双模拟胜于单模拟：以数字兄弟提升自动驾驶测试

基于仿真的测试是确保自动驾驶软件可靠性的重要环节。在实践中，当公司依赖第三方通用仿真器进行内部或外包测试时，测试结果对真实自动驾驶车辆的泛化性面临风险。在本文中，我们通过引入数字兄弟（digital siblings）的概念来增强基于仿真的测试，这是一种多仿真器方法，在采用不同技术构建的多个通用仿真器上测试给定的自动驾驶车辆，这些仿真器在测试过程中作为集成体协同工作。我们在一个聚焦于测试自动驾驶车辆车道保持组件的案例研究中例证了我们的方法。我们使用两个开源仿真器作为数字兄弟，并在大量测试用例上将这种多仿真器方法与物理缩比自动驾驶车辆的数字孪生进行了实证比较。我们的方法需要为每个独立仿真器生成并运行测试用例，形式为道路点序列。然后，利用特征图刻画所执行的驾驶条件，在仿真器之间迁移测试用例。最后，计算联合预测的失效概率，仅当兄弟间一致时才报告失效。我们的实证评估表明，数字兄弟的集成失效预测器在预测数字孪生的失效方面优于每个独立仿真器。我们讨论了案例研究的发现，并详述了我们的方法如何帮助对自动驾驶软件自动化测试感兴趣的研究人员。