专业配资开户闵海根：数字孪生——基于数字孪生的自动驾驶虚实融合测试评价

专题：2025中国汽车论坛专业配资开户

　　2025年7月10-12日，2025中国汽车论坛在上海嘉定举办。本届论坛主题为“提质向新，智赢未来”，由“闭门峰会、大会论坛、技术领袖峰会、多场主题论坛、N场行业发布、主题参观活动”等15场会议和若干配套活动构成，各场会议围绕汽车行业热点重点话题，探索方向，引领未来。其中，在7月12日上午举办的“主题论坛八：智数赋能，‘智’检之道——汽车测试赋能产业高质量发展”上，长安大学信息工程学院教授闵海根发表精彩演讲。

　　以下内容为现场演讲实录：

　　大家上午好！很荣幸今天有这样的机会分享我们做的工作，前面大家讲的是产业界做得比较好的工作，我是来自长安大学，我讲一下高校做的自动驾驶测试方面的工作，我汇报的题目是“基于数字孪生的自动驾驶虚拟融合测试技术”。主要分三个方面。

　　一、自动驾驶测试技术背景及现状。

　　现在自动驾驶是基于感知、决策、规划和控制于一体的，代表着未来技术的制高点。我这里讲的自动驾驶包括辅助驾驶、高级别的自动驾驶，还有智能车路协同自动驾驶多种技术和产品形式。自动驾驶近10年发展比较快，也是发展比较浮沉的10年，从开始大家盲目投资、到现在大家冷静地思考分析市场的技术需求。但是我们不可否认的是自动驾驶仍然是未来发展的趋势。

　　在自动驾驶的发展过程当中近年来也不断出现了自动驾驶汽车的安全事故，引发了我们的担忧，对自动驾驶的汽车产品安全评估、准入监管提出了需求。国际上普遍认为，自动驾驶汽车必须经过严密测试才能进入商业化。

　　科学、完善的测试评价保证自动驾驶汽车系统和整车安全性、可靠性、稳定性的关键环节，自动驾驶汽车技术规模化落地必须经过科学完备自动驾驶汽车测试。

　　传统汽车的测试涉及人和车，我们人去考驾照，车在新车下线时候经过动力性、经济性、ABS等各方面检测。现在自动驾驶为什么复杂？涉及人、车、环境、任务耦合，它的测试评价维度是一个爆炸式的增长。建立这种完善自动驾驶测试评价方法体系和工具链是国际难题，核心技术亟待突破。

　　国际上，联合国自动驾驶与网联车辆工作组提出，审核与认证、虚拟仿真、封地场地、公开道路的多支柱测试评价准则。

　　国际上有研究报告指出，要对自动驾驶功能和性能进行完备性测试，要测试177亿公里，相当于要在公开道路测400年。这对于自动驾驶落地显然是不可能的，我们要思考如何保证自动驾驶汽车测试有效性前提下提高我们的测试效率，还要降低我们测试成本。

　　我们国家多个部委和相关部门推出相关政策和设立一些项目，推动我们自动驾驶和测试技术发展。2020年发布的《智能汽车创新发展战略》。国家科技部设立一些项目推动自动驾驶和测试相关技术研究。工信部和交通部分别从自动驾驶汽车产品准入和自动驾驶汽车技术应用角度来发布一些政策推动我们技术的发展。在今年7月初，中国科学技术协会公布2025年十大产业技术问题，这里面有一个“面向产业的智能无人系统自主能力评测系统建设”，它主要内容是建立面向无人系统的测试评价体系。

　　在这样一个背景下我们做了一些基于数字孪生的自动驾驶虚实融合测试的工作。

　　首先看如何利用数字孪生技术做自动驾驶测试，数字孪生技术构建一个虚拟仿真环境，系统还涉及一个真实的物理环境。我们被测试车辆在真实环境中，这样有什么好处？能保证我们车辆动力学和整车控制器系统之间交互的真实性，并且我们通过数字孪生这样的技术来实现虚拟测试场景高精度的复现和传感器信号的模拟，使我们整个测试过程中在虚实融合的环境中进行，有效解决仿真测试置信度不高，道路测试成本高、效率低、复现难的这些问题，这是我们去研究和实现数字孪生测试技术的初衷。

