CN111007834B - 一种adas路径规划功能实验室测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试系统及方法，该测试系统包括：HIL系统和导航信号模拟器，HIL系统根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而对实现被测ADAS控制器的定位模拟。本发明可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段，且不会对被测ADAS控制器的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

Description

一种ADAS路径规划功能实验室测试系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，更具体的说，涉及一种ADAS路径规划功能实验室测试系统及方法。

背景技术

目前ADAS(AdvancedDriving Assistant System，高级驾驶辅助系统)控制器的路径规划功能主要采用导航卫星定位服务与其它传感器信息共同实现。具体的，ADAS控制器根据车载导航接收机通过卫星定位信号提供的智能车辆的当前位置信息，以及车载雷达、视觉传感器和导航定位模块等传感器采集的信息完成路径规划功能。由于现有的ADAS控制器的路径规划功能需要精确的知道智能车辆在路上的位置，例如，车辆在多车道的那条行车到上，距离马路牙子的距离，甚至距离车道上其他行驶汽车的距离，因此，ADAS控制器的路径规划功能的定位精度至少为亚米级别，为保证ADAS控制器的路径规划功能的准确性，在智能车辆测试与认证阶段，需要对ADAS控制器的路径规划功能进行测试。

现有在对ADAS控制器的路径规划功能进行测试时，常规手段验证车载导航接收机，需要驾驶员将智能车辆行驶至指定的场地或路线工况，车辆的驾驶行为与安全由具有驾驶资格的驾驶员操作并负责。但在实际应用中，智能车辆为无人驾驶车辆，在其资格认证阶段，其驾驶行为尚处于检验与认证阶段，因此，通过驾驶员驾驶车辆来验证车载导航接收机而言，会导致无人驾驶智能车辆对道路车辆、行人、基础设置及公共安全存在潜在危害。所以现有路径规划功能测试的风险高、成本大，且测试环境不具备重复性。

另外，由于车载导航接收机定位过程需要时间，且测试过程是在车辆运动过程中进行的，因此导航接收机定位时长成为了影响ADAS控制器工作性能的一个重要指标，直接影响ADAS控制器对不同工况的响应速度，从而对于车辆乘员而言，存在安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种ADAS路径规划功能实验室测试系统及方法，以实现根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而实现对被测ADAS控制器的定位模拟。本发明提供的测试系统可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段。并且，由于导航信号模拟器是实时生成导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器，因此，本发明不会对被测ADAS控制器的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

一种ADAS路径规划功能实验室测试系统，包括：硬件在环HIL系统和导航信号模拟器，所述HIL系统分别与被测高级驾驶辅助系统ADAS控制器和所述导航信号模拟器连接，所述导航信号模拟器和所述被测ADAS控制器连接；

所述HIL系统用于获取所述被测ADAS控制器输出的所述被测ADAS控制器所在的智能车辆的行驶路径信息，根据所述行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型，根据所述环境道路模型设置的所述车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和所述车辆动力学模型输出的所述仿真车辆的行驶参数，确定所述仿真车辆在所述环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，根据所述环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定所述仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标，根据所述起点经纬度坐标、所述行驶速度、所述行驶方向和所述行驶距离，得到所述仿真车辆的实时经纬度坐标，并将所述实时经纬度坐标发送至所述导航信号模拟器；

所述导航信号模拟器用于接收所述实时经纬度坐标，根据所述实时经纬度坐标模拟得到导航信号，并将所述导航信号发送至所述被测ADAS控制器，由所述被测ADAS控制器根据所述导航信号进行定位模拟。

可选的，所述HIL系统具体用于：根据高精电子地图中的道路参数信息仿真所述环境道路模型。

可选的，所述导航信号模拟器具体用于：

接收所述实时经纬度坐标，根据所述实际经纬度坐标确定所述被测ADAS控制器的当前实际位置，计算所述当前实际位置与星历文件中各卫星之间的距离，根据所述距离确定所述被测ADAS控制器的当前时间与所述导航信号的时间差，根据所述时间差生成测距码，将所述测距码以及根据星历文件和历书文件生成的导航电文调制到载波信号上，生成模拟的所述导航信号，并将所述导航信号发送至所述被测ADAS控制器。

