CN108444726A - 车辆测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种车辆测试系统,车辆测试系统包括:试验台,适于放置被测驾驶系统的至少一部分,以作为被测车辆;动力学实时计算平台,耦接所述试验台,适于接收所述被测驾驶系统的控制信息,基于所述控制信息计算所述被测车辆的绝对运动状态;交通环境实时仿真平台,耦接所述动力学实时计算平台,适于模拟交通场景以及配置周边车辆的绝对运动状态。本发明技术方案中周边车辆根据其相对于被测车辆的相对运动状态进行运动,相对运动状态下的周边车辆车速较低,从而可以实现高速场景以及碰撞场景下的测试,提高了测试系统的测试准确性、安全性及精确可重复性。
Description
技术领域
本发明涉及测试技术领域,尤其涉及一种车辆测试系统。
背景技术
随着智能驾驶技术研究的兴起,智能驾驶辅助系统在车辆上得到广泛应用。智能驾驶系统在正式使用之前会进行测试,与传统车辆的被动安全系统测试不同,智能驾驶系统在测试过程中需要考虑成百上千种交通场景,对测试系统的高效性、安全性和准确性有较高的要求。
现有技术中常用测试系统有:软件在环(Software In Loop,SIL)、硬件在环(Hardware In Loop,HIL)以及车辆在环(Vehicle In Loop,VIL)测试系统,上述测试系统可以实现对各种交通场景的模拟,以对智能驾驶辅助系统进行测试;另外,还可以通过真实的试验场地模拟所有交通场景,以对智能驾驶辅助系统进行测试。
但是,在现有技术中的测试系统中建立的物理模型,并不能准确反映其真实特性,对测试准确性产生影响。同时,通过真实的试验场地模拟所有交通场景时,测试成本高,还存在很大安全隐患,难以进行人为故障注入诊断测试,测试准确性低,以及无法精确再现测试场景等。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何提高测试系统的测试准确性、安全性及可精确重复性。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种车辆测试系统,车辆测试系统包括:试验台,适于放置被测驾驶系统的至少一部分,以作为被测车辆;动力学实时计算平台,耦接所述试验台,适于接收所述被测驾驶系统的控制信息,基于所述控制信息计算所述被测车辆的绝对运动状态;交通环境实时仿真平台,耦接所述动力学实时计算平台,适于模拟交通场景以及配置周边车辆的绝对运动状态;其中,所述周边车辆根据其相对于所述被测车辆的相对运动状态进行运动;所述绝对运动状态表示绝对坐标系下的运动状态,所述相对运动状态表示相对坐标系下的运动状态,所述绝对坐标系固定设置,所述相对坐标系以所述被测车辆为原点,以所述被测车辆的车头方向为其中一个坐标轴。
可选的,所述车辆测试系统还包括:电子控制单元,耦接所述交通环境实时仿真平台和所述动力学实时计算平台,适于基于所述被测车辆的绝对运动状态和所述周边车辆的绝对运动状态计算所述周边车辆的相对运动状态,并根据所述周边车辆的相对运动状态控制所述周边车辆运动。
可选的,所述周边车辆为可移动机器人。
可选的,所述车辆测试系统还包括:投影设备,适于在地面为所述被测车辆和所述周边车辆投影虚拟车道线。
可选的,所述投影设备根据所述被测车辆在所述绝对坐标系中的航向角控制所述虚拟车道线的位置。
可选的,通过以下方式确定所述虚拟车道线的位置:
其中,(x,y)为所述虚拟车道线上所有点在所述绝对坐标系中的绝对坐标,(x′,y′)为所述虚拟车道线上所有点在所述相对坐标系中的相对坐标;(x0,y0)为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的绝对坐标;为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的航向角。
