本书以当前全球自动驾驶产业迅速发展为背景，以自动驾驶测试场景为核心
内容，借鉴国内外相关研究成果与产业实践经验，阐述自动驾驶测试场景从内容采
集、分析、存储、场景构建到产业应用的全流程，深度剖析各个环节产业现状与关
键技术，并结合我国汽车产业特征分析自动驾驶测试场景产业模式及未来发展前
景，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有益参考。
本书分为 8 章，包括绪论、自动驾驶测试场景技术与标准现状、场景分类与要
素、场景构建关键技术、场景应用关键技术、场景标准体系构建、场景数据库产业
模式探索及场景未来发展趋势。
本书适用于从事自动驾驶功能开发、测试验证及测试场景研究的高等院校、研
究机构及标准化专业技术人员。同时，由于本书叙述全面、图文并茂、内容深入浅
出，对自动驾驶技术爱好者也普遍适用。

自动驾驶承载着现代社会对未来实现全自动化出行和高效无人物流的梦想， 蕴含着人类对科技产业进步和卓越生活品质的美好向往。自 20 世纪六七十年代 开始，汽车工程师就在积极探索、研究汽车自动驾驶技术，并进行了很多创造性 的尝试。尽管受当时汽车技术特别是机器计算、图形处理、数据融合等能力的制 约，其发展速度相对缓慢且应用较为局限，但人类对自动驾驶的追求、探索和努 力从未停止。伴随现代科技特别是信息通信、人工智能、大数据技术的融合发 展，自动驾驶在 21 世纪的第二个十年迎来了高速发展，汽车、信息、通信、交 通等各相关行业纷纷斥巨资投入自动驾驶，特别是以谷歌、优步、百度为代表的 互联网巨头加入自动驾驶技术研发行列，大大提升了技术迭代速度，相关技术研 发、测试、示范、应用进程不断加快，自动驾驶汽车商品化应用已经提上日程。 作为汽车与信息通信技术等多产业融合发展的新兴产业，以实现自动驾驶 为目标的智能网联汽车已成为世界各国汽车产业技术变革和转型升级的重要突破 口和战略制高点。欧、美、日等主要汽车产业国家争相通过政策引导、法规保障 和标准制定等综合措施促进自动驾驶产业进步，UN/WP.29、ISO、IEC 等国际标 准法规组织也纷纷开展相关工作，引导和规范智能网联汽车相关产业发展。自 2016 年起，我国陆续发布《装备制造业标准化和质量提升规划》《汽车产业中长 期发展规划》《国家车联网产业标准体系建设指南》《智能网联汽车道路测试管理 规范》《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》等相关文件，将发展智能网 联汽车提升至国家战略层面，明确以车辆智能化、网联化为技术实现路径的自动 驾驶技术将成为未来汽车技术发展的重要方向。 自动驾驶汽车□本质的特征是由机器代替人类完成驾驶任务。汽车实现自动 驾驶的过程也是人类驾驶员逐步出让车辆控制权或驾驶责任的过程。随着车辆自 动驾驶程度的提高，机器在驾驶任务中责任承担的比例逐步提高，直至□终可取 代人类执行驾驶任务。  

1.1 自动驾驶测试和测试场景介绍 ………………………1
1.1.1 自动驾驶测试概述 ……………………………1
1.1.2 测试场景研究背景 ……………………………3
1.1.3 测试场景概述 …………………………………4
1.2 自动驾驶测试场景需求来源 …………………………6
1.2.1 需求的不同来源介绍 …………………………6
1.2.2 需求的对比分析 ………………………………6
1.3 自动驾驶测试场景研究方法论 ………………………8
1.3.1 场景要素和场景分类 …………………………9
1.3.2 测试场景构建方法概述 …………………… 10
1.3.3 测试场景应用关键技术 …………………… 11
1.4 开展自动驾驶测试场景研究工作的重要意义 …… 12
参考文献 ………………………………………………… 15
2.1 国外自动驾驶测试场景技术研究现状 …………… 17
2.2 我国自动驾驶测试场景技术研究现状 …………… 19
2.3 国外自动驾驶测试场景标准法规现状 …………… 22
2.4 我国自动驾驶测试场景标准法规现状 …………… 24
2.5 自动驾驶测试场景技术标准化面临的问题和挑战 28
参考文献 ………………………………………………… 30
第1章绪论
第2章技术与标准现状 自动驾驶测试场景
前言
IX
目录
3.1 测试场景分类 ……………………………………… 31
3.1.1 按测试场景来源分类 ……………………… 32
3.1.2 按测试场景抽象程度分类 ………………… 35
3.1.3 按驾驶任务过程场景分类 ………………… 37
3.1.4 按路面类型分类 …………………………… 38
3.1.5 按场景复杂度分类 ………………………… 42
3.1.6 按场景应用方式分类 ……………………… 43
3.1.7 按测试场景要素特征分类 ………………… 46
3.1.8 按测试场景应用层级分类 ………………… 47
3.2 测试场景要素 ……………………………………… 52
3.2.1 测试车辆要素 ……………………………… 52
3.2.2 静态环境要素 ……………………………… 54
3.2.3 动态环境要素 ……………………………… 58
3.2.4 交通参与者要素 …………………………… 60
3.2.5 气象要素 …………………………………… 61
3.2.6 场景要素的属性及联系 …………………… 62
参考文献 ………………………………………………… 63
