CN108760332A - 基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，包括场地测试场景的设置，以及自动驾驶汽车场地测试自动评判系统的设置；场地测试场景用于综合考核自动驾驶汽车对车辆的基本运动控制能力、车辆于运动空间的位置控制能力、车辆的速度和路线控制能力；自动驾驶汽车场地测试自动评判系统通过对场地测试场景中各测试项目所在场地内的场地测试元素的经度、纬度、高度坐标进行采集，构建出测试电子地图，在测试过程中，通过实时采集测试项目中车辆定位信息，利用定位数据驱动自动驾驶汽车的车辆电子模型，利用车辆电子模型在测试电子地图中运行结合测试项目的评判规则来实现测试过程的自动评判。本发明用于测试自动驾驶汽车的行驶能力。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶汽车领域，尤其是一种基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法。
背景技术
汽车的诞生到发展，无时无刻不在改变着人们的生活方式，进入21世纪以来，随着人工智能和传感技术的不断发展，汽车逐步向智能化、电动化、轻量化、出行方式共享化的方向发展，智能驾驶汽车作为重要的发展趋势之一。
2016年5月，在佛罗里达州的威利斯顿附近，一辆特斯拉Model S轿车与一辆卡车发生相撞，造成人类司机当场死亡，事发当时Model S轿车正处于自动驾驶模式下。这是全球公布的第一起自动驾驶致死事件，引发大范围的关于自动驾驶功能安全性的讨论。无独有偶，2018年3月，在亚利桑那州，一辆Uber自动驾驶汽车在交叉口与一名正在过马路的行人相撞，行人在送往医院后不治身亡，这是史上首例自动驾驶车辆在公开路面撞伤行人致死的案例。这些事故充分说明，未通过验证上道路测试的自动驾驶汽车对人类驾驶人或其他道路参与者来说无疑是一个灾难。
国内外关于自动驾驶汽车的交通事故充分表明，自动驾驶汽车上公共道路测试前，需要在可控的真实环境中进行大量的、可重复的、不同层次的测试试验，来确保自动驾驶汽车自身功能的安全性和系统的可靠性，以推动技术创新发展和保障公共安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，用于测试自动驾驶汽车的行驶能力，以及对各测试项目进行电子化智能评判。本发明采用的技术方案是：
一种基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，包括场地测试场景的设置，以及自动驾驶汽车场地测试自动评判系统的设置；
场地测试场景用于综合考核自动驾驶汽车对车辆的基本运动控制能力、车辆于运动空间的位置控制能力、车辆的速度和路线控制能力；
自动驾驶汽车场地测试自动评判系统通过对场地测试场景中各测试项目所在场地内的场地测试元素的经度、纬度、高度坐标进行采集，构建出测试电子地图，在测试过程中，通过实时采集测试项目中车辆定位信息，利用定位数据驱动自动驾驶汽车的车辆电子模型，利用车辆电子模型在测试电子地图中运行结合测试项目的评判规则来实现测试过程的自动评判。
本发明的优点在于：
1）构建了较为完备的自动驾驶汽车的场地测试场景，能够全方位对自动驾驶汽车的各种行驶能力进行测试。
2）设置了自动驾驶汽车场地测试自动评判系统，通过自动驾驶汽车的车辆电子模型与测试电子地图的交互，实现测试过程全程电子化，车辆运行轨迹可视化，考试过程评判智能化。
附图说明
图1为本发明的侧方停车测试项目示意图。
图2为本发明的倒车入库测试项目示意图。
图3为本发明的坡道定点停车与起步测试项目示意图。
图4为本发明的直角转弯测试项目示意图。
图5为本发明的曲线行驶测试项目示意图。
图6为本发明的通过限高门测试项目示意图。
图7为本发明的通过连续障碍物测试项目示意图。
图8为本发明的直角转弯电子地图示意图。
图9为本发明的自动驾驶汽车场地测试自动评判系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出一种基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，从我国现阶段驾驶人行为和《道路交通安全法》与《道路交通安全法实施条件》出发，借鉴驾驶人考试内容和方法，以机动车场地驾驶技能要求为基础，提炼出使用于自动驾驶车辆基本通行能力、基本识别能力、基本控制能力的测试用例。
基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，具体包括场地测试场景的设置，以及自动驾驶汽车场地测试自动评判系统的设置；