可选的,所述车辆测试系统还包括:传感器,耦接所述被测车辆,适于采集所述被测车辆在行驶过程中的传感器信息。
可选的,所述传感器为传感器设备或传感器模型。
可选的,所述控制信息包括以下一种或多种:方向盘转角、油门信息和制动信息。
可选的,所述绝对运动状态包括以下一种或多种:绝对坐标位置、绝对速度、绝对航向角和绝对航向角速度;所述相对运动状态包括以下一种或多种:相对坐标位置、相对速度、相对航向角和相对航向角速度。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
本发明技术方案的车辆测试系统包括:试验台、动力学实时计算平台和交通环境实时仿真平台。其中,通过在试验台放置被测驾驶系统的至少一部分,以作为被测车辆,实现了对被测驾驶系统的单一或特定功能的测试,可以提高整个被测驾驶系统的测试准确性、安全性及可精确重复性。在本发明实施例的技术方案中,由于被测车辆是静止的,通过动力学实时计算平台计算所述被测车辆的绝对运动状态,交通环境实时仿真平台配置周边车辆的绝对运动状态,使得所述周边车辆根据其相对于所述被测车辆的相对运动状态进行运动,相对运动状态下的周边车辆车速较低,从而可以实现高速场景以及碰撞场景下的测试,进而提高测试的全面性和准确性,同时保证了测试的安全性。
进一步,本发明实施例的车辆测试系统还包括传感器,传感器耦接所述被测车辆,适于采集所述被测车辆在行驶过程中的传感器信息;所述传感器可以为传感器设备。由于采用真实的周边车辆和真实的传感器,因此可以最大程度的实现真实交通场景的测试以及保证场景和试验条件的可精确重复性,进一步提高测试的准确性。
进一步,本发明实施例的车辆测试系统还包括投影设备,投影设备适于在地面为所述被测车辆和所述周边车辆投影虚拟车道线。本发明技术方案通过投影设备来投影虚拟车道线,进而可以模拟被测车辆在转弯和换道情况下的交通场景,增加测试真实感,进一步提高测试的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例一种车辆测试系统的结构示意图;
图2是本发明实施例一种绝对坐标系和相对坐标系的示意图;
图3是本发明实施例一种周边车辆和被测车辆的相对运动示意图;
图4是本发明实施例一种采用虚拟车道线的试验场景的示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述,在现有技术中针对智能驾驶系统的测试系统中建立的物理模型,并不能准确反映其真实特性,对测试准确性产生影响。同时,通过真实的试验场地模拟所有交通场景时,测试成本高,还存在很大安全隐患,难以进行人为故障注入诊断测试,测试准确性低。
本发明实施例提出一种车辆测试系统,所述车辆测试系统可以包括:试验台、动力学实时计算平台和交通环境实时仿真平台。其中,通过在试验台放置被测驾驶系统的至少一部分,以作为被测车辆,实现了对被测驾驶系统的单一或特定功能的测试,可以提高整个被测驾驶系统的测试准确性、安全性及可精确重复性。由于被测车辆是静止的,通过动力学实时计算平台计算所述被测车辆的绝对运动状态,交通环境实时仿真平台配置周边车辆的绝对运动状态,使得所述周边车辆根据其相对于所述被测车辆的相对运动状态进行运动,相对运动状态下的周边车辆车速较低,从而可以实现高速场景以及碰撞场景下的测试,进而提高测试的全面性和准确性,同时保证了测试的安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种车辆测试系统的结构示意图。
如图1所示,车辆测试系统10可以包括试验台101、动力学实时计算平台102和交通环境实时仿真平台103。
