OpenSCENARIO场景标准，自动驾驶仿真新的分水岭
随着自动驾驶技术逐渐向'场景化'方向发展，在测试和验证自动驾驶汽车的安全性方面具有重要意义的便是场景描述。然而，在实际开发过程中由于不同整车厂、供应商以及仿真工具提供方所采用的数据格式和接口接口存在多样性难以达成统一标准
在此背景下，德国自动化与测量标准协会（ASAM）在仿真领域推出了OpenX系列标准，并受到了全球的关注。其中，OpenSCENARIO场景标准应运而生。
▲仿真工具间通过OpenSCENARIO交换场景
国内C-ASAM工作组由中汽中心与ASAM共同成立，并正致力于制定中国特色的场景标准
Part.1
什么是OpenSCENARIO 标准场景
由行驶情境与驾驶情景的结合构成，在特定时间段和空间域内对环境与驾驶行为的综合反应。详细阐述了道路状况、交通设施配置、气象状况以及交通参与者等情况，并涉及车辆自身的驾驶任务与状态等相关信息。
由行驶情境与驾驶情景的结合构成，在特定时间段和空间域内对环境与驾驶行为的综合反应。详细阐述了道路状况、交通设施配置、气象状况以及交通参与者等情况，并涉及车辆自身的驾驶任务与状态等相关信息。
天马项目（PEGASUS）对场景模型进行了层级划分，将其划分为六个层次的具体内容如下：第一层次涵盖道路相关设施的规划与设置；第二层次涉及交通设施的规划与设置；第三层次负责第一、二层次的临时性操作处理；第四层次对应具体的操作对象；第五层次考虑环境因素的影响；第六层次涉及数字信息数据的采集与处理。
▲PEGASUS 6层模型场景，天马项目截图引自①
OpenSCENARIO规范了一个标准的仿真测试场景格式...用于描述驾驶模拟应用中的动态内容，并与多种仿真测试软件兼容。涵盖的应用场景包括动作（状态）、轨迹（如多段线和回旋线）以及车辆（如几何形状、类型、轴距和性能参数）、驾驶员的状态和环境条件（如天气状况、时间点及路况）。
▲OpenSCENARIO将内容带到路上，截图引自②
在OpenSCENARIO框架中以层次化的方式组织数据并采用XML文件格式进行编码，在仿真工具和内容编辑器中能够方便地实现验证与修改功能，并支持导入与导出操作。这些特性均与技术选择及供应商无关。ASAM框架下的OpenX体系中使用OpenSCENARIO来描绘动态场景内容，并通过OpenDRIVE来刻画静态路网结构；而另一类标准则由OpenCRG负责描绘静态路面结构等细节信息。这三类标准相互补充并共同覆盖了道路网络中的静态与动态元素。
▲OpenX三大标准
OpenSCENARIO场景的基本概念在于角色的位置与时间安排。其核心机制不仅关注个体行为（who），还包括特定时间段（when）以及场所（where），从而构建起完整的行为序列（what）。在这一过程中存在一种详实的层级划分（层次结构），例如，在全面过程中的各个阶段都可分解为故事单元（ scenes）、幕次（scenes）、动作组合（action clusters）、单一动作（actions）、事件（events）等基础要素，并最终通过触发条件与执行流程形成相互关联的关系网络。
然而
Part.2
OpenSCENARIO 1.0
今年3月，OpenSCENARIO 1.0版本与原型版同步推出，并已启动对1.x及2.0版本的开发工作
1、OpenSCENARIO1.0基本概
场景的核心要素包括'谁在哪里做什么'这一核心逻辑框架, 即实体通过路网按照预设指令进行互动, 如图所示, 其中涉及五个关键要素: 实体(Entity)代表参与者的角色, 路网(RoadNetwork)指静态的驾驶基础设施体系, 故事板(Storyboard)代表完整场景的描述内容, 另外两个重要概念分别是参数声明(ParameterDeclaration)和目录位置(CatalogLocations), 其主要作用在于实现多用例间的复用共享机制
在场景故事板（Storyboard）中至少有一个故事情节（Story）。该故事情节由以下构成要素组成：
Story，故事，包含不同方面的高层次结构，包含至少一个Act；
Act，幕，定义了条件行为组，包含至少一个ManeuverGroup；
ManeuverGroup，动作组，回答谁正在做什么，连接Actor和Maneuver；
Maneuver，动作，事件组，包含至少一个Event；
Event，事件，条件触发动作，包含开始触发器和至少一个Action；
动作（Action），用来扮演角色（Role），在场景中构成动态元素。
条件（Condition）引发实体实例（Actor：Entity实例）的行为。
条件用于驱动机制中开启事件或关闭动画流程。
条件是构建系统核心组件的关键要素。
▲故事板的层次结构
2、OpenSCENARIO 1.0场景示例 - 变道
该变道场景中描绘了主车（Ego）位于以相同速度行驶的手摇 C2后方最右侧车道上，并留有明显的空隙区域。而更快的手摇 C1则从后方靠近主车，在经过主车后迅速切换至最右侧车道并利用其前方留有的间隙进行变道。为了避免与前方正在 C2前直行的手摇 C1发生碰撞风险，在完成变道动作后它会立即切换回中央车道继续前行。