场地测试场景用于综合考核自动驾驶汽车对车辆的基本运动控制能力、车辆于运动空间的位置控制能力、车辆的速度和路线控制能力；
自动驾驶汽车场地测试自动评判系统通过对场地测试场景中各测试项目所在场地内的场地测试元素的经度、纬度、高度坐标进行高精度、高密度的采集，构建出高精度测试电子地图，在测试过程中，通过实时采集测试项目中车辆定位信息，利用定位数据驱动自动驾驶汽车的车辆电子模型，利用车辆电子模型在测试电子地图中运行结合测试项目的评判规则来实现测试过程的自动评判；如图9所示；
场地测试场景包括以下七个测试项目：侧方停车、倒车入库、坡道定点停车与起步、直角转弯、曲线行驶、通过限高门、通过连续障碍物；分别如图1～图7所示；
1）侧方停车测试项目设置，如图1所示，该测试项目在单向双车道上进行，道路中心为虚线，在距离考试起点20米的位置处设有两个小型机动车停车位，停车位前的道路标线为虚实线，在第一个停车位上不规范停有一辆背景测试车，测试时道路中随机行驶有小流量背景测试车，道路环境交通流量不小于60pcu/h；要求自动驾驶汽车能够按照道路交通标志标线行驶，将车辆规范的停在空的停车位中，且不与其他车辆发生碰撞；
侧方停车测试项目的评判规则：
(1)车身出线：在停车时，如果自动驾驶汽车车辆电子模型的轮廓线与停车位的库位线相交；
(2)中途停车：车辆未完全进入停车位时，车辆行驶的方向未发生改变时，车速等于0的时间大于2s；
(3)不按交通标志标线行驶：车辆进入停车位前，未从虚线处进行变化车道；
(4)不按规定使用转向灯：车辆发生转向行驶时，未开启或错误开启转向灯；
(5)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(6)超时：完成本测试项目的时间大于90s。
2）倒车入库测试项目设置，如图2所示，该测试项目模拟地下停车场环境设置，环境光线不高于50lux，测试起点距停车场位置为20m，停车场共设置有8个停车位，分两排对称设置，中间设有通道，其中6个停车位上随机停有车辆，但不能连续两个停车位为空；要求自动驾驶汽车能够准确将车辆倒入空的停车位然后在从停车位中将车辆开出；
倒车入库测试项目的评判规则：
(1)车身出线：在停车时，如果自动驾驶汽车车辆电子模型的轮廓线与停车位的库位线相交；
(2)中途停车：车辆未完全进入停车位时，车辆行驶的方向未发生改变时，车速等于0的时间大于2s；
(3)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(4)超时：完成本测试项目的时间大于210s。
3）坡道定点停车与起步测试项目设置，如图3所示，该测试项目在长度不小于50米的坡道上进行，坡道的坡道为10%，测试的过程中，自动驾驶汽车行驶的前方10米处有一辆背景测试车，行驶速度为10km/h，行驶5秒后，速度提升到20km/h，然后在行驶5s后停车5s，要求自动驾驶汽车能够与前方的背景测试车保持5±1m的跟车距离，同时自动驾驶汽车的后方5米处跟随一辆背景测试车，要求自动驾驶汽车不能后溜与后方的背景测试车发生碰撞；
坡道定点停车与起步测试项目的评判规则：
(1)车身后溜：自动驾驶汽车挡位不在倒挡时，车辆的速度和位移小于0；
(2)不能保持安全的跟车距离：自动驾驶汽车车头至前方背景测试车车尾最外点的距离小于4米；
(3)起步超时：自动驾驶汽车从静止到向前运动的过程时间大于5秒；
4）直角转弯测试项目设置，如图4所示，该测试项目在中央无隔离的乡村道路上进行，道路转弯处设计为直角，在测试过程中，自动驾驶汽车的测试起点距离项目的起始地点位置的距离为20m，项目的起始地点位置距离直角处25～30米；在自动驾驶汽车驶入直角位置前5米处，对向行驶来一辆背景测试车，要求自动驾驶汽车能够按识别对向车道来车，顺利通过直角转弯路段，在转向的过程中，车辆不能骑轧车道边界线；
直角转弯测试项目的评判规则：
(1)车轮轧线：自动驾驶汽车车轮的位置与车道边缘线发生相交；
(2)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
5）曲线行驶测试项目设置，如图5所示，该测试项目在山区弯路上进行，道路环境为双向两车道且有两个连续的反向弯道，两个连续的反向弯道总长度100m，在道路两侧设有连续弯道的警示标志，道路中心为虚线，在测试的过程中道路环境交通流量不小于20pcu/h，要求测试车辆能够安全通过；
曲线行驶测试项目的评判规则：
(1)长时间骑轧车道分界线：行驶时，自动驾驶汽车轮廓位置与道路中心线的重叠时间大于10s；