其中,试验台101适于放置被测驾驶系统的至少一部分,以作为被测车辆;动力学实时计算平台102耦接所述试验台101,适于接收所述被测驾驶系统的控制信息,基于所述控制信息计算所述被测车辆的绝对运动状态;交通环境实时仿真平台103耦接所述动力学实时计算平台102,适于模拟交通场景以及配置周边车辆104的绝对运动状态。
其中,周边车辆根据其相对于所述被测车辆的相对运动状态进行运动;所述绝对运动状态表示绝对坐标系下的运动状态,所述相对运动状态表示相对坐标系下的运动状态,所述绝对坐标系固定设置,所述相对坐标系以所述被测车辆为原点,以所述被测车辆的车头方向为其中一个坐标轴。
具体而言,被测驾驶系统的至少一部分可以是需要测试的功能的算法;也可以是一种驾驶辅助系统的功能,例如自动驾驶功能。
具体实施中,试验台101可以是转毂试验台或者其他适当类型的试验台。
可以理解的是,本实施例中测试对象是被测驾驶系统的至少一部分,那么可以在试验台上提供除被测驾驶系统的至少一部分之外的其他整车装置,例如,方向盘、车轮、电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU),以形成整车。由于被测车辆在测试过程中是静止的,那么被测车辆的方向盘与车轮没有机械连接。
具体地,被测驾驶系统的至少一部分置于试验台101进行测试,被测车辆可以根据动力学实时计算平台102计算的绝对运动状态进行控制,以真实反映被测车辆在行驶过程中的运动状态。具体而言,被测车辆的方向盘转角可以作为控制信息之一发送给动力学实时计算平台102。控制信息还可以包括以下一种或多种:油门信息和制动信息。进一步而言,测试过程中,被测车辆可以由驾驶员实际驾驶,也可以是自动驾驶状态。控制信息可以直接输出。实验台101还可以使车轮实际转动,并施加路面激励,能够使被测车辆振动,增加测试的真实性。
具体实施中,周边车辆104在交通环境实时仿真平台103模拟的交通场景下运动。同时,交通环境实时仿真平台103还可以配置周边车辆104的绝对运动状态。具体而言,交通环境实时仿真平台103可以进行交通场景建模、设定道路信息,使周边车辆104按照设定的速度和路径行驶,并实时输出周边车辆104的绝对运动状态,例如,周边车辆104的绝对坐标位置、绝对速度、绝对航向角和绝对航向角速度。
本发明实施例的车辆测试系统可以实现全真实测试工况在环、物理传感器硬件在环、智能驾驶控制器硬件在环、车辆底盘硬件在环、轮胎与路面接触在环以及驾驶员在环等测试功能;在安全高效的前提下,最大程度的实现真实交通场景的测试,同时保证场景和试验条件的准确可重复性。
由于被测车辆是静止的,因此周边车辆104可以通过动力学实时计算平台102计算的所述被测车辆的绝对运动状态和交通环境实时仿真平台103配置周边车辆104的绝对运动状态,使得所述周边车辆104可以根据其相对于所述被测车辆的相对运动状态进行运动。相对运动状态下的周边车辆104的车速较低,从而可以实现高速场景以及碰撞场景下的测试,进而提高测试的全面性和准确性,同时保证了测试的安全性。
可以理解的是,交通环境实时仿真平台10可以采用PreScan软件来实现。
本发明一优选实施例中,车辆测试系统10还可以包括电子控制单元(图未示),电子控制单元耦接所述交通环境实时仿真平台103和所述动力学实时计算平台102,适于基于所述被测车辆的绝对运动状态和所述周边车辆104的绝对运动状态计算所述周边车辆104的相对运动状态,并根据所述周边车辆104的相对运动状态控制所述周边车辆104运动。具体而言,绝对运动状态可以包括以下一种或多种:绝对坐标位置、绝对速度、绝对航向角和绝对航向角速度;所述相对运动状态可以包括以下一种或多种:相对坐标位置、相对速度、相对航向角和相对航向角速度。
