CN110736630A - 一种用于汽车adas系统测试的软体目标车 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，包括：远程控制基站，其包括：PC主机以及第一通信装置，PC主机与第一通信装置连接；以及测试车，其包括：仿真车体、移动平台以及移动监控设备，仿真车体不会撞伤待测试汽车，仿真车体放置在移动平台上，移动平台用于带动仿真车体行走，移动平台上安装有移动监控设备，移动监控设备用于监控移动平台行走，移动平台底部安装有转向设备和驱动设备，移动平台用于供待检测汽车越上；移动监控设备包括：第二通信装置、控制装置、驱动装置、转向装置、制动装置、GPS/惯性导航系统以及供电装置。用于汽车ADAS系统测试的测试系统解决现有技术中不能既满足测试车能移动、又满足测试车不会碰伤待测试车辆的问题。

Description

一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车

技术领域

本发明涉及汽车测试用设备，具体涉及一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车。

背景技术

车辆的追尾碰撞时道路交通中发生最频繁的事故之一，主要的诱因是驾驶员注意力的分散或是对交通状况的误判。为了减少事故的发生，各国都对汽车的主动安全技术进行了研究，其中包括自动紧急制动系统(AEB)和前方预警碰撞系统(FCW)。AEB和FCW系统作为主动安全系统，每一次漏报都是事故发生的潜在威胁，而误报又会极大地降低用户的使用感受，因此必须要测试AEB和FCW系统的可靠性。近年来联合欧洲经济委员会(ECE)和欧洲的E-NCAP都提出了对车辆主动安全进行测试的项目，我国也于2018年7月1日实施的C-NCAP也系统的提出了AEB和FCW的测试方法和评价标准，比如CCRs、CCRm、CCRb测试场景，因此相应的测试装置也是必不可少的。

另外，自适应巡航系统(ACC)作为先进驾驶辅助系统(ADAS)的重要组成部分，因其具有提高车辆的纵向行驶的安全性，改善驾驶乘坐舒适性而得到相关研究机构的关注，并在逐渐普及到越来越多的车辆中，因此ACC系统的测试也变的必不可少，而该测试同样也需要相同的测试装置。

目前广泛使用的用于汽车道路测试评价的测试装置主要有两类，一类是将单独的不可移动的目标车放在道路中央测试，另一类是使用移动的目标车进行测试。前者由于不能移动，所以做一些简单的测试，不适用于复杂的测试场景。后者包括两种，第一种是目标车有自己的动力系统，在测试过程中，很可能由于测试车辆主动安全系统的失灵，而导致测试车辆将目标车的动力系统撞坏，无法继续进行测试，影响测试效率。而第二种是用直接用牵引车通过牵引杆带动目标车，当目标车被撞时，其冲击会直接传给牵引车，导致牵引车损坏。

发明内容

本发明要提供一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，解决现有技术中不能既满足测试车能移动、又满足测试车不会碰伤待测试车辆的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提出了一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，包括：远程控制基站，其包括：PC主机以及第一通信装置，PC主机与第一通信装置连接；以及测试车，其包括：仿真车体、移动平台以及移动监控设备，仿真车体不会撞伤待测试汽车，仿真车体放置在移动平台上，移动平台用于带动仿真车体行走，移动平台上安装有移动监控设备，移动监控设备用于监控移动平台行走，移动平台底部安装有转向设备和驱动设备，移动平台用于供待检测汽车越上；移动监控设备包括：第二通信装置、控制装置、驱动装置、转向装置、制动装置、GPS/惯性导航系统以及供电装置，第二通信装置与第一通信装置以及待测试汽车的第三通信装置通信连接，第二通信装置、驱动装置、转向装置、制动装置以及GPS/惯性导航系统均与控制装置连接，供电装置为第二通信装置、控制装置、驱动装置、转向装置、制动装置以及GPS/惯性导航系统供电，驱动装置和制动装置与驱动设备连接，转向装置与转向设备相连。

优选的是，驱动设备包括：空气弹簧、后悬架、摆臂、后轴、同步带轮以及驱动轮，移动平台底部安装有底板，底板上安装有空气弹簧，空气弹簧顶部安装有后悬架，后悬架连接至摆臂一端，摆臂中部铰接至后轴，后轴固定在移动平台上，摆臂另一端连接有同步带轮，同步带轮连接有驱动轮，在空气弹簧弹力下能保持移动平台由驱动轮支撑。

