OpenScenario1.0

为了实现自动驾驶场景设计的标准化，德国自动化及测量系统标准协会（ASAM）推出了OpenX系列标准。

例如OpenDrive标准用于描述场景静态信息的路网，OpenCRG描述路面信息，而OpenSCENARIO则是用来描述动态场景的。

这里会对学习到的OpenSCENARIO 1.0（下称OSC）相关内容进行记录。那之后ASAM也发布了OSC的1.1和1.2版，相关笔记会更新在后面。

部分翻译根据个人理解做了调整，一切以英文为准（特别的，“/概念名称”是我认为相对值得一提但没有采用的官方文档翻译；更特别的，这官方中文真够烂的）。

参考：

OSC场景基本概念/方案

场景的基础概念是“谁，在哪里，做什么”，即实体在路网上根据故事板定义的一组指令进行交互。

场景定义的五个基本概念（Concept/方案）是：

Entity：实体，车辆行人等参与者。

RoadNetwork：路网，静态的场景元素，包括OpenDRIVE、交通信号、环境模型等。

StroyBoard：故事板/场景剧本，完整的动态描述。

另有两个内容：ParameterDeclaration参数声明和Catalog目录，将在将来用到时提及。

场景构成

OSC通过StoryBoard描述整个场景的完整内容，它有下述构成：

Story：故事，即最高层次的场景描述单位；至少1个。

Act：幕，包含了触发开始条件（和触发结束条件，可选），只有触发时下述内容才会执行；至少1个。

ManeuverGroup：操作组，明确交互主体和交互动作，即连接Entity和Maneuver；至少1个。

Actors：角色，即被影响的实体。

EntityRef：被引用实体，即被影响的实体列表；至少0个（因为操作组有可能并不影响实体）。

CatalogReference：可被重复使用的内容；至少0个。

Maneuver：操作，即事件组，包含若干事件；至少0个。

Event：事件，有触发开始条件；至少1个。

Action：动作，与场景产生交互，例如改变天气、改变设置、定位车辆；至少1个。

以上的所有内容都被称为StoryBoardElement（故事板元素/场景剧本要素）。

故事板元素状态及其状态机

StoryBoardElement拥有3种状态，即为StoryBoardElementState（故事板元素状态）：

StandBy（standByState）：待机状态
Running（runningState）：运行状态
- 不同的StoryBoardElement会在不同情况时结束这一状态，具体可见官方文档
Complete（completeState）：完成状态
- 值得一提，如果要重置回待机状态，需要其父级StoryBoardElement重新启动

对于在这3种状态中切换，有4种Transition（转换）：

Start（startTransition）：启动转换
End（endTransition）：结束转换
- 当这个Transition返回否定结果时，会回到StandBy，否则进入Complete
Stop（stopTransition）：停止转换
- 和上一个不同，无论是StandBy和Running，这个Transition都会让故事板元素状态变为Complete。
Skip：跳过

Entity简介

Entity有两类：

车辆行人等（根据类型不同拥有不同的Property属性）
其他物体（与OpenDRIVE中的对象类相同）

Entity默认拥有一个Controller（控制器），用于接收来自控制算法之类的指令。

此外，Entity的实例会被分为两种：

某一单个Entity实例
被称为EntitySelection的一组Entity

EntitySelection被选实体

EntitySelection是将场景中已经存在的若干Entity进行快速分组。

这样分组，是为了能一同在其他地方被引用（例如批量生成Entity实例，并执行相同的动作）。

Trigger触发器与Condition条件

在Act以及Event中，都需要使用这两种主要的Trigger（触发器）来控制流程的启停：StartTrigger和StopTrigger。
StartTrigger将故事板元素从standByState切换到runningState；而StopTrigger将其从其他状态（待机或运行）切换到completeState。

一个Trigger的结果是一个T/F值，这是由它所含有的Condition（条件）以逻辑运算共同决定的。

为此，OSC将Condition的逻辑运算设计成这样：

①若干Condition关联成为一个ConditionGroup（条件组）；ConditionGroup的结果为所有Condition结果之和/AND。
②若干ConditionGroup一同放入一个Trigger中；Trigger的结果为所有ConditionGroup结果之或/OR。

有关StartTrigger

拥有StartTrigger的故事板元素：

Act
Event

没有StartTrigger的故事板元素，例如ManeuverGroup和Maneuver，它们会继承父级的StartTrigger，也就是从Act中继承；具体表现也就是当Act启动后，其底下的ManeuverGroup都会自动启动。

但是，如果拥有自己的StartTrigger，那它们的启动就要满足它们自己的Condition；而如果它们的父级Act不在runningState（运行状态），则不能启动，这是不言自明的。