可选的，所述导航信号模拟器通过传导方式将所述导航信号传输至所述被测ADAS控制器，或者，采用空中接口方式将所述导航信号传输至所述被测控制器ADAS。

可选的，所述HIL系统中集成有信道仿真器，所述信道仿真器用于基于所述环境道路模型中的环境场景，对所述导航信号在空气中的传输环境建立数学模型，利用所述数学模型仿真真实环境对所述导航信号的传输影响。

可选的，所述信道仿真器还用于在预设环境场景及天气状况下，对卫星信号进行信道仿真。

可选的，所述被测ADAS控制器的路径规划功能包括：全局路径规划和局部路径规划。

可选的，当所述被测ADAS控制器的路径规划功能为所述全局路径规划时，所述被测ADAS控制器用于在对所述被测ADAS控制器所在的智能车辆定位成功后，结合地图信息得到所述全局路径规划，并将所述全局路径规划反馈到所述HIL系统；

所述HIL系统用于通过判断所述全局路径规划与预设全局路径规划是否一致，或所述全局路径规划是否为最优路径规划，为所述被测ADAS控制器的全局路径规划提供决策参考。

可选的，当所述被测ADAS控制器的路径规划功能为所述局部路径规划时，所述HIL系统用于使用所述环境道路模型仿真障碍物信息，并将所述仿真障碍物信息发送至所述被测ADAS控制器；

所述被测ADAS控制器用于根据所述仿真障碍物信息以及所述导航信号模拟器发送的导航信号生成车辆控制信号，并将所述车辆控制信号发送至所述HIL系统，其中，所述车辆控制信号表征所述被测ADAS控制器是否产生避障行为，或是采取何种避障行为；

所述HIL系统用于将所述车辆控制信号输出至所述车辆动力学模型，并根据所述车辆动力学模型基于所述车辆控制信号产生的操作反应，确定所述被测ADAS控制器的控制功能是否完整。

一种ADAS路径规划功能实验室测试方法，所述测试方法应用于上述所述的测试系统中的HIL系统，所述测试方法包括：

获取被测ADAS控制器输出的所述被测ADAS控制器所在的智能车辆的行驶路径信息；

根据所述行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型；

根据所述环境道路模型设置的所述车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和所述车辆动力学模型输出的所述仿真车辆的行驶参数，确定所述仿真车辆在所述环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离；

根据所述环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定所述仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标；

根据所述起点经纬度坐标、所述行驶速度、所述行驶方向和所述行驶距离，得到所述仿真车辆的实时经纬度坐标；

将所述实时经纬度坐标发送至所述导航信号模拟器，由所述导航信号模拟器根据所述实时经纬度坐标模拟得到导航信号；

控制所述导航信号模拟器将所述导航信号发送至所述被测ADAS控制器，由所述被测ADAS控制器根据所述导航信号进行定位模拟。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试系统及方法，该测试系统包括：HIL系统和导航信号模拟器，HIL系统根据被测ADAS控制器输出的智能车辆的行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型，根据环境道路模型设置的车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和车辆动力学模型输出的仿真车辆的行驶参数，确定仿真车辆在环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，根据环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标，根据起点经纬度坐标、行驶速度、行驶方向和行驶距离，得到仿真车辆的实时经纬度坐标，并将实时经纬度坐标发送至导航信号模拟器，由导航信号模拟器根据实时经纬度坐标模拟得到导航信号，并将导航信号发送至被测ADAS控制器，实现被测ADAS控制器的定位模拟。本发明根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而实现对被测ADAS控制器的定位模拟。本发明提供的测试系统可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段。并且，由于导航信号模拟器是实时生成导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器，因此，本发明不会对被测ADAS控制器的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种ADAS路径规划功能实验室测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种卫星信号信道原理示意图；

