CN103852264A - 一种无人驾驶车辆基本性能测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法，无人驾驶车辆为经过底层改造后的汽车，底层带有控制系统，该底层控制系统对无人驾驶车辆的电控转向能力、电控速度调节能力、电控制动等功能的性能进行可靠性测试，对车辆性能进行安全试验，以确保是否符合无人驾驶车辆的硬件条件，确保无人驾驶车辆的使用安全。

Description

一种无人驾驶车辆基本性能测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及无人驾驶车辆测试技术领域，具体而言涉及一种无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法。

背景技术

无人驾驶车辆上所有改造部件是为了适应车辆的无人驾驶功能，不一定具备正式汽车产品所要求的可靠性，因此无人驾驶车在使用前务必对其电控转向能力、电控速度调节能力、电控制动等功能的性能进行可靠性试验，对车辆性能进行安全试验检查后，方可使用。车辆经过底层改造后，各项性能是否符合无人驾驶车的硬件条件，本专利从可靠性角度测试无人驾驶车的硬件性能。而现有技术中的测试系统及方法存在一定的缺陷。

例如申请号为201310121606.6的中国发明专利，其公开了一种无人驾驶车辆环境模拟测试系统及测试方法，测试系统包括环境模拟系统以及测试系统，所述环境模拟系统建立所述无人驾驶车辆真实道路环境模型，模拟所述无人驾驶车辆真实道路环境；测试时将所述无人驾驶车辆真实道路环境模型转换为任务表单文件输入所述无人驾驶车辆车载控制计算机，其中所述任务表单文件由所述无人驾驶车辆途径测试路段的各引导点三维WGS84坐标以及所述各引导点的环境要素编码构成；所述无人驾驶车辆车载控制计算机在测试过程中，经所述车载天线向所述测试人员手持多功能盒发送所述无人驾驶车辆途径测试路段的各引导点三维WGS84坐标以及所述各引导点的环境要素编码信号，所述测试人员手持多功能盒接收并显示上述信号。该申请中的测试系统较为复杂，成本较高。

又例如申请号为201310303455.6的中国发明专利，其公开了一种无人驾驶车辆认知能力测试系统及方法，该系统包括无人驾驶车辆和车载记录设备，二者通过通信接口进行有线连接，其中，车载记录设备用于向无人驾驶车辆输入认知能力测试任务，并接收和存储无人驾驶车辆认知能力测试输出的数据；无人驾驶车辆通过测试任务输入程序接收到测试任务后，重新建立串口连接，开启相应程序输出测试数据到车载记录设备中，无人驾驶车辆认知能力测试的测试任务输入和测试数据输出采用统一接口、参数和数据传输格式，但是数据内容的具体格式不同；所述通信接口采用RS232接口。该申请中采用电脑模拟的形式进行测试无人驾驶车辆的各方面性能，并不适合于较为复杂的真实环境，不能够准确测试出无人驾驶车辆的认知能力。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法，场地选用真实的足球场，分为四种路段进行测试无人驾驶车辆的基本性能，所需要的硬件设备较为简单，测试方便、准确。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

一种无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，包括如下步骤：

第一步，确定所述无人驾驶车辆的测试内容及测试环境，其中所述测试内容包括所述无人驾驶车辆测试路段的引导点，所述测试环境包括所述无人驾驶车辆测试路段的环境要素；

第二步，将所述测试内容及所述测试环境转化为程序表；

第三步，将所述程序表导入到所述无人驾驶车辆的底层控制系统中，引导所述无人驾驶车辆完成测试。

第四步，将所述无人驾驶车辆置于测试环境中行驶；

第五步，根据所述无人驾驶车辆行驶次数为30次的平均值判断该测试方法的效果。

优选的是，所述环境要素包括该测试环境中无人、无车、无其它移动障碍物。

在上述任一方案中优选的是，所述测试环境划分为四种行驶路线，该四种行驶路线中又将分为八个测试区。

在上述任一方案中优选的是，测试环境包括加速、减速、右拐调头、左拐调头、左右拐弯道、向右拐弯道、向左拐弯道、步进区八种测试区。

在上述任一方案中优选的是，所述无人驾驶车辆在设定的八种测试区内连续行驶30次。

在上述任一方案中优选的是，所述无人驾驶车辆在设定的八种测试区内连续行驶30次，成功率为90%以上，其中任何测试区不能通过时，该次测试为失败。

在上述任一方案中优选的是，所述无人驾驶车辆的怠速为8-10km|h。

在上述任一方案中优选的是，所述无人驾驶车辆在直线部分，摄像头识别车道，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