优选的是，转向设备包括：气缸、前悬架以及转向轮，气缸的活塞杆顶住移动平台顶部，气缸外壳与前悬架相对固定，前悬架和气缸外壳能相对移动平台在竖直方向上运动，前悬架上安装有转向轮，气缸能保持移动平台由转向轮支撑。

优选的是，气缸活塞杆上安装有塑料层，塑料层采用弹性橡胶材料制成，在移动平台上安装有金属片，金属片与塑料层接触。

优选的是，仿真车体采用若干泡沫板拼接而成。

优选的是，在前悬架和后悬架上均设置有制动系统，制动系统用于对所在处的转向轮或驱动轮制动。

优选的是，制动系统包括：液压装置、制动盘以及制动钳，制动盘与所在处的转向轮或驱动轮固定，在制动盘旁设置有制动钳，液压装置与制动钳连接，液压装置用于驱动制动钳向制动盘运动或者远离制动盘。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

通过设置仿真车体，仿真车体采用不会损伤待测试车辆的材质制成，实现了仿真车体与待测试车辆碰撞时待测试车辆不会被碰伤，移动平台安装了转向设备和驱动设备，实现了移动平台与仿真车体一起构成能够移动的测试车辆，移动平台比较低，实现了在碰撞过程中待测试车辆能够越上移动平台，避免移动平台与待测试车辆发生碰撞而导致待测试车辆损坏，从而避免了待测试车辆在测试过程中损坏而导致财产受到损失，减少了生产测试成本；移动监控设备全部安装在移动平台底部，避免了移动监控设备与待测试车辆碰撞而损伤，同时通过也避免了移动监控设备阻碍待测试车辆跳跃上移动平台。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为用于汽车ADAS系统测试的测试系统的框图；

图2为未碰撞时前悬架处的结构示意图；

图3为碰撞后前悬架处的结构示意图；

图4为后悬架处的结构示意图；

图5为测试车的结构示意图；

图6为气缸内的部分剖视图；

图7是测试场坐标系和远程控制基站PC端对移动平台的轨迹进行设定的示意图；

图8是在使用移动平台进行测试车辆ADAS系统测试的测试场景示意简图；

图9是控制移动平台运动的两种控制模式示意图；

图10为测试过程中待测试车辆碾上移动平台并且撞击仿真车体的示意图。

附图标记：远程控制基站1、PC主机2、第一通信装置3、移动平台4、驱动装置5、转向装置6、制动系统7、移动平台控制器8、第二通信装置9、GPS/惯性导航系统10、供电装置11、待测试车辆12、测试场地图14、测试场地图坐标系15、移动平台预设路径16、远程控制驾驶员17、远程控制方向盘18、测试场19、测试车20、转向轮21、驱动轮22前悬架23、气缸24、活塞杆25、盖板26、塑料层27、后悬架28、空气弹簧29、后轴/30、摆臂31、同步带轮32、底板33、开闭片34、安装环35、导向环36、安装架37、开闭弹簧38、外壳40、第一气腔41、密封腔42、通气腔43、导向杆44。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

如图1至图10所示，本发明提出了一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，包括：远程控制基站1，其包括：PC主机2以及第一通信装置3，PC主机2与第一通信装置3连接；以及测试车20，其包括：仿真车体、移动平台4以及移动监控设备，仿真车体不会撞伤待测试汽车，仿真车体放置在移动平台4上，移动平台4用于带动仿真车体行走，移动平台4上安装有移动监控设备，移动监控设备用于监控移动平台4行走，移动平台4底部安装有转向设备和驱动设备，移动平台4用于供待检测汽车越上；移动监控设备包括：第二通信装置9、控制装置、驱动装置5、转向装置6、制动装置、GPS/惯性导航系统10以及供电装置11，第二通信装置9与第一通信装置3以及待测试汽车的第三通信装置通信连接，第二通信装置9、驱动装置5、转向装置6、制动装置以及GPS/惯性导航系统10均与控制装置连接，供电装置11为第二通信装置9、控制装置、驱动装置5、转向装置6、制动装置以及GPS/惯性导航系统10供电，驱动装置5和制动装置与驱动设备连接，转向装置6与转向设备相连。