图3为本发明实施例公开的一种卫星信号与信道结合的仿真示意图；

图4为本发明实施例公开的一种ADAS路径规划功能实验室测试方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试系统及方法，该测试系统包括：HIL系统11和导航信号模拟器12，HIL系统11根据被测ADAS控制器10输出的智能车辆的行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型，根据环境道路模型设置的车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和车辆动力学模型输出的仿真车辆的行驶参数，确定仿真车辆在环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，根据环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标，根据起点经纬度坐标、行驶速度、行驶方向和行驶距离，得到仿真车辆的实时经纬度坐标，并将实时经纬度坐标发送至导航信号模拟器12，由导航信号模拟器12根据实时经纬度坐标模拟得到导航信号，并将导航信号发送至被测ADAS控制器10，实现被测ADAS控制器10的定位模拟。本发明根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器12实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而实现对被测ADAS控制器的定位模拟。本发明提供的测试系统可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段。并且，由于导航信号模拟器12是实时生成导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器10，因此，本发明不会对被测ADAS控制器10的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

参见图1，本发明一实施例公开的一种ADAS路径规划功能实验室测试系统的结构示意图，该测试系统包括：HIL(Hardware In the Loop，硬件在环)系统11和导航信号模拟器12。

其中，HIL系统11分别与被测ADAS(AdvancedDriving Assistant System，高级驾驶辅助系统)控制器10和导航信号模拟器12连接，导航信号模拟器12和被测ADAS控制器10连接。

在实际应用中，利用蓄电池仿真设备、总线仿真硬件、传感器仿真硬件和实时控制器构建HIL系统，其中，实时控制器分别与蓄电池仿真设备、总线仿真硬件和传感器仿真硬件连接，具体构建过程可参见现有成熟方案，此处不再赘述。

具体的，被测ADAS控制器10用于获取被测ADAS控制器10所在的智能车辆的行驶路径信息，并将该行驶路径信息发送至HIL系统11。

需要说明的是，由于被测ADAS控制器固定设置在智能车辆上，因此，智能车辆的行驶路径信息，也即被测ADAS控制器的行驶路径信息，该行驶路径信息包括：纵向速度、纵向加速度、转向角度、横摆角速度等。

HIL系统11用于获取被测ADAS控制器10输出的被测ADAS控制器10所在的智能车辆的行驶路径信息，根据行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型，根据环境道路模型设置的车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和车辆动力学模型输出的仿真车辆的行驶参数，确定仿真车辆在环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，根据环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标，根据起点经纬度坐标、行驶速度、行驶方向和行驶距离，得到仿真车辆的实时经纬度坐标，并将实时经纬度坐标发送至导航信号模拟器12。

其中，HIL系统11可以采用UDP(User DatagramProtocol，用户数据报协议)协议将仿真车辆的实时经纬度坐标发送至导航信号模拟器12。

需要说明的是，本发明中HIL系统11利用HIL进行模型仿真，本发明中的仿真模型包括：仿真环境道路模型和车辆动力学模型。

在实际应用中，可以根据高精电子地图中的道路参数信息仿真环境道路模型。

具体的，高精电子地图中包含大量的行车辅助信息，行车辅助信息包含对路网信息的三维表征，如路面的几何结构，道路标示线的位置，周边道路环境的点云模型等，因此可以根据高精电子地图中道路参数信息的构建环境道路模型。

可以根据整车参数信息构建车辆动力学模型，具体构建过程可参见现有成熟方案，此处不再赘述。本实施例中，车辆动力学模型用于模拟仿真车辆运动。

在仿真过程中，环境道路模型可以设置仿真车辆运行的起点，车辆动力学模型输出仿真车辆的行驶参数，如纵向速度、纵向加速度、转向角度和横摆角速度等，基于此行驶参数，可以计算出仿真车辆在环境道路模型中的行驶距离。

本发明在构建环境道路模型时，将仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息进行了统一标定，即从道路起点开始，结合仿真车辆的运动速度、运动方向等行驶参数，可以从环境道路模型中确定仿真车辆所在的经纬度坐标。因此，根据仿真道路长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，仿真车辆行驶起点的经纬度坐标，以及即可得到仿真车辆的实时经纬度坐标。

参见图2，本发明公开的一种卫星信号信道原理示意图，参见图2可知，导航信号包括：载波信号、伪码(也即伪随机噪声码)和导航电文，其中，载波信号由载波发生器生成，载波发生器的频率为：1575.42MH_Z；伪码由伪码发生器生成，伪码发生器的频率为1.023MH_Z；数据码发生器用于将导航电文转换为数据码，数据码发生器的频率为：1.023MH_Z。

