CN104280248B - 一种轨道式车载测距传感器性能试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轨道式车载测距传感器性能试验系统，包括控制系统和检测系统，所述检测系统包括用于进行试验的环形轨道和目标运动机构，所述目标运动机构由纵向移动滑轮、横向轨道固定支架、横向轨道、横向移动滑轮、台车固定支架、台车组成，所述横向轨道通过横向轨道固定支架安装于纵向移动滑轮的轮轴上，所述横向移动滑轮沿横向轨道运动，所述横向移动滑轮上设有台车固定支架，所述台车安装于台车固定支架。上述方案中，不仅具备足够的精度和测试便利性，还能主动控制自车和道路目标的相对位置及运动关系，可实现多种灵活的试验工况，且具有良好的可重复性和安全性，可在复杂危险工况下开展试验。
Description
技术领域
本发明涉及性能试验系统技术领域，特别是指一种轨道式车载测距传感器性能试验系统。
背景技术
目前，车载测距传感器是实现汽车车距控制、碰撞预警等主动安全功能的核心部件，其检测范围、目标识别能力、检测精度、稳定性、可靠性等直接决定了行车安全和驾驶员对系统功能的认可度。因此，车载测距传感器的开发必须经历不同探测目标、不同环境、不同运动关系等多种工况的试验验证。在试验过程中，需要准确测取目标相对位置及运动信息，为传感器的性能验证提供基准。
目前，实时动态定位(RTK)是此类试验系统的主流技术。该技术在自车及被测目标上各放置一个GPS天线，并在地面设置一个GPS基站，利用GPS天线和基站之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去GPS观测数据中的大部分误差，从而实现高精度定位，并由定位结果解算相对位置及运动信息。这种方法具备足够的精度和测试便利性，但不能主动控制自车和被测目标的相对位置及运动关系，其存在的主要问题是：1)试验的可重复性差；2)试验的安全性不足；3)难以开展危险工况下的试验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种轨道式车载测距传感器性能试验系统。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种轨道式车载测距传感器性能试验系统，包括控制系统和检测系统，所述检测系统包括用于进行试验的环形轨道和目标运动机构，所述目标运动机构由纵向移动滑轮、横向轨道固定支架、横向轨道、横向移动滑轮、台车固定支架、台车组成，所述横向轨道通过横向轨道固定支架安装于纵向移动滑轮的轮轴上，所述横向移动滑轮沿横向轨道运动，所述横向移动滑轮上设有台车固定支架，所述台车安装于台车固定支架。
其中，所述纵向移动滑轮上设有驱动电机，用于带动目标运动机构沿环形轨道运动模拟道路目标的纵向移动。
其中，所述横向移动滑轮上设有驱动电机，用于带动目标运动机构沿横向轨道运动模拟道路目标的横向移动。
其中，所述台车上设有回转驱动步进电机，用于带动台车转动，以模拟道路目标的横摆运动。
其中，所述纵向移动滑轮、横向移动滑轮和台车上均设有回转传感器。
其中，所述的回转传感器为霍尔传感器和光电编码器任意一种，用于检测纵向移动滑轮、横向移动滑轮、台车的回转角度和速度。
其中，所述控制系统包括运动机构控制器、实时仿真器和上位机；
上位机利用软件工具进行试验前处理、试验控制及试验后处理。按照试验工况要求设计仿真程序，编译为实时代码后下载至实时仿真器中；在试验过程中进行试验控制、提取试验分析所需变量；试验后进行试验数据的分析。
实时仿真器用于在试验过程中运行实时仿真程序，向运动机构控制器发送控制指令，获取目标运动机构运动信息。
运动机构控制器用于向纵向移动滑轮驱动电机、横向移动滑轮驱动电机和台车回转驱动步进电机发送控制目标运动机构的控制信号；并接收回转传感器检测到的回转角度和速度。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，不仅具备足够的精度和测试便利性，还能主动控制自车和被测目标的相对位置及运动关系，可实现多种灵活的试验工况，且具有良好的可重复性和安全性，可在复杂危险工况下开展试验。
附图说明
图1本发明实施例轨道式车载测距传感器性能试验系统的结构示意图；
图2为本发明实施例轨道式车载测距传感器性能试验系统的原理示意图；
图3为图1的一种实施例的示意图。
[主要元件符号说明]
1、环形轨道；
2、纵向移动滑轮；
3、横向轨道固定支架；
4、横向轨道；
5、横向移动滑轮；
6、台车固定支架；
7、台车；
8、主车；
9、第一目标车；
10、第二目标车。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有车载测距传感器性能测试技术不能准确控制自车和被测目标的相对位置及运动关系的问题，提供一种轨道式车载测距传感器性能试验系统。
如图1所示，本发明的实施例提供一种轨道式车载测距传感器性能试验系统，包括控制系统和检测系统；所述检测系统包括用于进行试验的环形轨道1和目标运动机构，所述目标运动机构由纵向移动滑轮2、横向轨道固定支架3、横向轨道4、横向移动滑轮5、台车固定支架6、台车7组成，所述横向轨道4通过横向轨道固定支架3安装于纵向移动滑轮2的轮轴上，所述横向移动滑轮5沿横向轨道4运动，所述横向移动滑轮5上设有台车固定支架6，所述台车固定支架上安装台车7。
