CN109100155B - 一种无人车在环快速仿真测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种无人车在环快速仿真测试系统，包括：虚拟仿真测试子系统，用于生成虚拟测试场景，并向测试台架控制子系统发送路面状态控制指令；测试台架控制子系统，用于模拟路面状态；还用根据无人车驾驶参数来评估无人车的驾驶性能；无人车控制子系统，用于根据虚拟测试场景对无人车进行驾驶控制。上述系统由于采用了虚拟现实技术和硬件在环相结合的仿真测试方式，因此，能够在室内实现可控制、可重复且有效的无人车在环快速仿真测试；而且由于其能够尽可能的穷举所有极端或者特殊的道路状况，因此，能充分保障无人驾驶车辆上路前的安全性、可靠性。本发明实施例还提供了一种无人车在环快速仿真测试方法。

Description

一种无人车在环快速仿真测试系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆测试技术领域，具体涉及一种无人车在环快速仿真测试系统和方法。

背景技术

随着国家战略支持和智能网联汽车概念提出，无人驾驶车辆的研究引起了高度的重视。无人驾驶车辆搭载车载传感器、控制器等装置，具备定位导航、环境感知、决策控制、路径任务规划及执行等功能。目前，国内外的主流车企和互联网公司都在积极地研究无人驾驶相关技术并研发出各具特色的无人驾驶汽车，比如，特斯拉、谷歌无人车、百度无人车等等。

但是，现阶段无人驾驶技术离实现上路行驶还有一定的距离。而且，随着近期关于无人驾驶汽车出现的各种事故，让人们对无人驾驶汽车的安全性提出了质疑。因此，制定规范的安全测评标准并开展测试也是无人驾驶技术发展的一项重要举措。

无人驾驶汽车测试是伴随着无人车研发而随之兴起的专业领域，通过无人驾驶测评，分析技术上存在的问题和成熟度，之后，有针对性地开展研究活动，从而尽可能地保证各种极端环境下车载传感器的可靠性，避免事故发生，保证行车安全。

当前，常用的无人驾驶汽车测试方法有以下几种：

1、封闭试验场地测试

封闭试验场地测试通常设定特有的道路交通场景，对单独的无人驾驶汽车进行专项功能测试，但其无法提供真实的道路场景和交通流场景，且成本高、耗时费力，不能为无人驾驶车辆上路提供可靠的测试结果，具有一定的安全隐患。

2、实车路试

实车路试是指让无人驾驶车辆在多种交通环境下进行大量的远距离路试(如高速公路、城市道路、沙漠等)，是最真实可靠的测试方法。但是，实车路试除需面临法律和安全的约束，费时费力之外，也并不能穷举所有道路环境情况和交通事件，因此，无法测试出无人车潜在的危险。

3、传统仿真测试

传统仿真测试是一种更加实用的无人车测试方法。通过道路仿真测试或车辆仿真软件分别地对不同的测试对象(仿真车辆)进行虚拟仿真测试。但是，这种仿真测试并不能真正模拟车辆在对应环境中的真实反应，仿真结果不够准确。

发明内容

为了至少部分地解决现技术存在的问题，本发明实施例期望提供一种无人车在环快速仿真测试系统和方法。

根据第一方面，一种实施例中提供了一种无人车在环快速仿真测试系统，包括：虚拟仿真测试子系统、测试台架控制子系统和无人车控制子系统；其中，

所述虚拟仿真测试子系统，用于生成虚拟测试场景，并向测试台架控制子系统发送与当前虚拟测试场景对应的路面状态控制指令；

所述测试台架控制子系统，用于根据所述虚拟仿真测试子系统发送的路面状态控制指令模拟路面状态；还用于获取所述无人车的无人车驾驶参数，并根据所述无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能；

所述无人车控制子系统，用于根据虚拟测试场景对无人车进行驾驶控制，所述驾驶控制包括改变无人车行驶速度、改变无人车行驶方向、刹车、启动中的一项或者多项，所述无人车行驶在所述测试台架控制子系统的测试台架上。

优选地，所述虚拟仿真测试子系统还用于生成虚拟无人车辆；

所述虚拟无人车辆用于根据所述测试台架控制子系统发送的无人车驾驶参数在所述虚拟测试场景中行驶；还用于在行驶中获取虚拟场景中的场景信息，所述场景信息包括但不限于以下信息中的一种或者多种：

天气信息、道路物理环境、交通事件、交通指示牌、交通指示灯。

优选地，所述虚拟无人车辆还用于将获取到的虚拟场景中的场景信息发送给无人车控制子系统；

所述无人车控制子系统，还用于根据所述虚拟无人车辆发送的场景信息和自身感知到的路面状态信息执行对无人车的驾驶控制，所述无人车的驾驶控制实时映射到所述虚拟无人车上，其中，所述路面状态是指测试台架控制子系统在测试台架上模拟得到的路面状态。