在上述任一方案中优选的是，所述无人驾驶车辆在非直线部分，由底层控制系统根据固定程序实现。

在上述任一方案中优选的是，所述无人驾驶车辆在步进区的平均步长在20cm以内，测试方法为试验人员人工测量30次步进总距离，再计算30次的平均步长。

一种无人驾驶车辆环境基本性能测试系统，包括：环境模拟系统及测试系统；所述环境模拟系统为真实的道路环境，如足球场、郊外、闲置空地等；所述测试系统包括底层控制系统、车载天线、广角摄像头。

优选的是，所述无人驾驶车辆为经过底层改造后的车辆。

在上述任一方案中优选的是，所述广角摄像头所实现的参数为角度偏差±30°，距离偏差±50cm。

在上述任一方案中优选的是，所述环境模拟系统中的真实道路环境包括个直线区、多个小圆弧区和两个大圆弧区。

本发明通过上述的测试系统按照上述的方法进行测试，能够测试出无人驾驶车辆的基本性能。

本发明还提供一种外置紧急制动开关，在液压制动系统工作正常的前提下（总电开关打开，主控板上12V备用开关打开），拍下车身后侧任意一个紧急制动开关，车辆会迅速制动直至停车；向右旋转开关，开关弹回原位，紧急制动解除。

另外本发明还提供一种转向控制系统，其由工控主机、EPS控制器、转向执行机构组成，工控主机与EPS控制器之间为CAN通信方式。工控主机在接收由EPS控制器发送的转向器的角位置信息的同时，可发送指令到EPS控制器，EPS控制器通过对直流电机进行控制进而完成对转向执行机构的转向操作。

附图说明

图1为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中所选用的测试环境示意图。

图2为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆的第一种行驶路线图。

图3为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆的第二种行驶路线图。

图4为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆的第三种行驶路线图。

图5为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆回归初始位置示意图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中所选用的测试环境示意图。本发明的测试环境选用长方形的足球场，但是该足球场的两端设计为封闭的半圆弧形。足球场的一侧设计有一条行驶车道，上端设计有两条行驶车道。

本发明中的足球场每条行驶车道的宽度为6m，足球场两端半圆弧的半径为15m，足球场的宽度为30m，足球场直线边长度为64m，当然也可以根据实际需要进行加长或缩短上述的尺寸。本发明将上述的测试环境划分为四种行驶路线，该四种行驶路线中又将分为八个测试区，当无人驾驶车辆按照这四种行驶路线行驶30次后如果都能通过，则该次测试成功，该车辆达到无人驾驶车辆的基本性能要求；若有任何测试区不通过时，则该次测试失败。

本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，包括如下步骤：

第一步，确定所述无人驾驶车辆的测试内容及测试环境，其中所述测试内容包括所述无人驾驶车辆测试路段的引导点，所述测试环境包括所述无人驾驶车辆测试路段的环境要素；

第二步，将所述测试内容及所述测试环境转化为程序表；

第三步，将所述程序表导入到所述无人驾驶车辆的底层控制系统中，引导所述无人驾驶车辆完成测试。

第四步，将所述无人驾驶车辆置于测试环境中行驶；

第五步，根据所述无人驾驶车辆行驶次数为30次的平均值判断该测试方法的效果。

在本实施例中，所述环境要素包括该测试环境中无人、无车、无其它移动障碍物。

在本实施例中，所述测试环境划分为四种行驶路线，该四种行驶路线中又将分为八个测试区。

在本实施例中，测试环境包括加速、减速、右拐调头、左拐调头、左右拐弯道、向右拐弯道、向左拐弯道、步进区八种测试区。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆在设定的八种测试区内连续行驶30次。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆在设定的八种测试区内连续行驶30次，成功率为90%以上，其中任何测试区不能通过时，该次测试为失败。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆的怠速为8-10km|h。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆在直线部分，摄像头识别车道，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆在非直线部分，由底层控制系统根据固定程序实现。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆在步进区的平均步长在20cm以内，测试方法为试验人员人工测量30次步进总距离，再计算30次的平均步长。

下面参阅图2-图5详细叙述本发明无人驾驶车辆测试过程中的四种行驶路线。

如图2所示（图中标号为车辆所经过路段标记）为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆的第一种行驶路线图。

第一步，车辆在①②位置处启动行驶一段距离（5m）后，进入加速区，车辆开始加速行驶，最快目标速度为30km/h，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第二步，车辆到达③进入减速区，车速减至怠速，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第三步，车辆到达④进入左拐U字调头区，车辆以怠速行驶，左拐调头，此时底层控制系统根据固定程序实现调头。

第四步，车辆到达⑤进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第五步，车辆到达⑥进入左拐区，车辆以怠速行驶，通过弯道，此时底层控制系统根据固定程序实现弯道行驶。