此外，Story也不需要startTrigger，毕竟在仿真启动时它就自然被启动了。

有关StopTrigger

拥有StopTrigger的故事板元素：

Story
Act

同StartTrigger，其他故事板元素会继承父级的StopTrigger；但有所不同的是，一旦父级故事板元素停止了（进入completeState），无论自己有没有StartTrigger，它底下的所有故事板元素同样都要立刻停止。

Condition简介

Condition有3个属性：

name：标识名
delay：延迟，从触发conditionEdge到返回True结果之间的时间差
conditionEdge：条件边缘，其有4种类型：
- rising：上升沿，逻辑表达式从False向True跳转的瞬间返回True，否则一直返回False
- falling：下降沿，逻辑表达式从True向False跳转的瞬间返回True，否则一直返回False
- risingOrFalling：上升或下降沿，逻辑表达式一旦变化就返回True，否则一直返回False
- none：无，直接返回逻辑表达式结果

和2个元素，会与conditionEdge有关联：

byEntityCondition：与实体有关的条件，即该Condition的逻辑表达式与某些实体有关，有2个元素：
- triggerringEntities：说明与哪些Entity有关
- entityCondition：具体的Condition逻辑表达
byValueCondition：与数据有关的条件，即该逻辑表达式和非实体的数据，比如信号灯信息等有关

操作、事件与动作

正如上文所述，ManeuverGroup主要包含Actors和Maneuver这两部分。前者决定哪些Entity会被影响，而后者描述具体是什么Action影响（以及是怎么被触发Event的）。

特别的，Actors元素拥有一个属性selectTriggeringEntities（选择触发实体）。当其为真时，之前提到的byEntityCondition的triggerringEntities中的所有Entity，都会在Condition为真时被加入到Actors中。

Action动作

对于Action有以下3种分类，各自的下层元素具体可见官方文档：

PrivateAction：专属动作，必须被分配给Entity实例，一般用于描述车辆运动。
GloabalAction：全局动作，用于修改场景内容，包括改变环境、增删Entity等。
UserDefinedAction：用户自定义动作。

动作会应用在2种场合中：

Init初始化阶段，设置各种对象的初始状态
Event里，在其被触发时执行

当同时执行的Action在修改相同的数据，此时就可能会被认为是冲突了。根据冲突两者的类型不同，不同的冲突会有不同的处理方式，但一般而言，后出现的Action会覆盖前一个Action（意味着触发了它的stopTrigger）。

OSC 1.1

1.1版本相对1.0进行了下述调整：

支持了逻辑场景，即对参数进行随机或步进等设置而自动生成变体场景
更灵活的操作模型，例如数字运算和逻辑表达
兼容更多的路网格式，比如地理坐标系统
更好的测试支持，比如变量范围约束
变量和属性声明的变动

此外，1.1版的用户指南（User Guild）也更加详细地描述了OSC的相关内容，对原本的逻辑进行了补充。

结构

OSC的程序结构应分为三部分：

OSC模型实例（OSC Model Instance），即OSC相关数据存储的实例
OSC导演（OSC Director），即将OSC模型实例中的数据解释出来的模块
模拟器内核（Simulator Core），即OSC模型之外的所有仿真元素集合的模拟器，包括路网、实体、环境等

可见，OSC导演通过解释OSC模型实例的方式去描述场景动态，以此修改模拟器内核里的相关元素以实现仿真。

重用机制

参数

参数的命名规则是：

必须以英文字母（a-z，A-Z）或下划线（_）开头
大小写敏感
可以包含数字（意思是参数名只能是大小写字母、数字和下划线的组合）

参数的声明：

<ParameterDeclarations>
    <ParameterDeclaration name = "x" value = "5"/>
    <ParameterDeclaration name = "y" value = "7"/>
</ParameterDeclarations>

表达式

OSC1.1的参数表达式格式为：
${Expr}

泛化参数设置指北

在这里记录了一般常用的泛化用参数。

速度
- 主车初速度<ParameterDeclaration name="$egoV_InitSpeed" parameterType="double" value="17">
- 其他车初速度<ParameterDeclaration name="$xxV_InitSpeed" parameterType="double" value="17">
触发器
- 距离<ParameterDeclaration name="$xxV_XxxDistance" parameterType="double" value="0">
- 时间<ParameterDeclaration name="$xxV_XxxTime" parameterType="double" value="0">
天气
车辆类型
- 颜色<ParameterDeclaration name="$xxV_ColorCode" value="#000000">
  - <Property name="model_color" value="#000000">
  - 常用颜色代码：红色#FF6347，蓝色#6495ED，白色#FFFFFF

SecluSong

OpenSCENARIO笔记