优选地，所述虚拟仿真测试子系统还用于生成一个或多个虚拟普通车辆，并控制所述虚拟普通车辆根据预设的行驶路径在所述虚拟测试场景中行驶。

优选地，所述测试台架控制子系统包括：处理装置、控制装置和测试台架；其中，

所述处理装置，用于根据从所述控制装置接收到的无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能；

所述控制装置，用于接收虚拟仿真测试子系统发送的路面状态控制指令，并根据接收到的路面状态控制指令对测试台架进行控制，从而模拟路面状态；还用于获取所述无人车的无人车驾驶参数，将获取的无人车驾驶参数发送给所述处理装置；

所述测试台架，用于根据路面状态控制指令的指示模拟相应路面状态，所述路面状态包括以下至少其中之一：

坡度、侧倾角、路面附着系数、路面湿滑度、车辆行驶时的平动惯量、路面行驶阻力。

优选地，所述测试台架包括：滚筒组电机驱动机构、坡度模拟机构、侧倾角模拟机构、轴距调整机构、转向随动机构、举升缸机构、保护辊机构、排烟系统中的一个或者多个。

根据第二方面，一种实施例中提供了一种无人车在环快速仿真测试方法，包括：

生成虚拟测试场景；

向测试台架控制子系统发送与当前虚拟测试场景对应的路面状态控制指令。

优选地，所述方法还包括：

生成虚拟无人车辆，并控制所述虚拟无人车辆用于根据测试台架控制子系统发送的无人车驾驶参数在所述虚拟测试场景中行驶，以及，在行驶中获取虚拟场景中的场景信息；其中，

所述场景信息包括但不限于以下信息中的一种或者多种：

天气信息、道路物理环境、交通事件、交通指示牌、交通指示灯。

优选地，所述方法还包括：

将获取到的虚拟场景中的场景信息发送给无人车控制子系统。

优选地，所述方法还包括：

生成一个或多个虚拟普通车辆，并控制所述虚拟普通车辆根据预设的行驶路径在所述虚拟测试场景中行驶。

根据第三方面，一种实施例中提供了一种无人车在环快速仿真测试方法，包括：

根据虚拟仿真测试子系统发送的路面状态控制指令模拟路面状态，无人车在所述模拟的路面上行驶；

获取无人车的无人车驾驶参数；

根据所述无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能。

根据第四方面，一种实施例中提供了一种无人车在环快速仿真测试方法，包括：

接收虚拟仿真测试子系统发送的虚拟测试场景的场景信息；

根据所述场景信息及测试台架上的路面状态参数对无人车进行驾驶控制，所述驾驶控制包括改变无人车行驶速度、改变无人车行驶方向、刹车、启动中的一项或者多项，所述无人车行驶在所述测试台架控制子系统的测试台架上。

与现有技术相比，本发明实施例至少具备以下优点：

根据本发明实施例提供的无人车在环快速仿真测试系统，由于采用了虚拟现实技术和硬件在环相结合的仿真测试方法，因此，能够在室内实现可控制、可重复且有效的无人车在环快速仿真测试，从而评估无人车感知、决策、执行的灵敏度和智能度；而且由于其能够尽可能的穷举所有极端或者特殊的道路状况，因此，能充分保障无人驾驶车辆上路前的安全性、可靠性、舒适性及燃油经济性。不仅如此，上述仿真测试系统还能够大大减低测试场地的面积，缩短测试时间，降低检测场景偶然性，降低检测人员的工作强度。

附图说明

图1是本发明无人车在环快速仿真测试系统在一种实施方式中的结构框图；

图2是本发明无人车在环快速仿真测试系统在一种实施方式中的整体架构图；

图3是本发明无人车在环快速仿真测试系统中测试台架控制子系统在一种实施方式中的结构框图；

图4是本发明无人车在环快速仿真测试方法在一种实施方式中的流程图；

图5是本发明无人车在环快速仿真测试方法在第二种实施方式中的流程图；

图6是本发明无人车在环快速仿真测试方法在第三种实施方式中的流程图；

图7是本发明中测试车辆驶上测试台架后的场景示意图；

图8是本发明中测试台架的基本结构示意图；

图9是本发明中车辆技术功能测试的测试界面示意图；

图10是本发明中无人车在环快速仿真测试系统的系统首页示意图；

图11是本发明中车辆注册界面示意图；

图12是本发明中车轮转向标定的处理界面示意图；

图13是本发明中车轮阻力模型标定的处理界面示意图；

图14是本发明中测试台架的基本结构框图；

图15是本发明中隧道模拟测试界面示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一

参照图1，示出了本发明一种无人车在环快速仿真测试系统的结构框图，如图1所示，所述系统包括：虚拟仿真测试子系统11、测试台架控制子系统12和无人车控制子系统13；其中，