4.1 场景构建基本流程 ………………………………… 65
4.2 场景数据采集技术 ………………………………… 67
4.2.1 场景数据采集要求 ………………………… 67
4.2.2 场景数据采集方法 ………………………… 70
4.2.3 场景数据预处理技术 ……………………… 74
4.2.4 场景数据传输与存储技术 ………………… 76
4.3 场景分析挖掘技术 ………………………………… 79
4.3.1 场景理解 …………………………………… 79
4.3.2 特征提取 …………………………………… 80
4.3.3 场景聚类 …………………………………… 81
4.3.4 场景生成 …………………………………… 81
4.4 场景验证技术 ……………………………………… 83
4.4.1 场景验证试验 ……………………………… 83
4.4.2 场景验证评审 ……………………………… 84
4.5 场景库技术 ………………………………………… 85
4.5.1 场景库技术概述 …………………………… 85
4.5.2 场景库系统架构 …………………………… 86
4.5.3 场景库数据格式 …………………………… 87
4.5.4 场景库接口定义 …………………………… 88
第3章自动驾驶测试场景分类与要素
第4章自动驾驶测试场景构建关键技术
自动驾驶测试场景技术发展与应用
X
4.5.5 场景库管理 ………………………………… 92
参考文献 ………………………………………………… 96
5.1 场景与测试 ………………………………………… 99
5.1.1 测试的一般概念 …………………………… 99
5.1.2 基于场景的测试 ………………………… 100
5.2 仿真测试中的场景应用技术 …………………… 102
5.2.1 仿真测试的必要性 ……………………… 102
5.2.2 仿真测试场景基本要素 ………………… 103
5.2.3 仿真测试场景用例设计和案例 ………… 106
5.2.4 仿真加速测试 ………………………………119
5.2.5 自动化仿真测试技术与评价 ………………121
5.3 物理测试中的场景应用技术 …………………… 126
5.3.1 园区及封闭道路测试场地 ……………… 126
5.3.2 封闭测试场景建设方法及要求 ………… 134
5.3.3 公共道路测试 …………………………… 135
5.4 商用车园区驾驶验证场景 …………………………141
5.4.1 港口园区自动驾驶场景应用 ………………141
5.4.2 矿区园区自动驾驶场景应用 …………… 143
参考文献 ……………………………………………… 146
6.1 标准制定的意义 ………………………………… 149
6.2 标准体系构建基本原则 ………………………… 150
6.3 标准体系构建的方法 ………………………………151
6.3.1 标准体系构建逻辑 …………………………151
6.3.2 标准体系技术结构 ……………………… 152
6.4 标准体系框架及其内容 ………………………… 153
6.4.1 标准体系框架 …………………………… 153
6.4.2 标准体系内容 …………………………… 154
6.4.3 标准体系框架和技术结构的关系 ……… 156
6.5 标准制定规划建议 ……………………………… 157
6.5.1 基础通用先行 …………………………… 157
6.5.2 参考技术应用 …………………………… 157
6.5.3 与国际标准法规同步制定 ……………… 157
参考文献 ……………………………………………… 158
第5章关键技术 自动驾驶测试场景应用
第6章体系构建 自动驾驶测试场景标准
XI
目录
7.1 测试场景数据与场景数据库 …………………… 159
7.2 场景库行业发展环境 …………………………… 160
7.2.1 我国政策环境分析 ……………………… 160
7.2.2 我国行业环境分析 …………………………161
7.3 行业生态分析 ………………………………………161
7.3.1 数据采集设备行业 …………………………161
7.3.2 数据存储行业 …………………………… 163
7.3.3 数据处理行业 …………………………… 164
7.3.4 仿真软件行业 …………………………… 165
7.4 产业市场需求分析 ……………………………… 166
7.4.1 潜在客户需求分析 ……………………… 166
7.4.2 场景数据需求分析 ……………………… 167
7.5 产业模式探索 …………………………………… 168
7.5.1 已有的场景库产业模式 ………………… 168
7.5.2 组织模式探索 …………………………… 169
7.5.3 盈利模式探索 ………………………………171
参考文献 ……………………………………………… 172
8.1 自动驾驶测试场景技术未来发展趋势 ……………173
8.1.1 现有自动驾驶测试及测试场景技术存在
的问题 …………………………………… 173
8.1.2 测试场景技术发展路线图 ……………… 175
8.1.3 测试场景技术发展路径与模型 ………… 176
8.1.4 拓展测试场景技术发展思路 …………… 177
8.2 对测试场景技术标准的展望 …………………… 178
参考文献 ……………………………………………… 180