其支持 固定值 区间值 两种取值方式,其不同的取值方式需要用户填写对应的取值范围内容。

      泛化方式

      取值方式

      描述信息

      参考图

      随机分布

      均匀分布

      支持设置最小值与最大值,系统将在该范围内进行均匀随机采样,适用于模拟均等概率的连续变量。

      描述

      正态分布

      支持设置最小值、最大值、均值和标准差,系统根据正态分布曲线进行采样,适用于模拟现实中集中分布的连续变量。

      描述

      概率分布

      支持设置多个具体取值及其对应概率。所有概率之和需小于或等于 1,适用于模拟离散事件的概率分布。

      描述

      确定分布

      固定值

      支持设置多个具体参数值,值之间使用英文逗号(,)分隔。系统将从设定值中逐一生成场景变体,适用于穷举测试。

      描述

      区间值

      支持设置最小值、最大值及间隔值,系统将在指定区间内按固定步长生成取值,适用于构造规则分布的连续变量。

      描述

  3. 取值范围 :根据用户选择的取值方式,添加具体的取值范围信息。

  4. 确定 :点击按钮,可针对选中的元素添加一个泛化参数到泛化配置列表中。


2. 管理泛化配置

在 SimOne 中,通过「用例管理」模块,选中要进行场景泛化的用例,鼠标双击进入用例编辑器页面。

  1. 在用例编辑器的右上角,点击「泛化配置」可进入泛化配置管理页面。

    描述
  2. 泛化配置页面核心操作:

    1. 参数设置 :灵活配置「基础信息」(如泛化用例名称前缀、保存位置)与「全局泛化」参数(含环境因素、道路摩擦系数取值范围)。

    2. 参数管理 :支持对已添加泛化参数执行「修改」「删除」操作,可批量删除冗余参数。

    3. 约束配置 :通过自定义数学公式表达参数间逻辑约束,实现精细、合理的场景生成控制。

    描述
ID 功能 功能描述
1 泛化用例名称前缀 系统默认使用当前用例名称作为生成用例的前缀,用户可根据需求进行自定义修改。所有通过泛化生成的测试用例将以该前缀为基础,自动添加顺序编号。
2 泛化用例保存位置 默认为空,用户可通过下拉菜单手动选择已有的用例分组,用于指定泛化生成的用例保存位置。
3 环境泛化 系统支持用户从资源列表中选择已配置好的环境列表,用于执行光照与天气条件的组合泛化操作
4 吸附到车道线中心 系统支持地面道路摩擦系数泛化,仅支持用户设置最小值、最大值及间隔值,系统将在指定区间内按固定步长生成取值参数。
5 泛化方式 展示当前用户选择的参数泛化方式。点击「切换」按钮展示泛化方式弹窗,支持用户修改切换泛化方式。
6 泛化参数列表 展示用户已添加的泛化参数列表,支持通过左侧元素列表进行快速检索泛化参数,同时允许用户对参数进行修改或删除操作
7 批量删除 支持用户通过复选框批量选择已添加的泛化参数,点击按钮可进行批量删除操作。
8 参数修改 支持对单个泛化参数进行修改、删除操作。
9 参数限制条件 支持用户通过参数变量名自定义数学公式表达参数之间的逻辑约束。
10 泛化数量 支持用户自定义泛化数量,并可预览查看泛化参数组合泛化生成的泛化参数列表。
11 泛化 点击按钮可根据设定的参数泛化生成具体的泛化用例。

3. 预览泛化参数列表

在「泛化配置」管理界面,用户可通过点击底部的「预览」按钮,弹窗查看基于当前设置的全局泛化参数、元素泛化参数以及泛化数量等内容进行组合泛化合生成的完整泛化结果列表。

  • 帮助用户全面了解当前配置所覆盖的测试范围,直观验证参数组合的合理性,并支持用户对泛化参数进行持续优化与调整,实现对泛化结果的高效管理与精细控制。

描述

4. 查看泛化用例

在「用例管理」列表中,用户可打开已设置的「泛化用例保存分组」文件夹,系统将展示该分组下通过泛化配置参数自动生成的全部泛化测试用例列表,便于用户统一查看、分类管理及后续运行操作。

描述