所述虚拟仿真测试子系统11，用于生成虚拟测试场景，并向测试台架控制子系统12发送与当前虚拟测试场景对应的路面状态控制指令；

所述测试台架控制子系统12，用于根据所述虚拟仿真测试子系统11发送的路面状态控制指令模拟路面状态；还用于获取所述无人车的无人车驾驶参数，并根据所述无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能；

所述无人车控制子系统13，用于根据虚拟测试场景对无人车进行驾驶控制，所述驾驶控制包括改变无人车行驶速度、改变无人车行驶方向、刹车、启动中的一项或者多项，所述无人车行驶在所述测试台架控制子系统12的测试台架上。

在本发明的一种可选实施方式中，所述虚拟仿真测试子系统11还用于生成虚拟无人车辆；其中，

所述虚拟无人车辆用于根据所述测试台架控制子系统发送的无人车驾驶参数在所述虚拟测试场景中行驶；还用于在行驶中获取虚拟场景中的场景信息，所述场景信息包括但不限于以下信息中的一种或者多种：

天气信息、道路物理环境、交通事件、交通指示牌、交通指示灯。

图2为本申请无人车在环快速仿真测试系统的整体架构图，参照图2，可以看出，虚拟仿真测试子系统11是一种基于无人车的虚拟现实混合测试系统。采用虚拟现实技术生成虚拟测试场景、虚拟无人车辆和虚拟普通车辆，将道路环境和交通事件输入到场景中，通过输出设备将虚拟交通场景显示出来，利用以太网使得虚拟场景与测试台架、场景中的虚拟车辆与待测试的真实车辆能够进行信息双向实时交互。通过判断无人车在不同道路环境条件下的动作执行正确率，来评估无人车的控制灵敏性、智能度、舒适性和燃油经济性等指标。

参照图2，虚拟仿真测试子系统11主要由三个模块组成：虚拟场景控制模块、车辆驾驶模拟模块和信息传输控制模块。

(1)虚拟场景控制模块，为无人车模拟驾驶和普通车模拟驾驶提供了相同的虚拟驾驶场景，即虚拟的无人车和普通车在同一虚拟场景下行驶。其中，该模块可设置相关的天气信息(如：雨、雪、晴天等)，模拟不同的道路物理环境(如：几何线形、倾斜坡度等)、多种交通场景及事件(如红绿灯、交叉口、行人、障碍车等)。该模块根据虚拟车辆当前的位置坐标，将车辆周围的路况参数通过信息传输控制模块传至测试台架控制系统。

(2)车辆驾驶模拟模块，分为无人车驾驶模拟和普通车驾驶模拟两部分，即在场景中设有虚拟的无人车和普通车。该模块的主要功能是针对无人车在台架上通过虚拟场景进行驾驶模拟测试，无人车的执行动作映射到场景中的虚拟无人车。其中，车辆驾驶模拟模块配备了普通车驾驶模拟器，驾驶员在驾驶模拟器上执行的操作(如加速、换道、转弯等)会映射到场景中的虚拟普通车，其作用是对场景中正常驾驶的虚拟无人车进行干扰。

(3)信息传输控制模块，是无人车在环快速仿真测试系统中信息传输控制的应用服务器。完成与无人车控制子系统13及测试台架控制子系统12之间的信息交互。

在本发明的一种可选实施方式中，所述虚拟无人车辆还用于将获取到的虚拟场景中的场景信息发送给无人车控制子系统13；

所述无人车控制子系统13，还用于根据所述虚拟无人车辆发送的场景信息和自身感知到的路面状态信息执行对无人车的驾驶控制，所述无人车的驾驶控制实时映射到所述虚拟无人车上，其中，所述路面状态是指测试台架控制子系统在测试台架上模拟得到的路面状态。

实际实现时，无人车在测试台架控制子系统12的测试台架上运行，所述测试台架用于模拟各种路面状态，比如，坡度、侧倾角、路面湿滑度、行驶阻力等等。无人车控制系统13通过32线旋转激光雷达、单线激光雷达、毫米波雷达、工业相机作为主要感知设备，利用北斗/GPS双模式的全局定位，结合高精度驾驶地图进行实时路径规划，采用最先进的电控液压相结合的方式对车辆的执行机构部分进行控制。虚拟无人车辆将获取到的场景信息发送至所述无人车控制子系统13中相应的感知设备，而进行路面状态获取的感知设备则实时获取测试台架上的路面状态参数，这样，无人车控制子系统13在获取了场景信息及路面状态参数之后，将这些数据传送至自身的决策部分，由决策部分对这些数据进行分析后作出驾驶判断和决策。

