ASAM OpenXOntology 研究背景介绍

目前所有的OpenX标准都来自同一个领域:道路交通，然而它们并非建立在公共领域模型（common domain model）的基础之上。因此，会造成中心概念在每个标准中的冗余定义和描述，甚至会出现互相矛盾的定义，比如OpenSCENARIO和OpenDRIVE中对于lane的引用。这将导致以下问题:

l通过不同OpenX系列标准创建的数据难以实现互通；

l即使采用同样的标准，来自不同供应商之间的数据集之间也难以保障兼容性。比如自动驾驶仿真的场景标签。

此外，自动驾驶场景中使用的概念定义、具体参数以及相互之间的关系尚未实现标准化。这样会对以下功能的实现造成更多困难：

l以标准化的方式从日志数据中提取场景；

l手动创建明确的场景；

l以可跟踪的方式自动生成合成场景；

l对物体、场景使用通用标签；

l基于常见查询的方式检索场景。

这些困难对于负责定义、标记和检索场景的人和机器都普遍存在，同时也会对道路交通领域现有和将来制定的标准提出挑战。

ASAM OpenXOntology 概念介绍

Ontology，即指本体论，本意为探究世界本原或基质的哲学理论。在计算机科学和信息科学中，本体论主要给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延规则的定义，与ISO 704中定义的术语概念相近。当技术人员与计算机程序交换信息与数据时，可使用这些标准化定义。通过这种方式，本体论和术语可使人类和计算机对同一个概念形成共识。

与术语（terminology）和分类学（taxonomy）不同，本体论还对概念之间的关系和区别进行描述。

ASAM OpenXOntology涵盖了所有ASAM OpenX系列标准中涉及的道路交通领域概念，描述了自动驾驶测试场景中道路网络、驾驶行为、交通参与对象以及驾驶和交通模拟之间的逻辑关系，打通了传感器数据标注和其他用例的界限。

ASAM OpenXOntology定义的具体内容包括：

l道路基础设施，如道路、车道、交叉路口等；

l交通基础设施，如交通标志、信号灯等；

l道路交通设施随时间的变化，如道路建设、改道等；

l动态交通参与者，如汽车、行人和骑手等；

l环境因素，如天气、时间等；

l通信环境，如车与车通信V2V、卫星定位信号等。

ASAM OpenXOntology 架构介绍

ASAM OpenXOntology旨在构建和形式化关于道路交通领域事物存在的信息。在ASAM标准开发中，这个过程尽可能独立于预期的应用程序，这样，本体论就可以在不同类型的应用程序中进行复用。

对于本体论开发人员和用户，ASAM OpenXOntology的架构旨在确保使用的灵活性。主要进行了以下方面法人考虑:

l来自不同源头的信息；

l本体增长过于迅速，可能会导致难以进行可视化与管理；

l需要融合不同本体来获取新的信息。

通过将信息划分到多个领域，可以降低创建和使用特定于领域的本体的复杂性。为此采用了以下技术方案:

l模块化：将本体划分为独立的模块，用于独立的主题领域。

l配置管理：为本体用户提供特殊机制，以便从包含应用程序足够信息的源模块生成一个合并本体。

ASAM OpenXOntology采用模块化技术，可分为以下模块:

l基于HQDM框架的核心本体(本版本可交付)

l领域本体(在本版本中作为分类法交付)

l应用本体(尚未实现)

l最终使用的应用集成本体(目前尚未实现)

应用集成本体将成为本体用户的专用文件。这个本体将是根据用户需求合并核心本体和领域本体以及一个或多个应用程序本体的结果。应用程序集成本体允许用户使用合并本体中的所有概念和属性。

ASAM OpenXOntology 与其他ASAM标准的协调

ASAM OpenXOntology与其他ASAM标准的关系请见下图：

OpenXOntology与OpenDRIVE的关系：

ASAM OpenDRIVE可以使用ASAM OpenXOntology对静态道路基础设施元素定义，这些元素可与其他OpenX标准共享，如车道和道路等。此外，ASAM OpenDRIVE可以使用ASAM OpenXOntology中定义的元素之间的连接和空间关系。

OpenXOntology与OpenLABEL的关系：

ASAM OpenXOntology可表达道路交通领域的信息，因此可以提供更丰富的标签描述。基于本体的标签描述以逻辑关系为基础，允许使用推理应用程序。ASAM OpenXOntology还可以支持ASAM OpenLABEL标准与其他OpenX标准的互通。

OpenXOntology与OpenSCENARIO的关系：

ASAM OpenSCENARIO 1.1.1可以从ASAM OpenXOntology中检索动态和静态交通参与者之间的时空关系。

OpenSCENARIO 2.0.0与ASAM OpenXOntology处于并行开发的状态。两个项目组之间进行了初步的沟通与协调，但未来仍需进行进一步的修订。

OpenXOntology与ASAM OSI的关系：

ASAM OSI可通过使用ASAM OpenXOntology中的概念与关系生成道路真实信息，并以此作为传感器与传感器融合模型的输入。

OpenXOntology与ASAM OpenODD的关系：

目前，ASAM OpenODD项目仍处于概念开发阶段。

OpenODD的基本概念集引用了现有的设计运行域标准，比如BSI PAS 1883用作实例化单个设计运行域规范的基础。从与ASAM OpenXOntology在未来协调的角度来看，这些标准将与本体域级别的概念保持一致。然后，ASAM OpenODD将能够使用来自ASAM OpenXOntology的概念和关系来构建特定的设计运行域。

 结语

作为ASAM标准体系的重要一环，后续将针对OpenXOntology进行深化研究和标准制定，C-ASAM工作组诚邀中国专家积极参与，贡献中国方案。