为了避免驱动轮被压伤，驱动设备包括：空气弹簧29、后悬架28、摆臂31、后轴/30、同步带轮32以及驱动轮，移动平台4底部安装有底板33，底板33上安装有空气弹簧29，空气弹簧29顶部安装有后悬架28，后悬架28连接至摆臂31一端，摆臂31中部铰接至后轴/30，后轴/30固定在移动平台4上，摆臂31另一端连接有同步带轮32，同步带轮32连接有驱动轮，在空气弹簧29弹力下能保持移动平台4由驱动轮支撑，空气弹簧29使得摆臂31上的驱动轮有向着地面旋转的趋势，从而保证驱动轮能够与地面接触，此时由于后悬架28有向上运动的趋势，移动平台4顶部对摆臂31的旋转有阻挡的效果，因此能够保持驱动轮由地面支撑且移动平台4以及后悬架28均由驱动轮通过摆臂31支撑，从而保证整个测试车20能够在驱动轮带动下形成的状态。当有待测试车辆12压在盖板26上时，由于空气弹簧29承载重量有限，空气弹簧29发生形变，此时就是摆臂31形成的杠杆形式发生变化，摆臂31有后悬架28的端部承受的重量变大，摆臂31远离驱动轮的端部降低，摆臂31旋转，摆臂31带动驱动轮向着移动平台4顶部移动，驱动轮缩入至移动平台4内，避免了损坏驱动轮，从而很好地保护了驱动轮。

驱动设备还包括：驱动电机，驱动电机安装在后悬架28上，驱动电机的输出轴连接至同步带轮32，后悬架28、驱动电机、同步带轮32和驱动轮均相对摆臂31静止，驱动电机通过马达驱动器与控制装置连接，驱动电机用于通过带动轮带动驱动轮旋转，从而可以使得测试车20在地上像一般汽车一样自由行走。为了实现对驱动轮进行驱动，因此设计了制动系统7在后悬架28上对驱动轮进行制动。

为了避免转向轮21被压伤，转向设备包括：气缸24、前悬架以及转向轮21，气缸24的活塞杆25顶住移动平台4顶部，气缸24外壳40安装在移动平台4上，气缸24外壳40与前悬架相对固定，气缸24的伸缩方向为竖直方向，前悬架上安装有转向轮21，气缸24内的气体足量，因此能够保持转向轮21的底面低于移动平台4的底面，从而气缸24能保持移动平台4由转向轮21支撑，在驱动转向轮21转向的设备安装在前悬架上，对转向轮21进行制动的制动系统7也安装在前悬架上，驱动转向轮21转向的设备、前悬架、制动系统7以及移动平台4均通过气缸24将重量转移到转向轮21上，气缸24外壳40内设置有第一气腔41和第二气腔，活塞将第二气腔分割为通气腔43和密闭腔，第一气腔41与密闭腔通过气道连通，气道内壁上安装有安装环35，在气道连通处安装有安装架37，安装架37位于靠近安装环35靠近密闭腔一侧，安装架37中部安装有导向环36，导向环36被一导向杆44穿过，导向杆44连接至开闭片34，开闭片34开闭安装环35，开闭片34位于安装环35靠近第一气腔41一侧，开闭弹簧38一端固定至开闭片34，开闭弹簧38另一端固定至安装架37，在开闭弹簧38弹力下能保持开闭片34关闭安装环35且密闭腔气压大于第一气腔41内气压，活塞杆25与活塞连接且从通气腔43穿出，通气腔43与外界大气压连通，由于密闭腔内气压较大，因此能够使得转向轮21支撑较大的重量。

转向设备还包括：转向电机、电机减速器、转向横拉杆以及转向节，转向电机安装在前悬架上，转向电机的输出轴连接至电机减速器的输入端，电机减速器的输出端与转向横拉杆相连，转向横拉杆与转向轮21相连，通过转向电机来改变转向轮21的方向，以改变移动平台4的运动方向并修正与预设路径的偏差。

为了避免气缸24活塞杆25支撑移动平台4处压力过大而导致气缸24活塞杆25或者移动平台4损坏，气缸24活塞杆25上安装有塑料层27，塑料层27采用弹性橡胶材料制成，在移动平台4上安装有金属片，金属片与塑料层27接触。移动平台4顶部为盖板26，盖板26在测试车20两端形成有用于导向车辆越上的导向面。

为了实现仿真车体与待测试车辆12相撞时不会损坏仿真车体，仿真车体采用若干泡沫板拼接而成。

为了实现制动，在前悬架和后悬架28上均设置有制动系统7，制动系统7用于对所在处的转向轮21或驱动轮制动。

为了设计结构简单的制动系统7，制动系统7包括：液压装置、制动盘以及制动钳，制动盘与所在处的转向轮21或驱动轮固定，在制动盘旁设置有制动钳，液压装置与制动钳连接，液压装置用于驱动制动钳向制动盘运动或者远离制动盘。