无人车的元功能为其基本单元功能，针对无人车元功能的测试的关键技术主要包含无人车定位测试技术、无人车环境感知性能测试技术和无人车执行性能测试技术。其中，

(1)无人车定位测试技术，即通过多种传感器进行深度融合，得到面向无人车的高精度驾驶地图。针对高精度驾驶地图的测试，本发明提出了设备测试与整体性能测试相结合的方法。

设备测试是单独地对车载定位设备进行性能测试。通过增加外部辅助定位信号的方式引导车载设备工作，对其输出数据进行真值比对，进而验证定位设备是否正常工作。

在设备测试基础上，对车辆定位性能进行测试。利用车载计算机的数字接口，为无人车输入高精度地图信息和依据地图场景所构建的定位信号信息，提供车辆行驶过程中定位所需的仿真环境，对车辆输出的定位数据进行真值比对，进而验证无人车整体的定位性能是否可靠。

(2)无人车环境感知性能测试技术，在高精度驾驶地图定位的基础上，采用基于单目视觉、立体环境、激光点云数据、毫米波雷达等各类单传感器处理技术的环境感知，以及多源传感器融合技术的环境感知。本系统可以通过虚拟测试场景，结合高精度驾驶地图定位虚拟交通环境作为环境感知的输入参数，测试无人车环境感知模块的准确性、可靠性、实时性及稳定性。

(3)无人车执行性能测试技术，测试台架与无人车进行对接，台架将无人车各模块的数据作为输入参数，得到无人车的执行动作，如横向、纵向、加减速、制动等，并且对输出参数进行分析，最终得出执行性能的实时性和稳定性评估。

在本发明的一种可选实施方式中，所述虚拟仿真测试子系统11还用于生成一个或多个虚拟普通车辆，并控制所述虚拟普通车辆根据预设的行驶路径在所述虚拟测试场景中行驶。

为了更好的对无人车的驾驶准确度和稳定性进行测试，本发明中，所述虚拟仿真测试子系统11还用于生成一个或者多个虚拟普通车辆，这些虚拟普通车辆在虚拟测试场景中按照预设的行驶路径进行行驶，以对由无人车控制子系统13进行控制的虚拟无人车进行干扰，在干扰过程中测试虚拟无人车的反应，并对这些反应的正确性进行评估。

测试台架控制子系统11是一个计算机测控系统，为多功能一体化智能快速汽车实验检测试验台，可对传统汽车、ADAS辅助驾驶技术汽车以及无人车进行快速检测。在普通汽车综合性能检测的基础上，结合虚拟测试场景，增加了无人汽车的元功能检测功能与决策性能检测功能。通过三自由度的双轴四滚筒测试台架实现不同应用场景下对无人驾驶汽车的定位、环境预测及纵/横向控制等性能进行单项测试和联合测试。

具体的，参照图3，所述测试台架控制子系统12包括：处理装置1201、控制装置1202和测试台架1203；其中，

所述处理装置1201，用于根据从所述控制装置接收到的无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能；该处理装置1201作为测试台架控制子系统12的决策层，负责监控控制装置1202中的各模块，向各模块发布控制指令，并接收处理各模块传来的监测数据，对监测数据进行分析、评估，并生成波形；

所述控制装置1202，用于接收虚拟仿真测试子系统11发送的路面状态控制指令，并根据接收到的路面状态控制指令对测试台架进行控制，从而模拟路面状态；还用于获取所述无人车的无人车驾驶参数，将获取的无人车驾驶参数发送给所述处理装置；该控制装置1202作为系统的执行层，主要由测试台架控制PLC和转向随动PLC两部分组成。PLC各模块执行处理装置1201的指令，控制测试台架1203执行相关操作并做出相应的姿态，并向处理装置1202传送检测数据；

所述测试台架1203，用于根据路面状态控制指令的指示模拟相应路面状态，所述路面状态包括以下至少其中之一：

坡度、侧倾角、路面附着系数、路面湿滑度、车辆行驶时的平动惯量、路面行驶阻力。

具体的，所述测试台架包括：滚筒组电机驱动机构、坡度模拟机构、侧倾角模拟机构、轴距调整机构、转向随动机构、举升缸机构、保护辊机构、排烟系统中的一个或者多个。

在具体实施过程中，上述处理装置1201、控制装置1202和测试台架1203均可以由测试台架控制子系统内的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、微处理器(MPU，Micro Processing Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)或可编程逻辑阵列(FPGA，Field－Programmable Gate Array)来实现。

