本书是中国汽车技术中心有限公司在持续进行场景仿真技术研究的基础推出的产业研究专著，在本书的编制过程中获得了来自高校、行业机构、智能网联汽车汽车和场景仿真技术企业以及相关单位专业人士的大力支持。本书共设计策划了四大板块内容。章、第二章分别讲述了场景仿真的发展历程与重要意义；第三章则着重介绍目前场景仿真领域应用为广泛的ASAM OpenX标准体系，分别对其中道路表面格式标准OpenCRG、静态场景标准OpenDRIVE、动态场景标注OpenSCENARIO、仿真接口OSI、场景标签与传感器原始数据格式标准OpenLABEL、设计运行域标准OpenODD、OpenX本体论标准OpenXONTOLOGY进行介绍，并在第四章详细研究分析了目前行业重要企业的行业应用案例，给予读者思考与借鉴。第五章对场景生成工具ADScenario的开发背景、功能开发和后续计划进行介绍。后在第六章对场景仿真存在的问题、技术发展路线和未来发展给出了建议。
1.如何全面、系统地制定智能网联汽车测试标准，专业、科学地评价自动驾驶功能，进而提升自动驾驶系统的安全性、可靠性、有效性等，是智能网联汽车发展面临的重要问题。
2.本书研究并借鉴了国内外相关研究成果与产业实践经验，阐述了自动驾驶场景仿真技术发展与标准化现状，分析了ASAM OpenX自动驾驶仿真系列标准的内容与格式，结合我国汽车产业在自动驾驶场景仿真方面的应用与实践，为基于场景的自动驾驶功能开发、测试及标准法规制定提供了有益参考。
3.本书适用于自动驾驶、人工智能、汽车与制造等行业的工程技术人员学习参考，也可作为大专院校相关专业师生的参考书，同时，也可作为自动驾驶与智能网联汽车产业爱好者的入门和提升书籍。
科技的发展，促使各行业持续变革进化。作为全球经济支柱之一的汽车产业，正向新四化愿景迈进，加大研发投入、实现智能网联汽车产品落地已成为各国共识。在此时代背景下，政策的引导助力与消费者对安全、舒适、高效的出行诉求形成共振，智能网联汽车行业在我国已呈现核心技术加速突破、基础支撑日益完善、产业生态渐趋成熟的良好态势。
而智能网联汽车技术的发展，验证评价技术的突破亦是关键。如何全面、系统地制定智能网联汽车测试标准，专业、科学地评价自动驾驶功能，进而提升自动驾驶系统的安全性、可靠性、有效性等，是我们汽车标准化工作者乃至所有汽车行业从业者应该重点思考的问题。
目前，以联合国《自动驾驶汽车框架文件》为基础，ADAS相关法规的制定已得到各国重视和积极推进。基于里程的评价方法无法满足愈加复杂的功能开发验证需求，由此，驾驶场景理论逐步获得认可，并在全球范围内展开研究。基于场景的仿真技术与场地测试、公共道路测试组成的多支柱法验证体系，作为自动驾驶测试验证的重要办法，已经进入落地实施阶段。
ASAM 作为推动汽车开发、测试及相关工具链的标准化发展的非营利组织，成员包括了国际汽车制造商、系统供应商、工具供应商及工程服务提供商等，目标为发布汽车行业多细分领域规范准则，建立通用的理论及实践标准，发展至今已有400 余家会员。ASAM OpenX 自动驾驶仿真系列标准，凝聚了ASAM 各成员单位的创新成果和研究共识，在行业内得到了广泛应用。
此书在对国内外自动驾驶场景仿真技术和标准法规研究现状予以总结概括的基础上，详细介绍了ASAM OpenX 自动驾驶仿真系列标准及其基于各类仿真验证工具的行业应用。我国丰富的交通环境与复杂的交通状况，为基于场景的自动驾驶验证体系提供了丰富资源输入和实践平台。期望本书能为广大汽车行业同仁及相关行业从业者提供实践参考意义，并对我国智能网联汽车技术发展和相关标准的制定起到一定推动作用。
后，感谢行业内相关企事业单位、技术院所及标准机构对汽车标准化发展的大力支持，希望此书为各位从业人员带来些许思考、些许收获。
让我们共同迎接智能化汽车时代的到来！
中汽智联技术有限公司