如图1所示的所述纵向移动滑轮2上设有驱动电机，用于带动目标运动机构沿环形轨道运动，模拟道路目标的纵向移动；所述横向移动滑轮5上设有驱动电机，用于带动目标运动机构沿横向轨道4运动，模拟道路目标的横向移动；所述台车7上设有回转驱动步进电机，用于带动台车转动，以模拟道路目标的横摆运动；所述纵向移动滑轮2、横向移动滑轮5和台车7上均设有回转传感器；所述的回转传感器为霍尔传感器和光电编码器任意一种，用于检测纵向移动滑轮2、横向移动滑轮5、台车7的回转角度和速度。其中，台车上可按照所需模拟的道路目标(如轿车、卡车、行人、自行车)固定同等外形、材质的物体，或根据待测传感器特性，具备同等反射性能的物体，比如，对于最常见的毫米波雷达而言，设置与对应目标的雷达反射截面RCS相当的模拟物。
如图2所示，所述控制系统包括上位机、实时仿真器、运动机构控制器：
上位机利用支持实时仿真的软件工具，如Matlab/Simulink进行试验前处理、试验控制及试验后处理。按照试验工况要求设计仿真程序，编译为实时代码后下载至实时仿真器中；在试验过程中进行试验控制、提取试验分析所需变量；试验后进行试验数据的分析。
实时仿真器用于在试验过程中运行实时仿真程序，向运动机构控制器发送控制指令，获取目标运动机构运动信息。
运动机构控制器根据控制指令确定的目标运动机构纵向运动、横向运动及回转运动参考输入，利用目标运动机构实际的纵向运动、横向运动及回转运动反馈信息，计算并发送用于控制目标运动机构运动的控制信号，控制纵向移动滑轮驱动电机、横向移动滑轮驱动电机、台车回转驱动步进电机的运动，使各受控台车按照预定的位置、速度及方位关系运动。试验过程中，上位机可通过实时通信提取试验分析所需参数，如各台车的实际运动信息。
如图3所示，当台车为轿车时，以后方车辆超车、变道为例说明系统的测试过程；主车8右侧第一目标车9超车后连续变道至左侧车道。
首先由传感器的待测性能，分析试验工况约束条件，如主车8与第一目标车9和第二目标车10相对速度、距离，三车相对位置，获得试验所需三辆车的行驶路线、车速，并分解为每辆车的纵向速度、侧向速度、横摆角度，作为控制系统的参考输入。
其次，为各车辆分配台车：主车8和第二目标车10为前后行驶关系，故分别以置于地面轨道上的两个台车模拟其运动，第一目标车9需完成超车变道操作，故以置于空中轨道上的一个台车模拟其运动。
本具体实施不仅具备足够的精度和测试便利性，还能主动控制自车和其他道路目标的相对位置及运动关系，其试验具有很好的可重复性；试验的安全性高；可在复杂危险工况下开展试验。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，包括控制系统和检测系统，所述检测系统包括用于进行试验的环形轨道和目标运动机构，所述目标运动机构由纵向移动滑轮、横向轨道固定支架、横向轨道、横向移动滑轮、台车固定支架和台车组成，所述横向轨道通过横向轨道固定支架安装于纵向移动滑轮的轮轴上，所述横向移动滑轮沿横向轨道运动，所述横向移动滑轮上设有台车固定支架，所述台车安装于台车固定支架；
其中，所述环形轨道包括地面轨道和位于所述地面轨道上方的空中轨道，所述空中轨道上设置有进行超车变道的台车，其中，所述地面轨道上的台车固定支架一端横向移动滑轮上，另一端朝向空中且安装有台车；所述空中轨道上的台车固定支架一端横向移动滑轮上，另一端朝向地面且安装有台车。
2.根据权利要求1所述的轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，所述纵向移动滑轮上设有驱动电机，用于带动目标运动机构沿环形轨道运动模拟道路目标的纵向移动。
3.根据权利要求2所述的轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，所述横向移动滑轮上设有驱动电机，用于带动目标运动机构沿横向轨道运动模拟道路目标的横向移动。
4.根据权利要求3所述的轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，所述台车上设有回转驱动步进电机，用于带动台车转动，以模拟道路目标的横摆运动。
5.根据权利要求1至4任一项所述的轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，所述纵向移动滑轮、横向移动滑轮和台车上均设有回转传感器。
6.根据权利要求5所述的轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，所述的回转传感器为霍尔传感器和光电编码器任意一种，用于检测纵向移动滑轮、横向移动滑轮、台车的回转角度和速度。
7.根据权利要求6所述的轨道式车载测距传感器性能试验系统，其特征在于，所述控制系统包括运动机构控制器、实时仿真器和上位机：
所述实时仿真器，用于在试验过程中运行实时仿真程序，向运动机构控制器发送控制指令；
所述运动机构控制器，用于根据所述控制指令，向纵向移动滑轮驱动电机、横向移动滑轮驱动电机和台车回转驱动步进电机发送控制目标运动机构的控制信号；并接收回转传感器检测到的回转角度和速度；
所述上位机，用于试验前的仿真程序处理及试验后的数据处理。
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