卫星将伪码与导航电文调制到载波信号上进行数据传输，由载波信号、伪码和导航电文构成的导航信号通过信号发生器发送至被测ADAS控制器10。被测ADAS控制器接收到导航信号后，通过重建载波信号还原出伪码与导航电文，根据伪码可以得到卫星发出导航信号的时间，根据导航电文可以解析出星历、历书、卫星轨道参数、钟差等与卫星运行状态的相关数据参数，通过查找当前时刻星历文件中卫星所在位置得到卫星的位置信息，当被测ADAS控制器10解析出4颗卫星的导航信号后，便可以根据公式(1)计算出被测ADAS控制器10的位置坐标，公式(1)如下：

式中，在WGS-84坐标系下，(x，y，z)为被测ADAS控制器10的未知坐标，t为被测ADAS控制器10的未知时间，(x_n，y_n，z_n)为已知卫星坐标，c为光速，t_0n为已知卫星时间，因此根据公式(1)计算出被测ADAS控制器10的坐标(x，y，z)，最后将WGS-84坐标系下被测ADAS控制器10的位置坐标通过既定的坐标转换法转换成实际经纬度坐标，也即在地球表面的经纬度坐标。

本实施例中，导航信号模拟器12用于接收仿真车辆的实时经纬度坐标，根据该实时经纬度坐标模拟得到导航信号，并将导航信号发送至被测ADAS控制器10，由被测ADAS控制器10根据导航信号进行定位模拟。

本发明中，导航信号模拟器12接收到仿真车辆的实际经纬度坐标后，星历、历书文件中存储当前时刻下天空中的所有卫星的位置与轨道信息，因此根据公式(1)，导航信号模拟器12可以计算出仿真车辆的当前实际位置与星历文件中各卫星之间的距离，也就可以计算出仿真车辆的当前时间与导航信号的时间差，导航信号模拟器12中集成的伪码发生器可以根据此时间差生成测距码(伪码)，同时导航信号模拟器12将星历文件和历书文件按照协议生成导航电文，然后根据图2所示过程将测距码与导航电文调制到载波信号上，得到导航信号，将导航信号以射频的形式发送至仿真车辆，这样，仿真车辆接收到导航信号后，可以按照真实的定位工作过程完成定位。

因此，在实际应用中，导航信号模拟器12具体用于：接收仿真车辆的实际经纬度坐标，根据仿真车辆的实际经纬度坐标确定被测ADAS控制器10的当前实际位置，计算被测ADAS控制器10的当前实际位置与星历文件中各卫星之间的距离，根据该距离确定被测ADAS控制器10的当前时间与导航信号的时间差，根据该时间差生成测距码，将测距码以及根据星历文件和历书文件生成的导航电文调制到载波信号上，生成模拟的导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器10。

综上可知，本发明公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试系统，该测试系统包括：HIL系统11和导航信号模拟器12，HIL系统11根据被测ADAS控制器10输出的智能车辆的行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型，根据环境道路模型设置的车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和车辆动力学模型输出的仿真车辆的行驶参数，确定仿真车辆在环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，根据环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标，根据起点经纬度坐标、行驶速度、行驶方向和行驶距离，得到仿真车辆的实时经纬度坐标，并将实时经纬度坐标发送至导航信号模拟器12，由导航信号模拟器12根据实时经纬度坐标模拟得到导航信号，并将导航信号发送至被测ADAS控制器10，实现被测ADAS控制器10的定位模拟。本发明根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器12实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而实现对被测ADAS控制器的定位模拟。本发明提供的测试系统可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段。并且，由于导航信号模拟器12是实时生成导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器10，因此，本发明不会对被测ADAS控制器10的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

需要说明的是，上述实施例中，导航信号模拟器12可以通过传导方式将导航信号传输至被测ADAS控制器，也可以采用空中接口方式将导航信号传输至被测控制器ADAS。

可以理解，在真实世界中，不同卫星在地球上有不同的信号覆盖范围，并且，导航信号由太空经大气直射或反射至导航接收机，因此导航接收机接收的导航信号会受到天气、大气电离层状态、建筑物及地形等因素的影响，导致导航信号强度的出现直径衰落、多径衍射等情况。

