CN110116727A - 一种车道中心保持系统的实车测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，包括如下步骤：获取车辆的参考轨迹；开启车道中心保持系统，获取车辆的实际轨迹；将实际轨迹与参考轨迹进行比对，若重合度大于等于第一阈值，则车道中心保持系统验证合格，否则车道中心保持系统验证不合格；输出验证结果。与现有技术相比，本发明公开的测试方法放宽了对测试路段的要求，使验算过程易于操作，利于降低测试成本。而且在验证过程中，测试路径相对易于重现，验算的准确性较高，利于控制算法的优化开发。

Description

一种车道中心保持系统的实车测试方法

技术领域

本发明涉及车载系统的测试方法，特别涉及一种车道中心保持系统的实车测试方法。

背景技术

车道中心保持系统（LCC）是一种由控制算法根据车道线信息和自身运动信息使车辆保持在车道中心行驶的驾驶辅助系统。在开发过程中，通常需反复优化控制算法才能达到满意的车辆控制效果。每次修改算法后，为验证算法效果和参数标定，都需要对算法进行多种场景的实车测试，通过对比相同路段跟踪道路中心线的效果评价算法的优劣。

目前，关于算法的验证一般是在专用测试场地或者开放道路中寻找车道线明显且路况良好的路段进行，具体验证过程对测试条件要求比较严格。例如：必须通过摄像头获取车道线信息，这就要求选择的测试路段的车道线必须清晰可见。因此，为了提高算法验证的准确性，每次测试前都需要租用专用测试场地或者花费大量时间寻找满足条件的测试路段，测试时间和成本相对较高。而且，即使找到了符合要求的测试路段，也无法保证测试路段的交通条件在每次验证算法的过程中都能完全重现，如果交通条件无法完全重现，那么关于同一算法的前后几次验证数据的对比也存在诸多困难，不利于提高算法验证结果的准确性。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种车道中心保持系统的实车测试方法，包括如下步骤：

获取车辆的参考轨迹；

开启车道中心保持系统，获取车辆的实际轨迹；

将实际轨迹与参考轨迹进行比对，若重合度大于等于第一阈值，则车道中心保持系统验证合格，否则车道中心保持系统验证不合格；

输出验证结果。

进一步的，所述车辆的参考轨迹获取包括如下步骤：

车辆由测试起点沿车道中心线驶过测试路段；

获取车辆的位置坐标，形成参考轨迹。

进一步的，车辆由测试起点沿车道中心线驶过测试路段过程中，还包括：

获取第一道路视频信息以及第一车辆控制参数。

进一步的，所述开启车道中心保持系统，获取车辆的实际轨迹步骤包括：

开启车道中心保持系统，并将参考轨迹导入车道中心保持系统；

由车道中心保持系统驱动车辆跟踪参考轨迹，获取实际轨迹。

进一步的，所述实际轨迹的获取包括如下步骤：

将车辆设置在测试起点，并锁定与测试起点相近的下一轨迹坐标作为参考点；

验证车辆是否通过参考点；

若车辆未通过参考点，则车道中心保持系统驱动车辆跟踪该参考点；否则锁定下一参考点，所述参考点位于参考轨迹上，并继续执行验证车辆是否通过参考点的步骤。

进一步的，所述车辆是否通过参考点的验证包括如下步骤：

获取参考点与上一参考点之间的第一直线；

获取车辆位置与上一参考点之间的第二直线；

获取第二直线在参考轨迹方向的投影；

将投影与第一直线比对，若投影长度大于等于第一直线的长度，则车辆已通过参考点，否则车辆未通过参考点。

进一步的，在车道中心保持系统驱动车辆跟踪参考轨迹过程中，还包括：

获取第二道路视频信息以及第二车辆控制参数。

进一步的，所述输出验证结果之前，还包括：

将形成参考轨迹过程获取的第一道路视频信息与车辆跟踪参考轨迹过程获取的第二道路视频信息进行比对，若两者重合度大于等于第二阈值，则关于车道中心保持系统的验证结果准确，否则验证结果不准确。