所述供电系统由多个电池组构成，为该移动平台4的驱动设备、制动系统7、转向设备和控制装置等进行供电。其强大的供电系统可以为一天的测试提供足够的电源。

测试车20上的控制装置通过第一通信装置3和第二通信装置9与远程控制基站1进行无线通信，将来自远程控制基站1发送的预设路径传递给测试车20的控制装置，并且获得待测试车辆12的位置、速度和加速度等信息，供控制装置计算移动平台4所需的速度。

GPS/惯性导航系统10用来获得移动平台4的位置、速度、加速度等信息，并把这些信息通过第一通信装置3和第二通信装置9上传给远程控制基站1；另外还用于控制装置对移动平台4的轨迹跟随控制。

所述控制装置用来将接收到的测试车20辆的位置、速度、加速度等信息，计算测试车20移动平台4所需的实时速度；另外还用于移动平台4的路径跟踪控制。

所述移动平台4中所使用的第二通信装置9，安装在可拼装的仿真车体(仿真车体具有雷达反射功能)，第二通信装置9和移动平台4的接头通过磁铁吸附，当测试车20辆碾压移动平台4上时，第二通信装置9和移动平台4的接头将被撞掉而断开连接，避免了第二通信装置9的损坏。即便是车辆高速撞击时，第二通信装置9也不会被撞坏。

另外，所述移动平台4还安装有能转动的辅助轮，但是辅助轮不阻碍转向轮21和驱动轮等功能的实现，该辅助轮可以在非测试时，实现移动平台4的搬运，而不用自身的驱动轮和转向轮21进行移动，可减缓驱动轮和转向轮21的磨损。

当使用该移动平台4对车辆主动安全系统进行测试时，需要将一个由多个泡沫板拼接而成的仿真车体框架固定在移动平台4之上，并在其框架上粘有若干块印有真实车辆不同部分图片的外罩，以获得更为真实的车辆外表，并且该雷达反射车拥有和真实车辆相似的RCS特性。该泡沫板拼装而成的雷达反射车在受到测试车20辆撞击后将会被撞散，但可重新对其拼装，其拼装过程简单，耗时较短，并且不会对待测试车辆12产生任何损伤。

当待测试车辆12主动安全系统失效时，测试车20辆不但会将雷达反射车撞散，而且还会从移动平台4上碾过，此时所述移动平台4悬架系统中的空气弹簧29和气缸24会被压缩，使得驱动轮和转向轮21缩回底盘之中，让整个底盘承受测试车20辆碾压时的重量，避免了驱动轮和转向轮21被压坏。

由于移动平台4表面的金属拥有较大的RCS，因此移动平台4表面还将贴上雷达吸收材料，避免移动平台4的RCS特性影响雷达反射车的RCS分布不均匀。

由于移动平台4需要跟随预设的轨迹进行行驶，不能直接使用电子地图。因此通过手动驾驶携带GPS接收机的车辆在测试场19的测试道路中行驶，连续采集并保存测试场19中所有测试道路的经度、纬度等GPS数据，再利用这些GPS数据点信息经过去伪、插值、曲线拟合等处理过程得到车辆行驶轨迹，以建立测试场19地的路网信息，并且建立相应的测试场19坐标系来确定这些轨迹的位置关系。

移动平台4的GPS/惯性导航系统10首先将GPS给出的(B,L)格式的数据通过高斯投影转换得到高斯平面直角坐标(X，Y)，然后再高斯平面直角坐标系转换到当地坐标系下，即可得到移动平台4在当地坐标系中的位置。所述当地坐标系与建立路网信息和轨迹时所建立的测试场19坐标系相对应。移动平台4可以将实时的GPS位置信息与测试场19坐标系的坐标对应，并与坐标系中的预设轨迹做对比，根据移动平台4的航向和预设轨迹所指的角度偏差，来控制转向系统的状态。

对于远程控制基站1，提前将上述利用GPS数据点处理后得到的路径储存到PC端并且建立上述测试场19坐标系。另外，将电子地图的经纬度信息转换到测试场19坐标系下，将上述GPS接收下来的点匹配到电子地图中，再利用图像配准得到一些容易辨认的特征点，通过图像坐标与测试场19坐标来进行配准，即可在PC端得到更为精准的测试场19局部地图。