为提高对导航信号模拟的准确性，参见图3，本发明一实施例公开的一种卫星信号与信道结合的仿真示意图，本发明在HIL系统中集成了信道仿真器111，该信道仿真器111用于基于环境道路模型中的环境场景，比如城市、乡村、阴雨和雾霾等等，对导航信号在空气中的传输环境建立数学模型，利用该数学模型仿真真实环境对导航信号的传输影响，其中，导航信号在空气中的传输环境建立数学模型的过程可参见现有成熟方案，此处不再赘述。

信道仿真器111在对导航信号在空气中的传输环境进行动态仿真的同时，还可以实现在预设环境场景及天气状况下，对卫星信号受周边建筑、地形及电离层等环境影响进行信道仿真，从而实现对被测ADAS控制器路径规划功能的更加全面的功能或性能测试。

需要特别说明的是，HIL系统和导航信号仿真器构成ADAS控制器路径规划功能测试的硬件测试系统，其中，HIL系统中设置有信道仿真器111，环境道路模型和车辆动力学模型构成ADAS控制器路径规划功能测试的软件测试系统，硬件测试系统和软件测试系统构成ADAS控制器路径规划功能测试的闭环测试系统。

在实际应用中，被测ADAS控制器的路径规划功能可以分为：全局路径规划和局部路径规划。全局路径规划可以定义成从出发点到目标点的纯几何路径规划，与时间序列、车辆动力学无关；局部路径规划也可以称为动态路径规划，主要为探测障碍物，并对障碍物的移动轨迹做出下一步可能位置的推算，进行避障规划，避障规划包含空间与时间序列，能否在某种环境、工况下做有效的避障规划与避障行为，是被测ADAS控制器功能效果的一个重要考核指标。

(1)针对全局路径规划，被测ADAS控制器用于在对被测ADAS控制器所在的智能车辆定位成功后，被测ADAS控制器结合地图信息得到全局路径规划，并将全局路径规划反馈到HIL系统；

HIL系统用于通过判断被测ADAS控制器反馈的全局路径规划与预设全局路径规划是否一致，或判断全局路径规划是否为最优路径规划，为被测ADAS控制器的全局路径规划提供决策参考。

由此可以看出，被测ADAS控制器和HIL系统可以构成一个闭环仿真系统，该闭环系统可以为被测ADAS控制器的全局路径规划提供决策参考。

(2)针对局部路径规划，HIL系统用于使用环境道路模型仿真障碍物信息，并将仿真障碍物信息发送至被测ADAS控制器，其中，障碍物信息，如交通流、交叉路口、行人等。

被测ADAS控制器用于根据仿真障碍物信息以及导航信号模拟器发送的导航信号生成车辆控制信号，并将车辆控制信号发送至HIL系统，其中，车辆控制信号表征被测ADAS控制器是否产生避障行为，或是采取何种避障行为。

HIL系统用于将车辆控制信号输出至车辆动力学模型，并根据车辆动力学模型基于车辆控制信号产生的操作反应，确定被测ADAS控制器的控制功能是否完整。

综上可知，本发明公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试系统，HIL系统11根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器12实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而实现对被测ADAS控制器的定位模拟。本发明提供的测试系统可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段。并且，由于导航信号模拟器12是实时生成导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器10，因此，本发明不会对被测ADAS控制器10的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

另外，本发明可以实现在实验室环境下对不同的道路场景进行仿真，解析环境因素对导航电文的影响，从而在ADAS开发阶段提供更全面的测试，增加ADAS控制器的可靠性，加快ADAS控制器算法更新迭代速度。高精定位系统与高精地图的应用，使所有ADAS控制器功能更强大，基于导航信号仿真的实验室测试ADAS控制器功能测试方法，为全面测试ADAS所有应用方向打下了坚实的基础。

与上述系统实施例相对应，本发明还公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试方法。

参见图4，本发明一实施例公开的一种ADAS路径规划功能实验室测试方法流程图，该方法应用于图1所示实施例中的HIL系统，该方法包括步骤：

步骤S101、获取被测ADAS控制器输出的被测ADAS控制器所在的智能车辆的行驶路径信息。

需要说明的是，由于被测ADAS控制器固定设置在智能车辆上，因此，智能车辆的行驶路径信息，也即被测ADAS控制器的行驶路径信息，该行驶路径信息包括：纵向速度、纵向加速度、转向角度和横摆角速度等。