　　要实现基于数字孪生的自动驾驶测试，我们要攻克一些关键技术，首先要攻克高覆盖度临界测试场景的加速自适应生成技术。刚才有提到自动驾驶汽车在道路上去测，有很多场景是无效的，我们在这样一个虚拟环境可以通过一些手段生成高覆盖度临界的测试场景。我们数据来源，包括自然驾驶数据、标准法规的数据、交通事故数据，还有经验驾驶数据，通过这些数据我们生成覆盖各种交通场景的测试场景库。利用刚才前面专家讲的AI算法、大模型算法高效生成和筛选测试场景，加速自动驾驶整个测试过程。

　　下面我们还要攻克面向自动驾驶汽车虚拟测试场景的传感器高保真建模，保证自动驾驶汽车在受限物理空间内进行测试时候与真实开放道路环境有一致的环境信息，要对自动驾驶汽车典型传感器，比如激光雷达、摄像头、毫米波雷达进行建模。在恶劣天气条件下，还有场景退化条件下和环境干扰条件下，传感器信号如何衰减，要进行高精度的建模。

　　自动驾驶测试要跟测试场景交互，我们实现真实环境下交通参与者动态行为，人、车、路、环复杂耦合机理建模，希望对自动驾驶汽车动力学和交通参与拟人化动态行为，还有人、车、路、环境耦合机理，还有车辆运行三维环境进行建模，使得交互测试过程符合真实的特性。

　　这些数据交互离不开通信，交互的数据来源包括测试场景数据、交通目标语义数据，还有被测车辆运动状态，这些数据我们要交互同步的。面对这些海量数据（维权），我们要考虑通信时延和信息同步基础上实现一个多模式通信的融合。

　　还有我们实现多元实时感知交通动静态时空同步技术，我们物理空间和虚拟空间需要通过高精度时钟来保证时间的一致性，基于特定自相关和绝对的时钟校准来实现交通动静态信息时间高精准同步，基于我们高精度地图、多尺度学习和在线修正的一些方法实现交通动静态信息空间上同步。

　　还需要研发自动驾驶测试评价工具，建立测试评价体系。我们刚才说这个自动驾驶涉及人、车、环境和我们任务多维度的耦合。我们对汽车学习进化性、行使自治性等进行多维度评价，要研发自动驾驶测试评价工具，建立多维度的一个测试评价体系。

　　在上述基础之上，我们构建了这样一个车云场一体化的自动驾驶虚实融合测试系统。我们实现了车联网与智能汽车试验场的场地孪生设备全覆盖，构建了试验场全域数字孪生底座。我们通过云、网、边端协同覆盖了智能感知、实时交互、场景生成、实时仿真，还有测试评价等多个方面，给自动驾驶测试提供了一个平台。通过这个平台我们可以高保真记录多维动态测试数据，对测试过程中一些场景自动地生成和复现，都可以通过这个平台实现。

　　刚才是我们功能架构图，这是我们系统结构图，涉及我们测试场地、自动驾驶汽车，还有基于云计算的测试场景生成，还有场景注入系统，还有刚才提到多模式的网络通信。

　　这个就是我们的系统。我们基于数字孪生的虚实融合自动驾驶测试系统，去年举办了自然基金委支持的自动驾驶实车挑战赛。这个挑战赛前期，大家通过虚拟仿真方式评选出我们的优胜选手，评选出20支队伍，清华大学、武汉理工、北京航空航天，这些优胜的20支队伍参与实车挑战赛。我们提供了标准的被测车辆，这个小黄车在真实场地里面，这个被测车辆采用了统一的架构与开放标准。每个选手过来，将他们的算法利用统一接口部署到车上。这些虚拟场景通过云平台测试场景生成和注入系统下发给我们车辆，包括这些行人和周围背景交通流注入给被测试车辆，对它安全性、舒适性、节能性等方面进行一个综合测试。这些场景来自全国各地，包括上海、合肥、北京、西安等，采集一些数据，然后处理生成场景。这些场景还要与我们封闭测试基地进行一个物理尺度上的匹配。

