圍繞智能汽車發展，各項測試標準的構建正處於關鍵期，這不僅決定著相關技術的發展水平，也攸關各國家（地區）智能汽車未來的發展格局。而從目前的發展態勢看，中國汽車技術研究中心有限公司（以下簡稱「中汽中心」）深入研究的由ASAM（德國自動化及測量系統標準協會）制訂並推廣的OpenX標準正在引領自動駕駛場景模擬仿真測試標準的發展。為何ASAM及OpenX標準在場景仿真領域擁有如此強的吸引力？這要先從ASAM的發展說起。
ASAM協會：制定、協調仿真領域自動駕駛標準
德國自動化及測量系統標準協會（ASAM）是一家非政府的汽車領域標準化制定機構，1998年由數位行業專家為標準化ECU開發與測試中的數據交互而創立，致力於實現開發流程中各環節的數據信息自由交換。截至2019年，共有來自亞洲、歐洲、北美洲的295家主機廠、供應商及科研機構加入成為會員。ASAM推出的標準涉及多個汽車標準領域，包括仿真、車聯網、測量與校準、診斷、自動化測試、軟體開發、ECU網絡和數據管理與分析等。
2016年，德國聯邦經濟與能源部（BMWi）啟動PEGASUS項目，旨在開發一套自動駕駛功能測試程序，以促進自動駕駛技術的快速落地。PEGASUS項目內容包括定義自動駕駛車輛在仿真、測試場地以及實際環境中的測試與實驗標準流程；開發一個持續的和靈活的工具鏈以維護自動駕駛開發與驗證；在開發過程的早期階段集成測試；創建跨整車廠的方法來維護高度自動駕駛的功能等。PEGASUS項目於2019年5月結項，其中一項重要研究成果就是OpenCRG、OpenDRIVE、OpenSCENARIO駕駛場景仿真格式標準。該標準已於2018年正式從戴姆勒和VIRES轉交ASAM進行下一步標準維護與開發。以此為契機，ASAM於2018年新開一類標準領域——仿真，用來制定和協調仿真領域的自動駕駛相關標準。
隨著自動駕駛技術的發展，仿真測試對於自動駕駛安全落地的重要度在開發與驗證領域越發明顯，ASAM的OpenX標準得到了全球廣泛的關注，熱度逐漸提升。成員單位提出希望制定更多的仿真領域標準，並以OpenX命名，其中就包括OpenLABEL等。2019年10月，由寶馬開發的OSI標準也正式移交ASAM進行維護與開發。至此，ASAM目前已啟動的OpenX標準項目總計5項，同時隨著全球自動駕駛的需求提升，更多的標準提案與計劃也已經提上日程。2020年將不僅僅是自動駕駛元年，也將是OpenX標準的元年。
OpenX系列標準：五大板塊統一仿真格式標準
在推動自動駕駛落地的過程中，仿真是目前國際上測試與驗證的重要途徑。但在實際發展過程中，各整車廠、供應商以及仿真工具商使用的數據格式與接口五花八門，制定統一的仿真格式標準勢在必行。自ASAM推出OpenX系列格式標準以來，全球已有超過100家企業參與了該系列標準制定，包括了歐美日的主要整車廠、一級供應商等。
目前，在ASAM仿真驗證領域，OpenX系列標準主要包括OpenDRIVE、OpenSCENARIO、Open Simulation Interface(OSI)、OpenLABEL和OpenCRG五大板塊。在仿真測試的整體流程中，OpenDRIVE和OpenSCENARIO針對仿真場景的不同數據格式進行統一；OpenLABEL將對於原始數據和場景給出統一的標定方法；OSI連接了自動駕駛功能與仿真工具，同時集成了多種傳感器；OpenCRG則實現了路面物理信息與靜態道路場景的交互。
OpenDRIVE標準定義了靜態場景的描述方法。經視覺傳感器或雷射雷達採集得到的的高精度地圖，可以通過OpenDRIVE格式表述出來。由於該標準發布時間較早，目前已廣泛被奧迪、博世、四維圖新、百度等廠商應用。語法方面，OpenDRIVE採用了應用較廣泛的XML格式語法。內容方面，在符合XML格式基本框架的前提下，OpenDRIVE標準對需要描述的地圖、道路、以及建築物的內容節點進行了定義，使用者可對於該節點進行擴充。在道路信息描述中，主要包含參考線、車道線、道路橫向與縱向坡度、側面形狀、路網的聯結與路口信息、相鄰車道信息、路面信息和鐵路信息等大類以及更多細小的子類信息，使用者需按分類填寫相應數據。OpenDRIVE標準使靜態場景數據中的內容條目與格式實現了統一，利於不同仿真軟體實現對同一場景文件的兼容。