步骤S102、根据行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型。

需要说明的是，本发明中HIL系统利用HIL进行模型仿真，本发明中的仿真模型包括：仿真环境道路模型和车辆动力学模型。

在实际应用中，可以根据高精电子地图中的道路参数信息仿真环境道路模型。

具体的，高精电子地图中包含大量的行车辅助信息，行车辅助信息包含对路网信息的三维表征，如路面的几何结构，道路标示线的位置，周边道路环境的点云模型等，因此可以根据高精电子地图中道路参数信息的构建环境道路模型。

可以根据整车参数信息构建车辆动力学模型，具体构建过程可参见现有成熟方案，此处不再赘述。本实施例中，车辆动力学模型用于模拟仿真车辆运动。

步骤S103、根据环境道路模型设置的车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和车辆动力学模型输出的仿真车辆的行驶参数，确定仿真车辆在环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离。

在仿真过程中，环境道路模型可以设置仿真车辆运行的起点，车辆动力学模型输出仿真车辆的行驶参数，如纵向速度、纵向加速度、转向角度和横摆角速度等，基于此行驶参数，可以计算出仿真车辆在环境道路模型中的行驶距离。

步骤S104、根据环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标。

本发明在构建环境道路模型时，将仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息进行了统一标定，即从道路起点开始，结合仿真车辆的运动速度、运动方向等行驶参数，可以从环境道路模型中确定仿真车辆所在的经纬度坐标。因此，根据仿真道路长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，仿真车辆行驶起点的经纬度坐标，以及即可得到仿真车辆的实时经纬度坐标。

步骤S105、根据起点经纬度坐标、仿真车辆在环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，得到仿真车辆的实时经纬度坐标。

步骤S106、将仿真车辆的实时经纬度坐标发送至导航信号模拟器，由导航信号模拟器根据仿真车辆的实时经纬度坐标模拟得到导航信号。

具体的，导航信号模拟器接收仿真车辆的实际经纬度坐标，根据仿真车辆的实际经纬度坐标确定被测ADAS控制器的当前实际位置，计算被测ADAS控制器的当前实际位置与星历文件中各卫星之间的距离，根据该距离确定被测ADAS控制器的当前时间与导航信号的时间差，根据该时间差生成测距码，将测距码以及根据星历文件和历书文件生成的导航电文调制到载波信号上，生成模拟的导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器。

步骤S107、控制导航信号模拟器将模拟得到的导航信号发送至被测ADAS控制器，由被测ADAS控制器根据导航信号进行定位模拟。

综上可知，本发明公开了一种ADAS路径规划功能实验室测试方法，HIL系统根据智能车辆的行驶路径信息，得到智能车辆对应的仿真车辆的道路环境以及行驶路径，并仿真得到仿真车辆的实时经纬度坐标，通过导航信号模拟器实现对仿真车辆的导航信号的模拟，进而实现对被测ADAS控制器的定位模拟。本发明提供的测试方法可以提供精确、可信且可重复的信号和干扰效应，无需人员驾驶车辆，因此，路径规划功能测试的风险低，成本低，测试环境具备重复性，可以作为ADAS控制器开发验证阶段可靠且统一的测试手段。并且，由于导航信号模拟器12是实时生成导航信号，并将该导航信号发送至被测ADAS控制器，因此，本发明不会对被测ADAS控制器的工作性能造成影响，并提高了测试效率。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种ADAS路径规划功能实验室测试系统，其特征在于，包括：硬件在环HIL系统和导航信号模拟器，所述HIL系统分别与被测高级驾驶辅助系统ADAS控制器和所述导航信号模拟器连接，所述导航信号模拟器和所述被测ADAS控制器连接，所述HIL系统具体用于：根据高精电子地图中的道路参数信息仿真环境道路模型；