中汽数据有限公司智能网联数据室 室主任； 汽车标准法规国际协调专家、ISO自动驾驶测试场景工作组支撑专家、C-ASAM Steering Committee 管理委员会委员、人工智能学会智能驾驶分委会委员； 主要从事智能汽车驾驶场景数据研究、模拟仿真技术研究。2019年推动中汽中心与德国自动化及测量系统标准协会（ASAM）联合组建C-ASAM组织，承担ASAM标准制修订工作，并开展OpenSCENARIO等自动驾驶模拟仿真国际标准在中国的本土化应用。
前言1
前言2
第1章 绪论
1.1 自动驾驶场景仿真的背景1
1.2 自动驾驶测试场景与仿真的关系3
1.2.1 测试场景的定义3
1.2.2 仿真的重要性5
1.2.3 场景仿真的定义7
1.2.4 基于场景的仿真应用8
1.3 场景仿真的构建流程11
第2章 场景仿真技术与标准现状
2.1 自动驾驶场景仿真技术研究现状13
2.1.1 国外场景仿真技术研究现状14
2.1.2 国内场景仿真技术研究现状21
2.2 自动驾驶场景仿真标准法规现状26
2.2.1 国际标准法规现状26
2.2.2 我国标准法规现状35
第3章 场景抽象分级与仿真应用
3.1 场景抽象分级41
3.1.1 功能场景42
3.1.2 抽象场景43
3.1.3 逻辑场景43
3.1.4 具体场景45
3.2 基于场景的仿真应用45
3.2.1 自动驾驶系统的DevOps周期45
3.2.2 场景仿真环境的抽象架构47
3.3 场景仿真工具链及对应的标准49
3.3.1 基础标准49
3.3.2 流程标准57
3.3.3 方法标准58
3.3.4 产品标准59
第4章 ASAM OpenX自动驾驶仿真系列标准
4.1 ASAM OpenCRG61
4.2 ASAM OpenDRIVE63
4.2.1 参考线63
4.2.2 路口示例64
4.2.3 静态路网描述64
4.3 ASAM OpenSCENARIO65
4.3.1 OpenSCENARIO V1.x65
4.3.2 OpenSCENARIO V2.066
4.4 ASAM Open Simulation Interface（OSI）67
4.5 ASAM OpenLABEL68
4.5.1 数据格式69
4.5.2 可标记的数据类型70
4.5.3 标准内容和工作计划70
4.6 ASAM OpenODD71
4.7 ASAM OpenXOntology72
4.7.1 ASAM OpenXOntology目标和内容72
4.7.2 ASAM OpenXOntology的体系架构73
4.7.3 ASAM OpenXOntology与其他OpenX标准关系74
4.8 基于ASAM OpenX标准的场景仿真测试流程76
第5章 自动驾驶仿真静态场景描述语言
5.1 静态场景语言概述79
5.1.1 概要79
5.1.2 术语及规范80
5.1.3 与其他标准的关联82
5.2 静态场景语言的通用架构83
5.2.1 通用架构83
5.2.2 坐标系85
5.2.3 几何形状91
5.3 静态场景语言要素及语法96
5.3.1 道路96
5.3.2 车道106
5.3.3 交叉口121
5.3.4 物体126
5.3.5 标志135
5.3.6 铁路139
第6章 自动驾驶仿真动态场景描述语言
6.1 概述143
6.1.1 背景与意义143
6.1.2 ASAM OpenSCENARIO 整体介绍144
6.2 基于ASAM OpenSCENARIO的场景描述144
6.2.1 具体场景案例144
6.2.2 执行具体的场景147
6.3 场景的层级信息149
6.3.1 场景层级149
6.3.2 具体场景149
6.3.3 逻辑场景150
6.3.4 抽象场景151
6.3.5 具体化与抽象化指南153
6.4 自动驾驶仿真动态抽象场景155
6.4.1 基于领域专用语言（DSL）的场景架构155
6.4.2 场景模型特征167
6.4.3 场景语法177
6.5 自动驾驶仿真动态具体场景190
6.5.1 基于XML语言的场景架构190