进一步的，所述输出验证结果之前，还包括：

对车辆跟踪参考轨迹过程获取到的第二车辆控制参数进行分析，判断是否有人为操作介入，若无人为操作介入，则保存验证数据，否则丢弃验证数据。

进一步的， 人为操作介入的判断包括如下步骤：

检测第二车辆控制参数是否异常，若无异常，则判断无人为操作介入；

若出现异常，继续检测是否有人工指令输入，若无人工指令输入，则判断无人为操作介入；

若有人工指令输入，则判断存在人为操作介入。

本发明所起到的有益技术效果如下：

与现有技术相比较，本发明公开了一种车道中心保持系统的实车测试方法，该测试方法首先由测试员驾驶车辆从测试起点沿车道中心线驶过测试路段形成参考轨迹，然后由车道中心保持系统启动车辆跟踪参考轨迹，从而形成实际轨迹，通过比对实际轨迹与参考轨迹的重合度即可完成对车道中心保持系统的验证。整个验证过程放宽了对测试路段的要求，使验算过程易于操作，利于降低测试成本。而且在验证过程中，测试路径相对易于重现，验算的准确性较高，利于控制算法的开发。

附图说明

图1为实施例1中车道中心保持系统的实车测试方法的实现流程图。

图2为实施例1中车辆的实际轨迹的获取流程图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种车道中心保持系统的实车测试方法，该方法包括：

101、获取车辆的参考轨迹。

具体的，首先关闭车道中心保持系统，由测试员将车辆行驶至选定的测试路段，由测试员亲自驾驶车辆从测试起点开始，沿车道中心线行驶，通过该测试路段。在测试员驾驶车辆通过测试路段的过程中，利用定位系统实时获取车辆的位置坐标，得到车辆驶过该测试路段的位置坐标集，即形成所述的参考轨迹。参考轨迹作为后续实际轨迹的对比标准，其与测试路段的车道中心线吻合度越高，后续关于车道中心系统的验证结果越准确。

作为优选的，在测试员驾驶车辆通过测试路段的过程中，利用GPS定位系统和RTK定位系统实现对车辆位置的定位。GPS定位系统和RTK定位系统相互配合形成差分定位，提高了定位精度，误差可控制在厘米级。

102、开启车道中心保持系统，获取车辆的实际轨迹。

具体的，首先将车辆行驶在参考轨迹的起点位置，开启车道中心保持系统。并将步骤101中获取的参考轨迹导入至车道中心保持系统，为车道中心保持系统提供车辆的拟行驶轨迹。一旦导入参考轨迹，车道中心保持系统便会驱动车辆跟踪参考轨迹，进而获取车辆在测试过程中的实际轨迹。

作为优选的，实际轨迹的获取包括如下子步骤：

S1、将车辆设置在测试起点，并锁定与测试起点相近的下一轨迹坐标作为参考点。车道中心保持系统在测试起点被开启，也就是说测试起点是车道中心保持系统对车辆控制的开始。

S2、验证车辆是否通过参考点。

由于车道中心保持系统驱动车辆不断向前行驶，即只能对车辆前方尚未通过的位置坐标进行跟踪，若参考点位于车辆后方或者与车辆处于同一经纬度，则车道中心保持系统是无法驱动车辆对该参考点进行跟踪的，只能选择放弃该参考点，继续寻找下一参考点进行跟踪。

S3、如图2所示，若车辆未通过参考点，则车道中心保持系统驱动车辆跟踪该参考点。在车辆跟踪参考点的过程中，车道中心保持系统仍在持续检测车辆与参考点之间的位置关系，进行过点判断，直至车辆通过参考点。若车辆已通过参考点，则车道中心控制系统自动锁定下一参考点，并继续执行验证车辆是否通过参考点的步骤。自动锁定的下一参考点是指与通过的参考点相近的下一轨迹坐标。

车道中心保持系统通常是利用车辆坐标及航向偏差，计算出当前的目标转向角或目标力矩，进而改变设置在车辆底部的电动转向系统EPS的参数，实现对车辆方向的控制。与此同时，车道中心保持系统向车辆控制系统发送前进指令，促使发动机进入工作模式，驱动车辆前行，进而完成目标轨迹的跟踪。车道中心保持系统对车辆方向的控制以及驱动车辆向前行驶均可参考现有技术中的无人驾驶技术。

值得注意的，在上述实际轨迹的获取过程中，车道中心保持系统选定的参考点均位于参考轨迹上，包括测试起点和测试终点。当车道中心保持系统检测到其锁定的参考点为测试终点时，则在完成对测试终点的跟踪后即结束整个验证过程。