Open Curved Regular Grid（簡稱OpenCRG）主要關注道路表面的相關物理信息描述，主要用於輪胎和地面接觸中與摩擦相關的問題。OpenCRG將允許在仿真軟體中對於道路路面的真實3D渲染，並將包括路面的摩擦係數和灰度等信息。通過彎曲的網格狀分割，OpenCRG將實現對道路的高精度描述，並降低內存佔有率和計算時間。同時，OpenCRG支持與OpenDRIVE格式靜態場景和OSI中動力學模型的交互，並與MATLAB等軟體相兼容。
OpenSCENARIO標準定義的內容主要覆蓋動態場景描述，包括主車的位置與速度等信息，及其他交通參與者的信息。目前，OpenSCENARIO主要發布了V1.0和V2.0 Concept兩個版本。V1.0中，動態場景信息被描述於XML格式的數據中。該版本定義了「事件板」式的動態場景信息描述方式，包括故事、活動、順序、動作、事件和行動六個環節，而車輛速度、位置、加速度等一系列主要信息將被分類寫入基於XML格式的「事件版」中。在OpenSCENARIO V2.0中，邏輯場景的概念被廣泛應用。所有輸入的動態場景被整理成一系列不可再分的基本動作，如循線行駛、加速、減速等；再通過組合各基本動作，形成較複雜的邏輯場景，如左側超車，右前方車輛併線等。這些基本邏輯場景僅對場景中的動作進行歸納和分類，使用者需結合實際情況將原始數據填入對應動作條目內。OpenSCENARIO V2.0使海量數據的標準化處理成為可能，有利於將採集得到的原始數據轉換成標準化、有邏輯、易歸納的動態場景文件。
Open Simulation Interface（簡稱OSI）標準定義了一個通用的接口，用來連接自動駕駛功能的開發和各種駕駛模擬框架，以實現兼容性。其願景是能夠使各種自動駕駛功能與任何仿真工具連接，同時能夠集成各種傳感器模型。OSI的傳感器相關的仿真交互界面中，主要包括基於所要呈現場景的真實信息和相應傳感器中所呈現的信息兩部分內容。此外，OSI標準還將添加車輛動力學模型相關接口內容，並解決傳感器數據傳輸問題和OSI與其他OpenX系列標準的交互問題。
OpenLABEL標準主要關注數據標註相關問題。目前該項目剛剛啟動，擬關注的內容包括如何將相應的數據標籤分配給已採集的原始數據；如何為帶有目標物標籤的場景文件標註標籤；如何為邏輯場景標註標籤等。據了解，該項目組的工作將從標籤與目標物的區別、目標標註、場景標註等方面加以分工，深入研究標註方法和標註格式。
C-ASAM工作組：ASAM標準的中國化
中國的駕駛場景極具特色，不僅道路結構、交通標誌、交通信號燈等形態各異，人車混流的交通狀況也為動態場景增加了許多難度。為了更有針對性地解決與中國特色場景相關的諸多問題，ASAM標準協會於2018年就與中汽中心下屬中汽數據有限公司（以下簡稱「中汽數據」）開展了技術交流。中汽數據在駕駛場景、模擬仿真等領域取得的技術進展得到了ASAM的高度認可。
早在2018年4月，中汽中心駕駛場景及仿真測試團隊就在支撐國際標準化組織ISO/TC22/SC33/WG9自動駕駛測試場景工作組標準制修訂工作，這是關於駕駛場景概念分類與評價的第一項國際標準。2018年10月，ASAM邀請中汽數據專家參加了OpenDRIVE、OpenSCENARIO標準項目啟動大會並發表演講，這是中國場景第一次在世界自動駕駛開發者面前亮相，得到了包括奧迪、大眾、沃爾沃等整車企業的持續關注。
C-ASAM工作組正式成立
2019年9月，中汽數據與ASAM聯合發表聲明，共同組建C-ASAM工作組。C-ASAM作為ASAM中國區唯一官方代表單位，全權負責統籌管理中國區ASAM會員、舉辦C-ASAM相關會議和培訓、並由深度參與ASAM標準制定的中汽數據代表定期向成員更新ASAM標準研究進展、促進成員參與國際標準制定以及國際合作等相關事務。針對ASAM OpenX模擬仿真測試場景標準，XIL在環測試標準, ODS數據管理工具，C-ASAM成員積極開展研究與開發工作。C-ASAM工作組將整合中國智能網聯汽車行業，利用國際合作平臺價值，實現互通互利，攜手共進，達成共贏的局面。
基於數據接口和格式等仿真驗證領域的共性問題，ASAM引入的OpenX系列標準從多個角度填補了行業空白。該系列標準的推出與完善，使得仿真測試場景中各要素之間的隔閡逐漸被打破，原本孤立的各環節的貫通與交互成為可能。以寶馬、大眾、博世領銜的百餘家國際廠商，已紛紛參與到該系列標準的制定與使用中。而隨著國內如上汽、百度等企業不斷加入C-ASAM工作組，我國汽車仿真驗證領域的國際化接軌進程將加快，OpenX系列標準的影響也將不斷擴展。
編輯：王琨