6.5.2 场景语言特征210
6.5.3 案例分析215
第7章 OpenX标准应用案例
7.1 ASAM OpenX在长安汽车AEB和CutOut场景中的应用223
7.1.1 引言224
7.1.2 场景描述方式224
7.1.3 基于OpenX的场景构建过程225
7.1.4 仿真应用效果232
7.2 中国一汽基于OpenX标准的场景重构及试验验证233
7.2.1 引言234
7.2.2 基于标准的场景采集与生成流程234
7.2.3 仿真场景测试验证应用235
7.2.4 总结237
7.3 基于OpenDRIVE 1.6港口场景高精地图的表达及应用238
7.3.1 引言238
7.3.2 港口场景的特点238
7.3.3 OpenDRIVE 1.6标准在港口场景的应用拓展239
7.3.4 总结240
7.4 ASAM OpenX标准加速新型中德自动驾驶测试验证241
7.4.1 引言241
7.4.2 基于OpenX标准的业务模式241
7.5 OpenX 标准在大疆车载仿真测试中的应用242
7.5.1 引言243
7.5.2 应用案例243
7.5.3 总结与展望248
7.6 OpenX标准在中汽数据ADX仿真工具链中的
应用248
7.6.1 引言248
7.6.2 理解测试场景以及场景的区别248
7.6.3 基于OpenSCENARIO 2.0的逻辑场景搭建249
7.6.4 基于动静态交互的场景筛选及场景排序250
7.6.5 基于场景的动静态信息编辑252
7.6.6 场景的运行以及场景的推演及评价252
7.6.7 AD Chauffeur仿真云平台中的应用（以赛事应用为例）253
7.6.8 总结与展望255
7.7 OpenX标准在腾讯TAD Sim中的应用255
7.7.1 引言255
7.7.2 自动驾驶云仿真平台TAD Sim256
7.7.3 OpenX标准在TAD Sim中的应用256
7.8 OpenSCENARIO标准在51 Sim-One软件中的应用258
7.8.1 引言258
7.8.2 OpenSCENARIO标准在51Sim-One模拟仿真软件中的应用258
7.8.3 应用案例261
7.8.4 支持更多OpenX标准263
7.9 小规模交通流场景下使用ASAM OpenSCENARIO标准的场景仿真263
7.9.1 场景的构建方法263
7.9.2 OpenSCENARIO应用案例介绍264
7.10 支持OpenSCENARIO标准的场景编译器269
7.10.1 引言269
7.10.2 基于OSC的场景编译器架构与实现269
7.10.3 应用案例272
7.10.4 总结274
7.11 OpenLABEL标准在指定场景数据提取中的应用274
7.11.1 引言275
7.11.2 OpenLABEL数据构建276
7.11.3 基于深度学习方法的特殊场景提取280
7.11.4 应用案例281
第8章 自动驾驶场景仿真技术未来发展趋势
8.1 现有自动驾驶场景仿真技术存在的问题285
8.1.1 缺乏道路-气象-交通相关联的复杂系统化建模理论研究285
8.1.2 缺乏边界场景的泛化与强化生成研究287
8.1.3 缺少具有中国特色的元素与驾驶特征的场景的仿真工具287
8.1.4 缺乏针对自动驾驶场景仿真技术的标准288
8.1.5 缺乏对于事故场景的高精度复现技术手段的研究289
8.2 自动驾驶场景仿真技术发展路线290
8.2.1 包含多元素的场景建模技术290
8.2.2 基于场景的高精度复杂传感器的仿真291
8.2.3 与实验数据对标，提高仿真场景的真实性293
8.2.4 建立行业内统一的场景仿真规范294
8.2.5 针对具体应用环境构建场景库294
8.3 自动驾驶场景仿真技术应用前景295
参考文献298
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