(2)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(3)不按规定车道行驶：自动驾驶汽车在对向车道行驶的距离大于30m；
6）通过限高门测试项目设置，如图6所示，该测试项目在单向两车道上进行，道路宽度为7米，在离测试起点50米处设立宽为6米，高度可调节的限高杆，并在限高杆上设立相应的标志信息；在测试道路上随机行驶有背景测试车；测试时，自动驾驶汽车以不低于20km/h的速度通过限高杆，通过调节限高杆的高度和更换相应的限高标志牌至限高杆的高度小于自动驾驶汽车的高度，以测试自动驾驶汽车是否自动停车；
通过限高门测试项目的评判规则：
(1)碰撞限高杆：行驶时，自动驾驶汽高度小于限高杆的高度时，车辆继续行驶；
(2)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
7）通过连续障碍物测试项目设置，如图7所示，该测试项目宽4米，长30米的单向道路上进行，在道路中间隔6米随机交错设置锥桶，测试过程中要求自动驾驶汽车能够以速度不小于20km/h平稳通过，与锥桶不发生碰撞；
通过连续障碍物测试项目的评判规则：
(1)碰撞障碍物：自动驾驶汽车行驶时，背景障碍物的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(2)不按规定速度行驶：自动驾驶汽车行驶速度低于20km/s。
8）自动驾驶汽车的七个测试项目场地评判用的测试电子地图采用静态打点的方式，利用卫星定位装置静态采集场地测试元素的经度、纬度、高度坐标，通过采集一系列的坐标组成项目触发线、道路边线以及项目评判线；其中直角转弯测试项目的测试电子地图如图8所示；测试电子地图中的道路边线直接利用卫星定位装置进行打点，为了解决车辆在运动的过程中，定位精度低的问题，车辆电子模型采用载波相位差分技术（RTK）进行定位，在卫星和车载定位移动站中间增加一个地面定位基站，实现厘米级定位精度。
Claims (9)
1.一种基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，包括场地测试场景的设置，以及自动驾驶汽车场地测试自动评判系统的设置；
场地测试场景用于综合考核自动驾驶汽车对车辆的基本运动控制能力、车辆于运动空间的位置控制能力、车辆的速度和路线控制能力；
自动驾驶汽车场地测试自动评判系统通过对场地测试场景中各测试项目所在场地内的场地测试元素的经度、纬度、高度坐标进行采集，构建出测试电子地图，在测试过程中，通过实时采集测试项目中车辆定位信息，利用定位数据驱动自动驾驶汽车的车辆电子模型，利用车辆电子模型在测试电子地图中运行结合测试项目的评判规则来实现测试过程的自动评判。
2.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括侧方停车测试项目；该测试项目在单向双车道上进行，道路中心为虚线，在距离考试起点20米的位置处设有两个小型机动车停车位，停车位前的道路标线为虚实线，在第一个停车位上不规范停有一辆背景测试车，测试时道路中随机行驶有小流量背景测试车，道路环境交通流量不小于60pcu/h；要求自动驾驶汽车能够按照道路交通标志标线行驶，将车辆规范的停在空的停车位中，且不与其他车辆发生碰撞；
侧方停车测试项目的评判规则：
(1)车身出线：在停车时，如果自动驾驶汽车车辆电子模型的轮廓线与停车位的库位线相交；
(2)中途停车：车辆未完全进入停车位时，车辆行驶的方向未发生改变时，车速等于0的时间大于2s；
(3)不按交通标志标线行驶：车辆进入停车位前，未从虚线处进行变化车道；
(4)不按规定使用转向灯：车辆发生转向行驶时，未开启或错误开启转向灯；
(5)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(6)超时：完成本测试项目的时间大于90s。
3.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括倒车入库测试项目；该测试项目模拟地下停车场环境设置，环境光线不高于50lux，测试起点距停车场位置为20m，停车场共设置有8个停车位，分两排对称设置，中间设有通道，其中6个停车位上随机停有车辆，但不能连续两个停车位为空；要求自动驾驶汽车能够准确将车辆倒入空的停车位然后在从停车位中将车辆开出；
倒车入库测试项目的评判规则：
(1)车身出线：在停车时，如果自动驾驶汽车车辆电子模型的轮廓线与停车位的库位线相交；
(2)中途停车：车辆未完全进入停车位时，车辆行驶的方向未发生改变时，车速等于0的时间大于2s；