测试台架控制子系统13的主要功能如下：

(1)路面附着系数的动态模拟，模拟路面湿滑度；

(2)电惯量模拟，模拟车辆行驶时的平动惯量与路面行驶阻力；

(3)轴距动态调节与精确控制，用于对不同的轴距车辆进行检测；

(4)车辆技术功能性测试，用于测试车辆各项技术，具体涉及如下方面：

1)速度及相关测试：

速度表测试、里程表测试、加速试验、滑行测试；

2)安全系统测试：

ABS防抱死系统测试、刹车辅助系统测试、制动力分配系统测试、主动刹车系统测试、驱动防滑转系统测试、车身稳定控制系统测试、夜视系统测试；

3)自动驾驶辅助技术测试：

定速巡航测试、自适应巡航测试、智能车速控制测试、自动泊车入位测试、并线辅助系统测试、车道偏离预警系统测试、车道保持辅助系统测试、智能转向测试；

4)智能灯光测试：

自动头灯测试、自适应远近光测试、转向辅助灯测试、自适应前大灯测试；

5)可变悬架测试：

手动可调悬架高低调节测试、手动可调悬架软硬调节测试、自动调整悬架测试。

(5)无人驾驶车辆封闭场地模拟测试，为行驶中的无人车提供多种模拟的道路工况、交通环境和交通事件，共包含30个单项测试项目及综合路况测试：

1)车道线识别测试：

自动转向测试、车道保持测试、弯道行驶测试；

2)自动加速与制动测试；

3)特殊道路测试：

坡道停车和起步测试、隧道模拟测试；

4)道路进出口测试：

道路入口测试、道路出口测试；

5)标志牌、地面标线、路标识别与响应测试：

人行横道减速测试、减速带限速测试、道路限速测试、施工区测试、停车让行测试、减速让行测试、锥形交通路标测试；

6)障碍物识别与响应测试：

前方车辆静止测试、前方车辆紧急制动测试、前方车辆减速测试、主动换道测试、道路车辆切入前方车道测试、前车切除当前车道测试、前方行人横穿测试、非机动车同向行驶测试；

7)信号灯识别与响应测试：

平面十字型交叉口信号灯识别与响应测试、人行横道信号灯识别与响应测试；

8)路口通行测试：

路口直行测试、路口左转测试、路口右转测试、路口调头测试、进出环岛测试；

9)综合路况测试：

综合道路工况，即检验各工况的测试指标；

其中，(1)(2)(3)侧重于为测试车辆模拟多种道路工况；(4)(5)侧重于车辆技术性能，无人车感知、决策、执行性能测试。在无人车在环快速仿真测试中，(4)(5)为主要测试内容，(1)(2)(3)为(4)(5)提供无人车在各种路况下行驶的道路条件。

综上，本发明实施例一提供的无人车在环快速仿真测试系统，采用虚拟现实技术和硬件在环相结合的仿真测试方法，能够在室内实现可控制、可重复且有效的无人车在环快速仿真测试，从而评估无人车感知、决策、执行的灵敏度和智能度；且由于其能够尽可能的穷举所有极端或者特殊的道路状况，因此，能充分保障无人驾驶车辆上路前的安全性、可靠性、舒适性及燃油经济性。不仅如此，上述仿真测试系统还能够大大减低测试场地的面积，缩短测试时间，降低检测场景偶然性，降低检测人员的工作强度。