▲变道场景使用条件触发连续执变道动作示意图
▲51Sim-One1.2版本两次变道场景
目前，ASAM官方提供了OpenSCENARIO1.0标准文档和案例资料，并建议用户通过支持该标准的51Sim-One1.2仿真平台作为尝试体验的途径进行验证工作。
Part.3
51Sim-One1.2支持OpenSCENARIO 1.0
在自动驾驶仿真领域具有自主研发领先地位，在51Sim-One 1.2版本中率先实现了OpenSCENARIO 1.0国际标准的支持，并进一步推动了行业场景标准化方案的实际落地，并在核心功能的基础上不断进行优化升级
1、内置OpenSCENARIO1.0官方案例
51Sim-One1.2版本最先引入OpenSCENARIO 1.0标准。成功实现了OpenSCENARIO案例的解析与运行功能，并配备了9个来自ASAM官方发布的应用案例，在确保最大化的同步效率的同时提升了整体兼容性。
只需启动程序即可体验最新版本的OpenSCENARIO1.0标准场景。以下展示了交叉路口同步到达（Synchronized Arrival at Intersection）的标准场景。
2、支持OpenSCENARIO自定义上传
51Sim-One 1.2版本还提供了高度灵活的自定义功能。用户可以通过选择或上传OpenDrive地图来创建复杂的场景模型，并让系统自动规划出完善的道路网络布局。该功能不仅支持基本的道路构造和交通标志配置，并且能够根据具体的环境需求生成包括常见的园林元素如花坛、树木以及建筑结构等，并考虑当前的气象条件。
OpenSCENARIO仅规定了外部3D环境模型的引用方式，并不包括具体的文件格式或模型结构信息。换句话说，在OpenSCENARIO标准中并未明确包含常见的3D模型格式如OSGB或FBX。51Sim-One借助于自动化的OpenDrive技术生成高质量的三维场景，并因此让用户摆脱了对三维模型的依赖从而提高效率并降低成本。
实采数据可以通过51Sim-One工具链自动转换为OpenSCENARIO场景后集成到Sim-One平台运行中
▲交通事故还原场景
▲连续变道造成堵车场景
3、支持OpenSCENARIO 0.9.1升级到1.0
OpenSCENARIO 1.0 不具备向后兼容性支持，并未与前一版本实现无缝衔接。ASAM 系统中包含有 XSLT 迁移脚本文件作为辅助工具。针对 OpenSCENARIO 0.9.1 版本而言，则可借助 51Sim-One 提供的一个升级工具包进行相应的软件升级操作至版本号 1.0。
Part.4
51WORLD和ASAM紧密合作
2018年，51WORLD对外推出了全国首个全模块自动驾驶仿真测试平台51Sim-One。随后与ASAM展开了紧密的合作关系。
51WORLD作为国际组织ASAM的核心成员单位之一，在该领域持续取得领先地位，并在C-ASAM框架下与各国技术机构展开深度合作。该组织派出专业的技术团队参与OpenSCENARIO 1.x工作组的技术交流活动，在跨国家界的技术协作项目中贡献智慧与力量。同时积极参与相关技术标准的制定工作
ASAM2019年度会议51WORLD赠仿真蓝皮书英文版给ASAM董事会主席Marcus
51Sim-One迅速配备OpenSCENARIO1.0功能，并立即向客户及合作伙伴提供服务中使用的各项服务功能包。与此同时，在项目初期阶段就已与全球顶尖专家团队合作，在此过程中充分结合了各参与方的专业经验与技术积累，在模拟场景构建阶段就已实现了对开放场景规范的全面理解与深度把握。
在实际项目执行期间,51WORLD积极参与中国特色场景功能相关技术方案,并协同推进中国特色场景标准的制定工作,恰当提出了相关技术方案以提交至ASAM国际标准.对于OpenSCENARIO 2.0版本,51WORLD在关注dsl的基础上密切跟进其标准化进程
除此之外，在参与ASAM OpenX相关标准的过程中（即就ASAM OpenX相关标准而言），51WORLD不仅主动参与，并且能够做到及时跟进。例如仿真接口遵循OSI模型，并进行了开放标签注释；在条件范围内采用OpenODD；基于方法论构建了开放知识图谱等措施。
在促进场景规范落地与创新应用的过程中，在进行场景挖掘与构建定制化场景库等维度上, 51WORLD致力于实现价值最大化, 并通过优化资源配置效率开展市场化的高质量情景测试.
随着自动驾驶仿真技术逐步深入分析，在新阶段形成了以「规模」、「场景」和「运营」为核心要素的新研究方向与应用重点。把握变革带来的新机遇，则需要企业与行业共同努力探索未来的发展道路
资料引用：
http://www.pegasusprojekt.de/resources/Symposium in 2019/PEGASUS_Symposium_three to five years.pdf
②http://www.openscenario.org/docs/OpenSCENARIO_Poster_DSC2015.pdf
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