第六步，车辆到达⑦进入右拐大圆弧区，车辆以怠速行驶，通过弯道，此时底层控制系统根据固定程序实现弯道行驶。

第七步，车辆到达⑧进入步进区，以车辆能够完成的最小步长，走停30次，此时底层控制系统根据固定程序实现步进。

第八步，车辆到达⑨进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

最后车辆到达⑩进入右拐大圆弧区，车辆以怠速行驶，通过弯道，此时底层控制系统根据固定程序实现弯道行驶。

当车辆按照上述的路线行驶完成后，该车辆在该段测试路线中的测试成功，接下来进入到第二种路线测试。

如图3所示（图中标号为车辆所经过路段标记）为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆的第二种行驶路线图。

第一步，车辆到达⑪进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第二步，车辆到达⑫进入左拐-右拐区，车辆以怠速行驶，通过左拐右拐弯道，此时底层控制系统根据固定程序实现弯道行驶。

第三步，车辆到达⑬进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第四步，车辆到达⑭进入右拐U字调头区，车辆以怠速行驶，右拐调头，此时底层控制系统根据固定程序实现调头。

最后车辆到达⑮进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

当车辆按照上述的路线行驶完成后，该车辆在该段路线中的测试成功，接下来进入到第三种路线测试。

如图4所示（图中标号为车辆所经过路段标记）为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆的第三种行驶路线图。

第一步，车辆到达⑯进入左拐大圆弧区，车辆以怠速行驶，通过弯道，此时底层控制系统根据固定程序实现调头。

第一步，车辆到达⑰进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第二步，车辆到达⑱进入左拐大圆弧区，车辆以怠速行驶，通过弯道，此时底层控制系统根据固定程序实现弯道行驶。

当车辆按照上述的路线行驶完成后，该车辆在该段路线中的测试成功，接下来进入到第四种路线测试。

如图5所示（图中标号为车辆所经过路段标记）为按照本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法中无人驾驶车辆回归初始位置示意图。

第一步，车辆到达⑲进入直线怠速行驶区，车辆以怠速行驶，此时摄像头识别车道线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

第二步，车辆到达⑳车辆刹停，车辆停止后距离停止线距离不能超过20cm，此时摄像头识别车道线、停止线，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶，并停车。

本发明的另一方面公开了一种无人驾驶车辆环境基本性能测试系统，包括：环境模拟系统及测试系统；所述环境模拟系统为真实的道路环境，如足球场、郊外、闲置空地等；所述测试系统包括底层控制系统、车载天线、广角摄像头。

在本实施例中，所述无人驾驶车辆为经过底层改造后的车辆。

在本实施例中，所述广角摄像头所实现的参数为角度偏差±30°，距离偏差±50cm。

在本实施例中，所述环境模拟系统中的真实道路环境包括个直线区、多个小圆弧区和两个大圆弧区。

通过大量的实验证明，采用本发明上述的测试系统按照上述的方法进行测试，能够测试出无人驾驶车辆的基本性能。其所需要的硬件设备较为简单，测试方便、准确。

本领域技术人员不难理解，本发明的无人驾驶车辆环境基本性能测试系统及测试方法包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，包括如下步骤：

第一步，确定所述无人驾驶车辆的测试内容及测试环境，其中所述测试内容包括所述无人驾驶车辆测试路段的引导点，所述测试环境包括所述无人驾驶车辆测试路段的环境要素；

第二步，将所述测试内容及所述测试环境转化为程序表；

第三步，将所述程序表导入到所述无人驾驶车辆的底层控制系统中，引导所述无人驾驶车辆完成测试，

第四步，将所述无人驾驶车辆置于测试环境中行驶；

第五步，根据所述无人驾驶车辆行驶次数为30次的平均值判断该测试方法的效果。

2.如权利要求1所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述环境要素包括该测试环境中无人、无车、无其它移动障碍物。

3.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述测试环境划分为四种行驶路线，该四种行驶路线中又将分为八个测试区。

4.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述测试环境中的八个区包括加速、减速、右拐调头、左拐调头、左右拐弯道、向右拐弯道、向左拐弯道、步进区。

5.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述无人驾驶车辆在设定的八种测试区内连续行驶30次。

6.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述无人驾驶车辆在设定的八种测试区内连续行驶30次，成功率为90%以上，其中任何测试区不能通过时，该次测试为失败。

7.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述无人驾驶车辆的怠速为8-10km|h。

8.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述无人驾驶车辆在直线部分，摄像头识别车道，发送车道线信息给底层控制系统，控制系统控制车辆巡线行驶。

9.如权利要求1或2所述的无人驾驶车辆环境基本性能测试方法，其特征在于：所述无人驾驶车辆在非直线部分，由底层控制系统根据固定程序实现。

10.一种无人驾驶车辆环境基本性能测试系统，包括：环境模拟系统及测试系统；

所述环境模拟系统为真实的道路环境，如足球场、郊外、闲置空地等；

所述测试系统包括底层控制系统、车载天线、广角摄像头。

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