实施例二

参照图4，示出了本发明一种无人车在环快速仿真测试方法的步骤流程图，该方法应用于虚拟仿真测试子系统，具体可以包括：

步骤401、生成虚拟测试场景；

步骤402、向测试台架控制子系统发送与当前虚拟测试场景对应的路面状态控制指令。

在本发明的一种可选实施方式中，所述方法还包括：

生成虚拟无人车辆，并控制所述虚拟无人车辆用于根据测试台架控制子系统发送的无人车驾驶参数在所述虚拟测试场景中行驶，以及，在行驶中获取虚拟场景中的场景信息；其中，

所述场景信息包括但不限于以下信息中的一种或者多种：

天气信息、道路物理环境、交通事件、交通指示牌、交通指示灯。

在本发明的一种可选实施方式中，所述方法还包括：

将获取到的虚拟场景中的场景信息发送给无人车控制子系统。

在本发明的一种可选实施方式中，所述方法还包括：

生成一个或多个虚拟普通车辆，并控制所述虚拟普通车辆根据预设的行驶路径在所述虚拟测试场景中行驶。

实施例三

参照图5，示出了本发明一种无人车在环快速仿真测试方法的步骤流程图，该方法应用于测试台架控制子系统，具体可以包括：

步骤501、根据虚拟仿真测试子系统发送的路面状态控制指令模拟路面状态，无人车在所述模拟的路面上行驶；

具体的，无人车在测试台架控制子系统的测试台架上行驶，该测试台架控制子系统控制测试台架来模拟各种路面状态，比如，坡度、侧倾角、路面湿滑度、行驶阻力等等。

步骤502、获取无人车的无人车驾驶参数；

具体的，测试台架上的传感器获取无人车的无人车驾驶参数，这些参数可以包括行驶速度、加速度、转向角等等。

步骤503、根据所述无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能。

主要评估无人车在各种路况和交通事件中的反应的灵敏度及决策的正确性和智能度。

实施例四

参照图6，示出了本发明一种无人车在环快速仿真测试方法的步骤流程图，该方法应用于无人车控制子系统，具体可以包括：

步骤601、接收虚拟仿真测试子系统发送的虚拟测试场景的场景信息；

步骤602、根据所述场景信息及从测试台架上获取的路面状态参数对无人车进行驾驶控制，所述驾驶控制包括改变无人车行驶速度、改变无人车行驶方向、刹车、启动中的一项或者多项，所述无人车行驶在所述测试台架上。

所述路面状态参数包括以下至少其中之一：

坡度、侧倾角、路面附着系数、路面湿滑度、车辆行驶时的平动惯量、路面行驶阻力。

下面通过具体应用示例对本发明进行详细的描述。

本发明所提供的一种无人车在环快速仿真测试系统，包括测试台架控制子系统、虚拟仿真测试子系统和无人车控制子系统。

一种示例性的测试台架的技术参数表如表1所示：

表1

示例一

车辆技术功能性测试中的里程表测试：

该测试具体包括以下步骤：

步骤101、注册标定。

首次在测试台架上进行测试的车辆(无人驾驶车辆)需要进行车辆注册，注册内容即为登记车辆相关技术参数，包括：车牌类型及号码、整车尺寸及质量、动力系统和悬挂/转向系统信息等，登记完毕后，测试车辆驶上测试台架，无人驾驶车辆测试系统对测试车辆进行车轮转向标定和车型阻力模型标定；测试车辆驶上测试台架后的场景示意图如图7所示，测试台架的结构示意图如图8所示。

步骤102，设置检测项目为里程表测试，确定检测流程；

步骤103，执行测试各项目，实时上传测试数据。

测试车辆在测试台架上进行里程表测试，检测车辆里程表的精确度。测试台架上配置的传感器采集测试车辆行驶状态下的相关参数，比如，车速、加载力、前左轮速、前右轮速、后左轮速、后右轮速、路面附着系数(模拟路面湿滑度)、车辆行驶的平动惯量、路面行驶阻力、轴距等等，并通过控制模块周期性地向处理模块上传测试车辆的测试数据。车辆技术功能测试的测试界面如图9所示。

步骤104，分析测试结果并打印。

无人驾驶车辆测试系统接收到测试台架传来的相关参数，计算并汇总测试指标，得出相应的速度-时间关系曲线和距离-时间关系曲线，得出车辆在里程表测试中的测试结果。

示例二

封闭场地模拟测试中的隧道模拟测试：

该测试具体包括以下步骤：

步骤201，测试准备。

测试台架控制子系统、虚拟仿真测试子系统和无人车控制子系统协同工作，每个子系统为无人车场地模拟单项测试做好相关的准备工作。

步骤202，进行测试。

测试台架控制子系统、虚拟仿真测试子系统和无人车控制子系统协同工作：台架控制子系统为测试车辆仿真测试模拟道路工况，并采集测试车辆相关驾驶参数；虚拟仿真测试子系统为测试车辆提供虚拟交通场景，对测试车辆的感知、决策、执行能力进行测试；

步骤203，测试结束。

无人车场地模拟单项测试完成，测试台架各机构复位；虚拟仿真测试子系统初始化，无人驾驶车辆驶出测试台架。

表3为无人驾驶车辆封闭场地模拟测试功能表。

表3

参考表3，无人驾驶车辆封闭场地模拟测试中的隧道模拟测试，主要测试内容包括：

1)车辆进出隧道，光线突变时，能否正常行驶；

2)车辆轧车道线的次数和距离；

下面对步骤201中的“测试准备”做以下详细说明：

S1：首次在台架上测试的车辆要先进行车辆注册，登记车辆相关技术参数(车牌类型及号码、整车尺寸及质量、动力系统和悬挂/转向系统信息等)，确定测试项目为隧道模拟测试，测试车辆驶上测试台架；图10为系统首页示意图，图11为车辆注册界面示意图。