所述HIL系统用于获取所述被测ADAS控制器输出的所述被测ADAS控制器所在的智能车辆的行驶路径信息，根据所述行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型，根据所述环境道路模型设置的所述车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和所述车辆动力学模型输出的所述仿真车辆的行驶参数，确定所述仿真车辆在所述环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离，根据所述环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定所述仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标，根据所述起点经纬度坐标、所述行驶速度、所述行驶方向和所述行驶距离，得到所述仿真车辆的实时经纬度坐标，并将所述实时经纬度坐标发送至所述导航信号模拟器；

所述导航信号模拟器用于接收所述实时经纬度坐标，根据所述实时经纬度坐标模拟得到导航信号，并将所述导航信号发送至所述被测ADAS控制器，由所述被测ADAS控制器根据所述导航信号进行定位模拟。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导航信号模拟器具体用于：

接收所述实时经纬度坐标，根据所述实时 经纬度坐标确定所述被测ADAS控制器的当前实际位置，计算所述当前实际位置与星历文件中各卫星之间的距离，根据所述距离确定所述被测ADAS控制器的当前时间与所述导航信号的时间差，根据所述时间差生成测距码，将所述测距码以及根据星历文件和历书文件生成的导航电文调制到载波信号上，生成模拟的所述导航信号，并将所述导航信号发送至所述被测ADAS控制器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导航信号模拟器通过传导方式将所述导航信号传输至所述被测ADAS控制器，或者，采用空中接口方式将所述导航信号传输至所述被测ADAS 控制器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述HIL系统中集成有信道仿真器，所述信道仿真器用于基于所述环境道路模型中的环境场景，对所述导航信号在空气中的传输环境建立数学模型，利用所述数学模型仿真真实环境对所述导航信号的传输影响。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信道仿真器还用于在预设环境场景及天气状况下，对卫星信号进行信道仿真。

6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述被测ADAS控制器的路径规划功能包括：全局路径规划和局部路径规划。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述被测ADAS控制器的路径规划功能为所述全局路径规划时，所述被测ADAS控制器用于在对所述被测ADAS控制器所在的智能车辆定位成功后，结合地图信息得到所述全局路径规划，并将所述全局路径规划反馈到所述HIL系统；

所述HIL系统用于通过判断所述全局路径规划与预设全局路径规划是否一致，或所述全局路径规划是否为最优路径规划，为所述被测ADAS控制器的全局路径规划提供决策参考。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述被测ADAS控制器的路径规划功能为所述局部路径规划时，所述HIL系统用于使用所述环境道路模型仿真障碍物信息，并将所述仿真障碍物信息发送至所述被测ADAS控制器；

所述被测ADAS控制器用于根据所述仿真障碍物信息以及所述导航信号模拟器发送的导航信号生成车辆控制信号，并将所述车辆控制信号发送至所述HIL系统，其中，所述车辆控制信号表征所述被测ADAS控制器是否产生避障行为，或是采取何种避障行为；

所述HIL系统用于将所述车辆控制信号输出至所述车辆动力学模型，并根据所述车辆动力学模型基于所述车辆控制信号产生的操作反应，确定所述被测ADAS控制器的控制功能是否完整。

9.一种ADAS路径规划功能实验室测试方法，其特征在于，所述测试方法应用于权利要求1所述的测试系统中的HIL系统，所述测试方法包括：

获取被测ADAS控制器输出的所述被测ADAS控制器所在的智能车辆的行驶路径信息；

根据所述行驶路径信息构建环境道路模型和车辆动力学模型；

根据所述环境道路模型设置的所述车辆动力学模型中仿真车辆的行驶起点和所述车辆动力学模型输出的所述仿真车辆的行驶参数，确定所述仿真车辆在所述环境道路模型中的行驶速度、行驶方向和行驶距离；

根据所述环境道路模型中仿真道路的长度信息与实际道路的经纬度信息的标定关系，确定所述仿真车辆在行驶起点的起点经纬度坐标；

根据所述起点经纬度坐标、所述行驶速度、所述行驶方向和所述行驶距离，得到所述仿真车辆的实时经纬度坐标；

将所述实时经纬度坐标发送至所述导航信号模拟器，由所述导航信号模拟器根据所述实时经纬度坐标模拟得到导航信号；

控制所述导航信号模拟器将所述导航信号发送至所述被测ADAS控制器，由所述被测ADAS控制器根据所述导航信号进行定位模拟。

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