　　这是我们开展基于数字孪生自动驾驶虚实融合的测试，我认为自动驾驶研发和测试肯定分不开的。自动驾驶测试，也不是单一技术能解决的一个问题。刚才说的多支柱测试方法，虚拟仿真、模型在环、整车在环、虚实融合、开放道路，多种方式应该并存的，不是某一种单一方式能解决的问题。

　　下面介绍我们团队和围绕着自动驾驶测试开展的相关工作。

　　我们团队负责人是赵祥模，他是西安建筑科技大学的校长、长安大学的教授和博导，是新世纪百千万人才工程国家级人选、全国五一劳动奖章获得者。是2021、2023中国工程院院士有效候选人。获得国家科技进步二等奖四项，国家级教学成果一等奖、二等奖各1项，陕西省科学技术一等奖6项。我们目前建成以赵祥模教授为学术带头人为核心，以教授、中青年学术骨干、硕博研究生和工程技术人员为主体、多学科交叉融合的高层次科研创新团队。

　　我们团队围绕自动驾驶测试开展了很多工作。

　　首先我们去做测试，也得要去研发自动驾驶。我们开发多种技术路线自动驾驶系统来开展测试工作。

　　我们建设了全国高校唯一车联网与智能汽车试验场，这个试验场占地总共423亩，目前建成功能完备、国内先进自动驾驶封闭测试基地。在测试基地里面我们建设多种网络通信，包括5G专网，LTE-V， 4G-LTE， Wi-Fi， 802.11p， EUHT等多种通信方式。

　　我们测试场地覆盖了多种道路环境类型、天气、光照条件等交通环境，还有高精度定位系统、一些场地测试装备。2018年，我们测试场被交通运输部认定为全国首批自动驾驶封闭测试基地。我们在测试基地里构建了针对自动驾驶汽车和车路系统典型测试场景，我把测试场景给各位简单过一下，这是我们构建的典型测试场景。

　　我们针对高速公路还构建了国内首个智能网联高速公路测试基地，我们和山东高速建设了全球第一条全尺度智能网联高速公路测试基地，它这个测试基地主要针对重型货车的测试，经济效益比较好。

　　首次提出自动驾驶整车在环测试系统整体解决方案，我们在多年汽车检测、设备研发和产业化工作基础上，建设了世界首台自动驾驶汽车整车在环平台，对自动驾驶汽车安全性、敏捷性、舒适性等多方面进行测试。我们目前可以开展多方面能力测评，包括我们感知算法测评、轨迹跟踪、跟车性能、换道性能、油耗排放、人因等多方面测试。这是我们测试系统，上面是我们构建一些典型场景，将我们的场景注入被测车辆。下面机电一体化的系统可以模拟道路路面不同的俯仰角、侧倾角等。还有模拟道路路面摩擦系数，调整轮毂电机模拟道路路面的摩擦系数。

　　我们团队现在承担了国内外很多自动驾驶和车路协同自动驾驶测试方面的工作。

　　我们建立了“车联网”教育部-中国移动联合实验室，这个实验室是2016年中国移动出资，清华大学和我们长安大学共同承担教育部重点实验室。这个重点实验室其中一个重要的工作，就是针对自动驾驶测试技术和工具的研发。

　　我们牵头组建了国际车联网与智能汽车测试技术创新联盟，2017年时候我们这个联盟成立。2024年，国外一些高校和组织加入这个联盟里面，成立了国际车联网与智能汽车测试技术联盟，目前这个联盟覆盖了高校、研究所、汽车厂，形成汽车、交通、IT+检测检验的政产学研用完整汽车产业链。

　　上面是关于我们在自动驾驶测试方面的主要工作。

　　现在倡导将我们的高水平论文发表在祖国大地上，这是我们中国公路学报组织的一个“智能电动汽车运行安全保障技术”专刊，中国公路学报是交通运输工程领域排一的期刊，刚好有一个和测试相关的主题征稿，欢迎大家有相关论文可以投稿。

　　谢谢各位！

　　新浪声明：所有会议实录均为现场速记整理，未经演讲者审阅，新浪网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。