具体实施中,所述周边车辆104可以采用可移动的设备进行模拟,例如为可移动机器人,例如轮式机器人。由于周边车辆104在相对运动状态下的车速较低,因此可以采用可移动机器人作为周边车辆104。可移动机器人具备较灵活的可操控性,例如可以任意转向,最大加速度大。可移动机器人相较于真实车辆的灵活性高,成本低,从而进一步实现高速场景以及碰撞场景下的测试的全面性、准确性和安全性。例如,在测试自动制动系统(Autonomous Emergency Braking,AEB)功能时,一旦算法测试失效,由于真实车辆最大减速度为10m/s2,采用真实车辆存在碰撞危险,但是可移动机器人可以设定达到更大减速度,以避免实验过程中的实际碰撞。
具体实施中,车辆测试系统10还可以包括传感器(图未示),传感器耦接所述被测车辆,适于采集所述被测车辆在行驶过程中的传感器信息。具体地,所述传感器可以为传感器模型。
优选地,所述传感器还可以为传感器设备。具体而言,传感器的类型可以根据不同的待测试功能进行配置。传感器设备可以包括毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达、视觉传感器等;其中,毫米波雷达可输出车辆周边一定视角和距离范围内的车辆或其他障碍物距离、运动速度、方位角等信息,检测距离最长可以达到170米;超声波雷达只能输出距离信息,检测范围在5米内;激光雷达可以输出点云数据,例如可以包括障碍物的轮廓信息等;视觉传感器除了可以检测上述障碍物外,还可以进行交通标识识别,车道线信息识别等。由于采用真实的周边车辆和真实的传感器,因此可以最大程度的实现真实交通场景的测试以及保证场景和试验条件的准确可重复性,进一步提高测试的准确性。
具体实施中,周边车辆的相对运动状态的确定方式可参照图2和图3,图2是本发明实施例一种绝对坐标系和相对坐标系的示意图;图3是本发明实施例一种周边车辆和被测车辆的相对运动示意图。
如图2所示,X轴和Y轴表示绝对坐标系,X轴和Y轴固定设置。X′轴和Y′轴表示相对坐标系,相对坐标系以被测车辆2为原点,以被测车辆2的车头方向为X′轴或Y′轴。
对于周边车辆3,其在绝对坐标系中的绝对坐标是(x,y),在相对坐标系下的相对坐标为(x′,y′)。周边车辆3的绝对坐标(x,y)和相对坐标(x′,y′)的关系为其中,为所述被测车辆2在绝对坐标系中的航向角,(x0,y0)为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的绝对坐标。相对坐标(x′,y′)是周边车辆3在测试过程中需要被实际控制的运动位置。
如图3所示,矢量a表示被测车辆2的绝对运动矢量(也就是被测车辆2在绝对坐标系下的运动速度和运动方向),矢量b表示周边车辆3的绝对运动矢量(也就是周边车辆3在绝对坐标系下的运动速度和运动方向)。
在计算周边车辆3相对于被测车辆2的相对运动矢量时,对矢量a和矢量b做减法操作,也即矢量b减去矢量a,得到矢量c。矢量c为周边车辆3相对于被测车辆2的相对运动矢量。也就是说,矢量c的大小为周边车辆3相对于被测车辆2的相对速度,矢量c的方向为周边车辆3相对于被测车辆2的相对方向(相对方向可以采用相对航向角和相对航向角速度来表示)。相对速度和相对方向周边车辆3在测试过程中需要被实际控制的运动状态。
继续参照图1,本发明一优选实施例中,车辆测试系统10还可以包括投影设备(图未示),投影设备适于在地面为所述被测车辆和所述周边车辆104投影虚拟车道线。具体而言,投影设备根据所述被测车辆在所述绝对坐标系中的航向角控制所述虚拟车道线的位置。
进一步而言,可以通过以下方式确定所述虚拟车道线的位置:其中,(x,y)为所述虚拟车道线上所有点在所述绝对坐标系中的绝对坐标,(x′,y′)为所述虚拟车道线上所有点在所述相对坐标系中的相对坐标;(x0,y0)为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的绝对坐标;为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的航向角。