作为本实施例的一个示例，车辆是否通过参考点的验证方法如下：

首先获取参考点与上一参考点之间的第一直线，计算第一直线的长度。参考点与上一参考点均分布在参考轨迹上，因此第一直线也分布在参考轨迹上。然后获取车辆位置与上一参考点之间的第二直线，继续获取第二直线在参考轨迹方向的投影，并计算投影线的长度。由于测试过程中获取的实际轨迹并不一定会与参考轨迹完全重合，因此第二直线并不一定分布在参考轨迹上，需要进一步计算其在参考轨迹方向的投影。如果实际轨迹与参考轨迹完全重合，那么第二直线与投影线的方向和长度均相同，否则第二直线应大于投影线，且两者方向不同。最后将投影与第一直线进行比对，若投影长度大于等于第一直线的长度，则表明车辆已通过参考点，参考点位于车辆的后方或者与车辆平行；否投影长度小于第一直线的长度，则表明参考点位于车辆的前方，车辆未通过参考点，可以实行下一步的跟踪。因为在车道中心保持系统开启之前，测试员就已将车辆移动至测试起点，当车道中心保持系统开启时，便会默认车辆已通过测试起点，此时车道中心保持系统会自动锁定与测试起点相近的下一轨迹坐标作为参考点。与测试起点相邻的参考点的过点判断是以测试起点作为上一参考点展开的。

103、将实际轨迹与参考轨迹进行比对，若重合度大于等于第一阈值，则车道中心保持系统验证合格，否则车道中心保持系统验证不合格。

第一阈值可以根据车道中心保持系统的实际精准度进行设置，一般来讲，车道中心保持系统的控制精度要求越高，第一阈值越高。如果将第一阈值设置为100%，则表示车道中心保持系统对车辆的实际控制准确无误，车辆的实际轨迹与参考轨迹可以实现完全重合。当然，在实际过程中，几乎无法达到100%的重合，本实施例中，第一阈值设置为99%，当实际轨迹与参考轨迹99%重合，即可认为该车道中心控制系统是合格的，否则将验证结果反馈给测试人员，由测试人员继续对车道中心保持系统内部的算法进行优化。

104、输出验证结果。

验证结果可以直接显示在车载显示屏，也可以传输至外部接入的具有显示功能的设备，如电脑、手机或iPad等，以便测试员快速读取。

本实施例公开的实车测试方法，降低了对测试路段的要求，使验算过程易于操作。同时无需花费大量人力物力寻找满足条件的测试场地，利于降低测试成本。最重要的是，在验证过程中，测试路径相对易于重现，验算的准确性得到了大大的提高，利于控制算法的下一步优化开发。

实施例2：

本实施例与实施例1类似，作为优选的，在车辆由测试起点沿车道中心线驶过测试路段的过程中，获取第一道路视频信息以及第一车辆控制参数。同样，在车道中心保持系统驱动车辆跟踪参考轨迹的过程中，获取第二道路视频信息以及第二车辆控制参数。第一道路视频信息和第二道路视频信息分别通过车辆前方的摄像头获取，第一道路视频信息和第二道路视频信息是用于记录车辆在测试道路行驶过程中测试路段两侧及路面的场景。第一车辆控制参数和第二车辆控制参数分别通过车载总线CAN获取。本实施例中，第一车辆控制参数和第二车辆控制参数包括LCC开关信号、车速、档位、刹车踏板行程、油门踏板行程、方向盘角度、方向盘转动速度、转向灯信号、转向控制信号等。第一道路视频信息、第二道路视频信息、第一车辆控制参数和第二车辆控制参数的获取存储，便于测试员后续有针对性的对比和分析，进而更好的优化控制算法。

作为优选的，在输出验证结果之前，可以将形成参考轨迹过程获取的第一道路视频信息与车辆跟踪参考轨迹过程获取的第二道路视频信息进行比对，若两者重合度大于等于第二阈值，则认为关于车道中心保持系统的验证结果是准确的，对测试员是具有参考意义的，否则认为验证结果不准确，验证数据的可靠性较低。也就是说，如果实际轨迹与参考轨迹具有较高的重合度，那么第二道路视频信息和第一道路视频信息拍摄到的路面及道路两侧的情景也是具有一定重合度的，以道路视频信息的相似性和重合性对验证结果的准确性进行判断。避免错误的验证结果误导测试员，导致算法优化的失败。值得注意的是，由于车辆在行驶过程中不可避免会出现小幅度的颠簸或者车载摄像头位置出现少许偏差，因此，第一道路视频信息和第二道路视频信息实际上很难达到完全重合的，本实施例中重合度是指视频信息中的建筑物或者路牌标识等固定物体的再次出现，并不要求拍摄角度、轮廓大小等信息完全保持一致。