S2：无人驾驶车辆测试系统检测到测试车辆到位后，对待测车辆进行车轮转向标定和车型阻力模型标定，控制台架松开刹车装置、升起保护辊，并进行四电机驱动滚筒测试，之后，虚拟仿真测试子系统初始化，虚拟直道起步场景，即虚拟直道和标志线；

关于车轮转向标定，通俗点可以理解为对方向盘转向进行标定，也就是车轮定位；而车型阻力是对车辆行驶阻力特性进行标定；标定是指确定一个参照标准，从而依据该标准进行调整；其中，车轮转向标定的处理界面示意图如图12所示，车轮阻力模型标定的处理界面示意图如图13所示。

测试台架上设置有滚筒，测试车辆在测试台架上行驶，滚筒可为测试车辆提供摩擦力，以使车轮转动，这里的四电机驱动滚筒测试即是测试车辆是否能够正常运转。

测试台架的基本结构框图如图14所示，参照图14，前后滚筒与电机之间两两通过同步带连接，前后两组滚筒的同步带轮齿数相同，且滚筒直径相同。当车辆前轮在滚筒中间时，前后滚筒可提供相同线速度，模拟道路行驶。

S3：测试车辆通过以太网接收虚拟场景中虚拟无人车传来的场景信息并进行驾驶决策；

此步骤为测试准备步骤，台架并没有倾角，因此，只是根据虚拟无人车传来的场景信息进行决策。

车辆启动并加速至测试速度后，无人驾驶车辆测试系统通过台架前左滚筒电机和前右滚筒电机进行惯量、阻力模拟，后左滚筒电机和后右滚筒电机驱动滚筒跟随前轮速度，判定车辆加速度。

S4：无人驾驶车辆测试系统向虚拟仿真测试系统上传车辆轮速、转向角等参数；输出设备显示虚拟测试场景及虚拟测试场景中虚拟无人车的运动轨迹，同时控制虚拟测试场景中的道路标志线随着车辆的运动轨迹调整；

S5：测试车辆加速至测试速度后稳速行驶，无人驾驶车辆测试系统通过台架前左滚筒电机和前右滚筒电机进行阻力模拟，后左滚筒电机和后右滚筒电机驱动滚筒跟随前轮速度，将轮速稳定在测试速度；同时虚拟测试场景中的虚拟无人车的轮速也稳定在测试速度；

S6：开始进行无人车封闭场地测试中的隧道模拟测试。

下面对步骤202中隧道模拟测试做以下详细说明：

S1：虚拟仿真测试子系统将虚拟车辆传送至隧道模拟测试的交通场景中，模拟隧道路况，同时降低光线亮度，模拟隧道场景；虚拟无人车利用高精度定位地图确定其在虚拟场景中的坐标，虚拟场景控制模块将该坐标处的隧道路况参数通过信息传输控制模块传至测试台架控制子系统，通过控制测试台架的俯仰、翻滚电机动作来模拟隧道路况的坡度和侧倾度；同时，虚拟无人车利用多种虚拟传感器对隧道场景中的障碍物进行环境感知(如光线亮度、车道线等)，将传感器采集处理的信息上传至对应的无人车传感器中，无人车控制子系统根据这些传感器信息进行融合、决策并执行驾驶动作，比如，打开车灯，驶入隧道等等；

以上所述的高精度定位地图是在无人车定位测试技术中，通过多种传感器进行深度融合得到的。

S2：测试台架控制子系统向虚拟仿真测试子系统上传车辆轮速、转向角等参数；同时虚拟仿真测试子系统根据车辆的定位坐标及时调整虚拟测试场景中隧道内的行车环境(如光线亮度、道路标识等)，输出设备实时地显示车辆在驶入隧道时及在隧道中行驶时的测试过程，主要观察虚拟场景中车辆行驶状态、行驶轨迹和隧道行车环境的变化；示例性的隧道模拟测试界面如图15所示。

S3：虚拟测试场景中车辆即将驶出隧道，虚拟场景控制子系统调整车辆行驶环境为直行车道，并标注直行车道线，逐渐恢复光线亮度；虚拟无人车感知环境改变，做出驶出隧道的决策并执行车辆动作，即关闭车灯，驶出隧道；输出设备实时地显示车辆驶出隧道的过程，主要观察虚拟场景中车辆行驶状态、行驶轨迹和行车环境的变化；