所述PC端可以将上述得到的轨迹作为移动平台4的预设轨迹，并通过通信系统将其发送给移动平台4的控制器，控制器根据预设的轨迹和移动平台4的实时位置(坐标系中的坐标)控制移动平台4进行轨迹跟踪运动。另外，远程控制基站1还可以通过GPS定位系统和通信系统获得移动平台4和测试车20辆的实时位置、速度、加速度信息，来实时远程监控移动平台4和测试车20辆的具体位置和运行状态，所述具体位置即为上述建立的测试场19坐标系中的位置。测试结束时，可以生成测试报告，所述测试报告包含测试车20辆和移动平台4不同时刻的位置、速度、加速度信息，可以用来评价测试车20辆的主动安全系统是否合格。

在开始测试前，首先确定测试车20辆和移动平台4在测试场19地中的路径，然后远程移动基站通过通信系统将预设路径发送给移动平台4；另外，移动平台4还可以接收测试车20辆的实时位置、速度、加速度信息，并通过通信系统将这些信息传递给控制器，控制器计算移动平台4所需的速度，保证两者同时到达碰撞点。

对于移动平台4的速度控制，对于交叉口的测试场19景，假设测试车20辆到达碰撞点的距离为D，速度为V2，移动平台4到达碰撞点的距离为d，速度为V1，为了保证两者同时到达碰撞点，则移动平台4控制器计算出的所需的速度为：

计算出所需的速度后，再根据驱动轮半径、传动系统传动比等计算出电机所需的转速。

对于移动平台4的控制，不但可以跟随远程控制基站1的PC规划的路径和速度进行行驶，还可以通过远程控制基站1进行手动控制，手动控制就是使用远程方向盘和踏板对移动平台4进行方向控制和速度、加速度的控制。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，包括：

远程控制基站，其包括：PC主机以及第一通信装置，PC主机与第一通信装置连接；以及

测试车，其包括：仿真车体、移动平台以及移动监控设备，仿真车体不会撞伤待测试汽车，仿真车体放置在移动平台上，移动平台用于带动仿真车体行走，移动平台上安装有移动监控设备，移动监控设备用于监控移动平台行走，移动平台底部安装有转向设备和驱动设备，移动平台用于供待检测汽车越上；移动监控设备包括：第二通信装置、控制装置、驱动装置、转向装置、制动装置、GPS/惯性导航系统以及供电装置，第二通信装置与第一通信装置以及待测试汽车的第三通信装置通信连接，第二通信装置、驱动装置、转向装置、制动装置以及GPS/惯性导航系统均与控制装置连接，供电装置为第二通信装置、控制装置、驱动装置、转向装置、制动装置以及GPS/惯性导航系统供电，驱动装置和制动装置与驱动设备连接，转向装置与转向设备相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，驱动设备包括：空气弹簧、后悬架、摆臂、后轴、同步带轮以及驱动轮，移动平台底部安装有底板，底板上安装有空气弹簧，空气弹簧顶部安装有后悬架，后悬架连接至摆臂一端，摆臂中部铰接至后轴，后轴固定在移动平台上，摆臂另一端连接有同步带轮，同步带轮连接有驱动轮，在空气弹簧弹力下能保持移动平台由驱动轮支撑。

3.根据权利要求2所述的一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，转向设备包括：气缸、前悬架以及转向轮，气缸的活塞杆顶住移动平台顶部，气缸外壳与前悬架相对固定，前悬架和气缸外壳能相对移动平台在竖直方向上运动，前悬架上安装有转向轮，气缸能保持移动平台由转向轮支撑。

4.根据权利要求3所述的一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，气缸活塞杆上安装有塑料层，塑料层采用弹性橡胶材料制成，在移动平台上安装有金属片，金属片与塑料层接触。

5.根据权利要求1所述的一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，仿真车体采用若干泡沫板拼接而成。

6.根据权利要求3所述的一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，在前悬架和后悬架上均设置有制动系统，制动系统用于对所在处的转向轮或驱动轮制动。

7.根据权利要求6所述的一种用于汽车ADAS系统测试的软体目标车，其特征在于，制动系统包括：液压装置、制动盘以及制动钳，制动盘与所在处的转向轮或驱动轮固定，在制动盘旁设置有制动钳，液压装置与制动钳连接，液压装置用于驱动制动钳向制动盘运动或者远离制动盘。

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