作为优选的，在输出验证结果之前，还可以对测试过程是否有人为操作介入进行判断。对是否有人为操作介入的判断主要是通过分析第二车辆控制参数得出结论，若无人为操作介入，则保存验证数据，否则丢弃验证数据。人为操作介入会破坏车道中心保持系统对车辆的正常控制，相当于引入外部控制因素，此时得到的验证结论无法反映车道中心保持系统对车辆的驱动效果，对测试员不具有参考价值，因此做丢弃处理，避免对测试员造成不必要的误导。

作为本实施例的一个示例，人为操作介入的判断过程如下：

首先检测第二车辆控制参数是否异常，所述异常是指与车道中心保持系统驱动车辆过程各控制参数的变化规律出现明显不符，如速度的突然大幅增加、行驶方向出现大角度的转变、转向信号的出现次数明显增多等。若第二控制参数无异常，则判断无人为操作介入。若出现异常，则继续检测是否有人工指令输入，若无人工指令输入，则判断无人为操作介入。若有人工指令输入，则判断存在人为操作介入。本实施例所述人工指令是指踩动刹车踏板或油门踏板等明显人为操作，当然也可以通过采集方向盘的受力确定是否有人工方向指令被输入。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取车辆的参考轨迹；

开启车道中心保持系统，获取车辆的实际轨迹；

将实际轨迹与参考轨迹进行比对，若重合度大于等于第一阈值，则车道中心保持系统验证合格，否则车道中心保持系统验证不合格；

输出验证结果。

2.如权利要求1所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，所述车辆的参考轨迹获取包括如下步骤：

车辆由测试起点沿车道中心线驶过测试路段；

获取车辆的位置坐标，形成参考轨迹。

3.如权利要求2所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，车辆由测试起点沿车道中心线驶过测试路段过程中，还包括：

获取第一道路视频信息以及第一车辆控制参数。

4.如权利要求1-3任一项所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，所述开启车道中心保持系统，获取车辆的实际轨迹步骤包括：

开启车道中心保持系统，并将参考轨迹导入车道中心保持系统；

由车道中心保持系统驱动车辆跟踪参考轨迹，获取实际轨迹。

5.如权利要求4所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，所述实际轨迹的获取包括如下步骤：

将车辆设置在测试起点，并锁定与测试起点相近的下一轨迹坐标作为参考点；

验证车辆是否通过参考点；

若车辆未通过参考点，则车道中心保持系统驱动车辆跟踪该参考点；否则锁定下一参考点，所述参考点位于参考轨迹上，并继续执行验证车辆是否通过参考点的步骤。

6.如权利要求5所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，所述车辆是否通过参考点的验证包括如下步骤：

获取参考点与上一参考点之间的第一直线；

获取车辆位置与上一参考点之间的第二直线；

获取第二直线在参考轨迹方向的投影；

将投影与第一直线比对，若投影长度大于等于第一直线的长度，则车辆已通过参考点，否则车辆未通过参考点。

7.如权利要求4所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，在车道中心保持系统驱动车辆跟踪参考轨迹过程中，还包括：

获取第二道路视频信息以及第二车辆控制参数。

8.如权利要求7所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，所述输出验证结果之前，还包括：

将形成参考轨迹过程获取的第一道路视频信息与车辆跟踪参考轨迹过程获取的第二道路视频信息进行比对，若两者重合度大于等于第二阈值，则关于车道中心保持系统的验证结果准确，否则验证结果不准确。

9.如权利要求7所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于，所述输出验证结果之前，还包括：

对车辆跟踪参考轨迹过程获取到的第二车辆控制参数进行分析，判断是否有人为操作介入，若无人为操作介入，则保存验证数据，否则丢弃验证数据。

10.如权利要求9所述一种车道中心保持系统的实车测试方法，其特征在于， 人为操作介入的判断包括如下步骤：

检测第二车辆控制参数是否异常，若无异常，则判断无人为操作介入；

若出现异常，继续检测是否有人工指令输入，若无人工指令输入，则判断无人为操作介入；

若有人工指令输入，则判断存在人为操作介入。