基于交通事故报告文本生成自动驾驶测试虚拟场景的方法

本发明涉及一种基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，属于汽车自动驾驶中的测试样例生成领域。

背景技术：

1、自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有人类主动的操作的情况下，自动安全地操作机动车辆。

2、自动驾驶车辆在测试过程中，除了需要在现实世界中的真实道路上进行测试，也需要在计算机程序所构建的虚拟场景中，对其中的软件组件进行大批量的虚拟测试，在成本可控的情况下对测试自动驾驶车辆软件进行充分测试。为了更好的测试车辆，使得测试结果可信，并且对开发人员有指导意义，虚拟测试的场景需要既满足真实性，即场景在真实世界中确实有可能会发生；又满足一定的危险性、稀有性，即场景在真实世界中较少发生，真实道路上的测试无法遇到类似场景，或者场景稀少，在大多数开发人员的考虑范围之外，同时，又具体有危险性，如果自动驾驶车辆软件发生错误，会又高概率发生危险。

3、现有方法通过人为构造场景，针对可能的极端情况编写测试场景集，其核心是基于测试场景构造人员对驾驶危险的认知以及对自动驾驶系统可能弱点的认知，针对性的构造场景。虽然这种方法确实可以针对性地构造出测试场景，例如行人规避测试等，但在现实情况下，可能发生的场景更为复杂，构造的特定测试场景远远无法满足这类复杂度要求。

技术实现思路

1、发明目的：针对自动驾驶虚拟测试过程中，复杂虚拟测试场景无法高效自动化生成的问题，本发明提供一种于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，使用自然语言处理技术分析文本，从而能够基于大量的交通事故报告批量高效生成自动驾驶虚拟测试场景。

2、技术方案：一种基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，以交通事故报告文本为数据来源，以自然语言处理技术为主要途径，支持批量输入交通事故报告后，高效生成自动驾驶虚拟测试场景。包括：1）使用自然语言处理技术从自然语言的交通事故报告文本中提取可以用于描述事故的关键信息表，称为事故描述关键信息表；2）根据事故描述关键信息表生成场景描述脚本，根据事故描述关键信息表内容从场景脚本模板库中选取适合对应事故关键信息表的模板，并根据表内容填充场景脚本模板中的缺失部分，取得场景描述脚本；3）基于场景描述脚本生成对应的虚拟测试场景。

3、所述1）中，根据大量事故报告的分析归纳，总结描述事故场景的关键要素，以及对事故场景进行分类的关键要点，从而定义事故描述关键信息表。

4、结构化的事故描述关键信息表，其内容包括交通事故路段类型、事故交通事故路段车道数量、交通事故参与者类型及数量（包括粗糙的分类：行人、机动车、非机动车；以及机动车的细分类型：大型汽车、中型汽车、小型汽车、摩托车；以及中型汽车的细分类型：轿车、吉普车、微型车等）、交通事故发生前各事故参与者的相对位置、交通事故发生前各事故参与者的运动方向、交通事故发生前各事故参与者的运动速度、各交通事故参与者的运动趋势、交通事故发生时间、交通事故发生时的天气情况。

5、基于结构化的事故描述关键信息表条目，针对事故描述关键信息表中的条目，设计的问题集合，与关键信息表中的条目相对应。

6、构建特定的、具体的、与某篇事故报告相对应的事故描述关键信息表的方法。构建过程中使用自然语言处理技术中的问答系统作为关键信息提取工具：使用预定义问题集合中的问题，按顺序进行“提问查询”操作，将自然语言的交通事故报告文本与预定义问题集合中的问题共同输入问答系统；问答系统基于报告文本与问题，得出答案；根据问答系统返回的答案，组织结构化的事故描述关键信息表。

7、所述2）根据结构化的事故描述关键信息表生成场景描述脚本：基于预设的自动驾驶测试场景脚本模板库，根据事故描述关键信息表中的交通事故路段类型、事故交通事故路段车道数量这两个静态变量，查询模板库，选取对应的脚本模板；根据事故描述关键信息表中的其他信息，填写脚本模板中的缺省部分，对无法填写的部分选择随机取值的方法，获得对应事故报告的交通事故场景描述脚本。

8、自动驾驶测试场景脚本模板库的实现：根据调查研究，统计发生概率高的交通事故的道路情况（路段类型、路段车道数量），针对对应道路情况编写普适的自动驾驶测试场景脚本模板，并将其他信息在模板中留有可修改的位置，最终将模板打包为自动驾驶测试场景脚本模板库。