(3)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(4)超时：完成本测试项目的时间大于210s。
4.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括坡道定点停车与起步测试项目；该测试项目在长度不小于50米的坡道上进行，坡道的坡道为10%，测试的过程中，自动驾驶汽车行驶的前方10米处有一辆背景测试车，行驶速度为10km/h，行驶5秒后，速度提升到20km/h，然后在行驶5s后停车5s，要求自动驾驶汽车能够与前方的背景测试车保持5±1m的跟车距离，同时自动驾驶汽车的后方5米处跟随一辆背景测试车，要求自动驾驶汽车不能后溜与后方的背景测试车发生碰撞；
坡道定点停车与起步测试项目的评判规则：
(1)车身后溜：自动驾驶汽车挡位不在倒挡时，车辆的速度和位移小于0；
(2)不能保持安全的跟车距离：自动驾驶汽车车头至前方背景测试车车尾最外点的距离小于4米；
(3)起步超时：自动驾驶汽车从静止到向前运动的过程时间大于5秒。
5.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括直角转弯测试项目，该测试项目在中央无隔离的乡村道路上进行，道路转弯处设计为直角，在测试过程中，自动驾驶汽车的测试起点距离项目的起始地点位置的距离为20m，项目的起始地点位置距离直角处25～30米；在自动驾驶汽车驶入直角位置前5米处，对向行驶来一辆背景测试车，要求自动驾驶汽车能够按识别对向车道来车，顺利通过直角转弯路段，在转向的过程中，车辆不能骑轧车道边界线；
直角转弯测试项目的评判规则：
(1)车轮轧线：自动驾驶汽车车轮的位置与车道边缘线发生相交；
(2)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上。
6.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括曲线行驶测试项目，该测试项目在山区弯路上进行，道路环境为双向两车道且有两个连续的反向弯道，两个连续的反向弯道总长度100m，在道路两侧设有连续弯道的警示标志，道路中心为虚线，在测试的过程中道路环境交通流量不小于20pcu/h，要求测试车辆能够安全通过；
曲线行驶测试项目的评判规则：
(1)长时间骑轧车道分界线：行驶时，自动驾驶汽车轮廓位置与道路中心线的重叠时间大于10s；
(2)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(3)不按规定车道行驶：自动驾驶汽车在对向车道行驶的距离大于30m。
7.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括通过限高门测试项目，该测试项目在单向两车道上进行，道路宽度为7米，在离测试起点50米处设立宽为6米，高度可调节的限高杆，并在限高杆上设立相应的标志信息；在测试道路上随机行驶有背景测试车；测试时，自动驾驶汽车以不低于20km/h的速度通过限高杆，通过调节限高杆的高度和更换相应的限高标志牌至限高杆的高度小于自动驾驶汽车的高度，以测试自动驾驶汽车是否自动停车；
通过限高门测试项目的评判规则：
(1)碰撞限高杆：行驶时，自动驾驶汽高度小于限高杆的高度时，车辆继续行驶；
(2)碰撞其他车辆：车辆行驶时，背景测试车的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上。
8.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
场地测试场景包括通过连续障碍物测试项目，该测试项目宽4米，长30米的单向道路上进行，在道路中间隔6米随机交错设置锥桶，测试过程中要求自动驾驶汽车能够以速度不小于20km/h平稳通过，与锥桶不发生碰撞；
通过连续障碍物测试项目的评判规则：
(1)碰撞障碍物：自动驾驶汽车行驶时，背景障碍物的位置在自动驾驶汽车的车辆运动轨迹上；
(2)不按规定速度行驶：自动驾驶汽车行驶速度低于20km/s。
9.如权利要求1所述的基于场地驾驶的自动驾驶汽车测试场景构建方法，其特征在于，
自动驾驶汽车的测试项目场地评判用的测试电子地图采用静态打点的方式，利用卫星定位装置静态采集场地测试元素的经度、纬度、高度坐标，通过采集一系列的坐标组成项目触发线、道路边线以及项目评判线；测试电子地图中的道路边线直接利用卫星定位装置进行打点，车辆电子模型采用载波相位差分技术进行定位，在卫星和车载定位移动站中间增加一个地面定位基站。
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