S4：测试台架控制子系统向虚拟仿真测试系统上传车辆轮速、转向角参数；并按S4所述，测试台架控制系统通过控制台架滚筒电机动作判定车辆的加速度和转向角；

S5：隧道模拟测试完成，无人驾驶车辆测试系统计算测试指标；测试结束，进入步骤203；

下面对步骤203中的“测试结束”做以下详细说明：

S1：虚拟仿真测试子系统初始化，虚拟直道和直行标志线，障碍物模拟复位；测试台架控制子系统通过控制台架俯仰、翻滚电机动作模拟道路坡度、侧倾度复位；

S2：测试台架控制子系统计算并汇总测试指标，判断隧道测试模拟结果；车辆降速至0，测试台架控制子系统通过四个滚筒电机进行惯量、阻力模拟确定车辆加速度；通过滚筒电机停止惯量、阻力模拟判断车辆速度是否为0；

S3：测试台架控制子系统中的无人驾驶车辆测试系统发送结束测试信号，控制模块接收测试结束信号后，控制测试台架抱死刹车装置，降下保护辊，之后，向无人驾驶车辆测试系统发送结束响应信号，无人驾驶车辆测试系统下达车辆驶出命令，测试车辆驶出测试台架，测试台架各机构复位，测试结束。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种无人车在环快速仿真测试系统，其特征在于，所述系统包括：虚拟仿真测试子系统、测试台架控制子系统和无人车控制子系统；其中，

所述虚拟仿真测试子系统，用于生成虚拟测试场景，并向测试台架控制子系统发送与当前虚拟测试场景对应的路面状态控制指令，还用于生成虚拟无人车辆；

所述测试台架控制子系统，用于根据所述虚拟仿真测试子系统发送的路面状态控制指令模拟路面状态；

所述无人车控制子系统，用于根据虚拟测试场景对无人车进行驾驶控制，所述驾驶控制包括改变无人车行驶速度、改变无人车行驶方向、刹车、启动中的一项或者多项，所述无人车行驶在所述测试台架控制子系统的测试台架上；

所述测试台架控制子系统还用于获取所述无人车的无人车驾驶参数；

所述虚拟无人车辆用于根据所述测试台架控制子系统发送的无人车驾驶参数在所述虚拟测试场景中行驶；

所述虚拟无人车辆还用于在行驶中获取虚拟场景中的场景信息并发送给无人车控制子系统；

所述无人车控制子系统还用于根据所述虚拟无人车辆发送的场景信息和自身感知到的路面状态信息执行对无人车的驾驶控制，所述无人车的驾驶控制实时映射到所述虚拟无人车上；

所述测试台架控制子系统还用于根据所述无人车驾驶参数来评估所述无人车的驾驶性能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述场景信息包括但不限于以下信息中的一种或者多种：

天气信息、道路物理环境、交通事件、交通指示牌、交通指示灯。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述路面状态是指测试台架控制子系统在测试台架上模拟得到的路面状态。

4.根据权利要求1至3其中任一项所述的系统，其特征在于，所述虚拟仿真测试子系统还用于生成一个或多个虚拟普通车辆，并控制所述虚拟普通车辆根据预设的行驶路径在所述虚拟测试场景中行驶。

5.一种无人车在环快速仿真测试方法，其特征在于，所述方法包括：

生成虚拟测试场景；

向测试台架控制子系统发送与当前虚拟测试场景对应的路面状态控制指令；

生成虚拟无人车辆；

控制所述虚拟无人车辆根据测试台架控制子系统发送的无人车驾驶参数在所述虚拟测试场景中行驶；

控制所述虚拟无人车辆在行驶中获取虚拟场景中的场景信息并发送给无人车控制子系统。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述场景信息包括但不限于以下信息中的一种或者多种：

天气信息、道路物理环境、交通事件、交通指示牌、交通指示灯。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

生成一个或多个虚拟普通车辆，并控制所述虚拟普通车辆根据预设的行驶路径在所述虚拟测试场景中行驶。

8.一种无人车在环快速仿真测试方法，其特征在于，所述方法包括：

接收虚拟仿真测试子系统发送的虚拟测试场景的场景信息；

根据所述场景信息及测试台架上的路面状态参数对无人车进行驾驶控制，所述驾驶控制包括改变无人车行驶速度、改变无人车行驶方向、刹车、启动中的一项或者多项，所述无人车行驶在所述测试台架控制子系统的测试台架上；

根据虚拟无人车辆发送的场景信息和自身感知到的路面状态信息执行对无人车的驾驶控制，使得所述无人车的驾驶控制实时映射到虚拟无人车上。

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