9、所述3）中，根据场景描述脚本，使用工具在虚拟驾驶模拟器中加载场景描述脚本，并最终生成与事故报告对应的虚拟测试场景。

10、1）从自然语言的交通事故报告文本中提取可以用于描述事故的关键信息表，实现过程如下：

11、101）定义事故描述关键信息表；

12、102）针对事故描述关键信息表中的条目，预定义问题集合；

13、103）使用自然语言处理技术中的问答系统作为关键信息提取工具，将自然语言的交通事故报告文本与预定义问题集合中的问题按顺序共同输入问答系统，问答系统基于报告文本与不同问题，得出答案序列；

14、104）根据答案序列，填写事故描述关键信息表。

15、2）基于结构化的事故描述关键信息表生成场景描述脚本，实现过程如下：

16、201）根据事故描述关键信息表中的静态变量，查询模板库，选取对应的脚本模板；

17、202）根据事故描述关键信息表中的其他信息，填写脚本模板中的缺省部分；

18、203）对无法填写的部分随机取值。

19、一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行上述计算机程序时实现如上所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法。

20、一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有执行如上所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法的计算机程序。

21、与现有技术方案相比，本发明具有以下特点：

22、1）使用事故描述关键信息表作为中间载体，记录可以描述事故的信息；

23、2）使用问答系统技术作为从非结构化自然语言事故报告文版提取结构化的事故描述关键信息表的技术；

24、3）本方法具有通用性，与系统实现解耦，可以在不同的虚拟场景模拟器中使用。

技术特征：

1.一种基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，其特征在于，以交通事故报告文本为数据来源，以自然语言处理技术为主要途径，支持批量输入交通事故报告后，生成自动驾驶虚拟测试场景，包括：1）使用自然语言处理技术中的问答系统技术，从交通事故报告文本中提取用于描述事故的关键信息表，称为事故描述关键信息表；2）根据事故描述关键信息表生成场景描述脚本，根据事故描述关键信息表中的条目从场景脚本模板库中选取适合对应事故关键信息表的模板，并根据表内容填充场景脚本模板中的缺失部分，取得场景描述脚本；3）基于场景描述脚本生成对应的虚拟测试场景。

2.根据权利要求1所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，其特征在于，所述1）中，基于结构化的事故描述关键信息表设置问题集合，将交通事故报告文本中事故发生过程的描述部分，使用自然语言处理技术中的问答系统技术解析，并将答案序列组织为结构化的事故描述关键信息表；

3.根据权利要求2所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，其特征在于，对于结构化的事故描述关键信息表的构建方法，构建过程中使用自然语言处理技术中的问答系统作为关键信息提取工具：使用根据事故描述关键信息表预定义的问题集合中的问题，将自然语言的交通事故报告文本与预定义问题集合中的问题共同输入问答系统；问答系统基于报告文本与问题，得出答案序列；根据问答系统返回的答案序列，组织结构化的事故描述关键信息表。

4.根据权利要求1所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，其特征在于，所述2）根据结构化的事故描述关键信息表生成场景描述脚本：基于预设的自动驾驶测试场景脚本模板库，根据事故描述关键信息表中的交通事故路段类型、事故交通事故路段车道数量这两个静态变量，查询模板库，选取对应的脚本模板；根据事故描述关键信息表中的其他信息，填写脚本模板中的缺省部分，对无法填写的部分选择随机取值的方法，获得对应事故报告的交通事故场景描述脚本；

5.根据权利要求1所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，其特征在于，所述3）中，根据场景描述脚本，使用工具在虚拟驾驶模拟器中加载场景描述脚本，并最终生成与事故报告对应的虚拟测试场景。

6.一种计算机设备，其特征在于：该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行上述计算机程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于：该计算机可读存储介质存储有执行如权利要求1-5中任一项所述的基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法的计算机程序。

技术总结
本发明公开一种基于交通事故报告文本生成自动驾驶虚拟测试场景的方法，将自然语言的交通事故报告文本使用自然语言处理技术提取报告文本中的事故描述关键信息，并汇总成表；根据关键信息从场景脚本模板库中选取适合对应事故描述的模板，并根据关键信息填充模板中的缺失部分取得场景描述脚本；使用场景描述脚本生成对应的虚拟测试场景。本发明用自然语言处理技术提取报告文本中的事故描述关键信息并汇总成表，并用场景脚本模板库将关键信息转化为场景脚本，最终生成虚拟测试场景。对比传统自动驾驶虚拟测试场景生成方法的实现，本发明可以基于交通事故报告文本中批量生成测试场景，提高了生成有效测试场景的效率。

技术研发人员：马晓星,徐经纬,盛朱恒
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12