具体地,可参照图4,图4是本发明实施例一种采用虚拟车道线的试验场景的示意图。
如图4所示,由于虚拟车道线是在被测车辆2的视角下进行呈现的,因此在被测车辆2转向时,被测车辆2在所述绝对坐标系中的航向角发生变化,此时虚拟车道线也会随之改变。
一并参照图2和图4,虚拟车道线4经过转换成为虚拟车道线5。虚拟车道线4和虚拟车道线5可以包括多个点,虚拟车道线4上的每一点在绝对坐标系中的绝对坐标是(x,y),虚拟车道线5上的每一点在相对坐标系下的相对坐标为(x′,y′)。绝对坐标(x,y)和相对坐标(x′,y′)的映射关系为其中,为所述被测车辆2在绝对坐标系中的航向角;(x0,y0)为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的绝对坐标。相对坐标(x′,y′)是虚拟车道线4上的每一点在测试过程中需要被实际投影的位置。
本发明实施例通过投影设备来投影虚拟车道线,进而可以模拟被测车辆在转弯和换道情况下的交通场景,增加测试真实感,进一步提高测试的准确性。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种车辆测试系统,其特征在于,包括:
试验台,适于放置被测驾驶系统的至少一部分,以作为被测车辆;
动力学实时计算平台,耦接所述试验台,适于接收所述被测驾驶系统的控制信息,基于所述控制信息计算所述被测车辆的绝对运动状态;
交通环境实时仿真平台,耦接所述动力学实时计算平台,适于模拟交通场景以及配置周边车辆的绝对运动状态;
其中,所述周边车辆根据其相对于所述被测车辆的相对运动状态进行运动;
所述绝对运动状态表示绝对坐标系下的运动状态,所述相对运动状态表示相对坐标系下的运动状态,所述绝对坐标系固定设置,所述相对坐标系以所述被测车辆为原点,以所述被测车辆的车头方向为其中一个坐标轴。
2.根据权利要求1所述的车辆测试系统,其特征在于,还包括:
电子控制单元,耦接所述交通环境实时仿真平台和所述动力学实时计算平台,适于基于所述被测车辆的绝对运动状态和所述周边车辆的绝对运动状态计算所述周边车辆的相对运动状态,并根据所述周边车辆的相对运动状态控制所述周边车辆运动。
3.根据权利要求2所述的车辆测试系统,其特征在于,所述周边车辆为可移动机器人。
4.根据权利要求1所述的车辆测试系统,其特征在于,还包括:
投影设备,适于在地面为所述被测车辆和所述周边车辆投影虚拟车道线。
5.根据权利要求4所述的车辆测试系统,其特征在于,所述投影设备根据所述被测车辆在所述绝对坐标系中的航向角控制所述虚拟车道线的位置。
6.根据权利要求4所述的车辆测试系统,其特征在于,通过以下方式确定所述虚拟车道线的位置:
其中,(x,y)为所述虚拟车道线上所有点在所述绝对坐标系中的绝对坐标,(x′,y′)为所述虚拟车道线上所有点在所述相对坐标系中的相对坐标;(x0,y0)为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的绝对坐标;为所述被测车辆在所述绝对坐标系中的航向角。
7.根据权利要求1所述的车辆测试系统,其特征在于,还包括:
传感器,耦接所述被测车辆,适于采集所述被测车辆在行驶过程中的传感器信息。
8.根据权利要求7所述的车辆测试系统,其特征在于,所述传感器为传感器设备或传感器模型。
9.根据权利要求1所述的车辆测试系统,其特征在于,所述控制信息包括以下一种或多种:方向盘转角、油门信息和制动信息。
10.根据权利要求1所述的车辆测试系统,其特征在于,所述绝对运动状态包括以下一种或多种:绝对坐标位置、绝对速度、绝对航向角和绝对航向角速度;所述相对运动状态包括以下一种或多种:相对坐标位置、相对速度、相对航向角和相对航向角速度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180824 |