CN111292527A - 一种无人车特殊车道通行能力测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人车性能测试领域，公开了一种无人车特殊车道通行能力测试系统及方法，该测试系统综合考虑天气、路面、及交通等变量对无人车特殊车道通行能力测试的影响，测试环境更加接近真实交通环境，测试结果更加真实可靠，且其测试方法的测试效率高、成本低，测试过程更加安全可靠。

Description

一种无人车特殊车道通行能力测试系统及方法

技术领域

本发明涉及无人车性能测试领域，具体涉及一种无人车特殊车道通行能力测试系统及方法。

背景技术

随着国内外无人车研究的不断深入，无人车感知、决策、执行等领域的关键技术逐步突破，科学完善的测试评价体系对提高自动驾驶汽车研发效率、健全技术标准和法律法规、推进相关产业创新发展至关重要。

实际交通中，存在多种特殊车道，譬如，公交车道、潮汐车道、单行车道等，与普通机动车道相比，特殊车道在标志标线、车辆行驶要求上都存在差异。因此，需要进行无人车特殊车道通行能力进行科学化、规范化测试，对无人车今后安全行驶有着重要测试意义。因此，开展无人车特殊车道通行能力测试，是保证无人车行驶安全的重要前提。

目前测试评价主要采用仿真测试与开放道路测试。仿真测试虽能节约大量人力、物力，但现有的仿真测试只是对特殊车道单一因素进行测试，没有考虑天气、路面结构、交通情况等因素，其测试结果难以反映真实情况下运行状态；开放道路测试与真实情况相近，但由于存在特殊车辆通行，使得测试安全性难以保证，测试危险系数较高。因此，亟需一种能够测试无人车特殊车道通行能力测试系统及测试方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无人车特殊车道通行能力测试系统及方法，该测试系统综合考虑天气、路面、及交通等变量对无人车特殊车道通行能力测试的影响，测试环境更加接近真实交通环境，测试结果更加真实可靠，且其测试方法的测试效率高、成本低，测试过程更加安全可靠。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

(一)一种无人车特殊车道通行能力测试系统，包括：

特殊车道；

测试车辆，所述测试车辆行驶于特殊车道上，所述测试车辆上安装有车载设备，所述车载设备用于获取测试车辆的行驶信息，并将获取测试车辆的行驶信息通过无线通信设备传递给路侧设备；

路侧设备，所述路侧设备设置于所述特殊车道旁，所述路侧设备用于接收测试车辆的行驶信息，并通过无线通讯设备传递给控制中心；

监控设备，所述监控设备用于采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心；

环境模拟装置，所述环境模拟装置用于模拟特殊车道的天气、路面和交通状况；

控制中心，所述控制中心用于接收路侧设备传递的测试车辆的行驶信息和监控设备传递的图像信息，并对信息进行分析对比、存储，同时通过路侧设备向车载设备发送车辆行驶指令。

进一步的，所述天气包含雨天、雪天、雾天、晴天；所述路面包含湿滑路面、结冰路面；所述交通包含交通标识、交通标线、交通信号、测试背景车辆。

进一步的，所述车辆行驶信息包含车辆的实时位置、速度、加速度。

进一步的，所述特殊车道包含公交专用车道、潮汐车道、单行道。

(二)一种无人车特殊车道通行能力测试方法，包括以下步骤：

步骤1，测试人员将测试车辆停放至特殊车道的起点处，并检测测试车辆上的设备是否正常，若正常，则测试人员向控制中心发送测试请求，等待控制中心发送车辆行驶指令；若不正常，则调试设备直至测试车辆上的设备正常；

步骤2，控制中心通过路侧设备向测试车辆上的车载设备发送车辆行驶指令，测试人员根据车辆行驶指令启动测试车辆，并转换为自动驾驶模式，测试车辆进入特殊车道进行测试，同时，环境模拟装置对特殊车道的天气、路面和交通状况进行模拟；

步骤3，车载设备实时获取测试车辆的行驶信息，并将测试车辆的行驶信息通过路侧设备发送至控制中心；同时，监控设备实时采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心；

步骤4，控制中心根据接收的测试车辆的行驶信息和特殊车道的图像信息，判断测试车辆的行驶信息是否有效，完成对测试车辆在模拟环境下在特殊车道的通行能力测试。

进一步的，步骤4中，若测试车辆的行驶信息有效，则测试车辆行驶至终点，并将测试车辆的行驶信息和监测的特殊车道的图像信息保存至控制中心；

若测试车辆的行驶信息无效，则转换为人工驾驶模式，测试车辆交付给测试人员开回起点，排除事故原因，转至步骤1。

进一步的，步骤4中，测试车辆在模拟环境下在特殊车道的通行能力测试的结果分为通过和不通过两种情况；其中，通过的条件为：测试车辆能够保持车道中线行驶；测试车辆不违反交通标志、标线要求；符合特殊车道行驶要求。

进一步的，步骤2中，环境模拟装置对特殊车道的天气模拟包含雨天、雪天、雾天、晴天模拟；对路面的模拟包含湿滑路面、结冰路面的模拟；对交通状况的模拟包含交通标识、交通标线、交通信号以及测试背景车辆的模拟。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的无人车特殊车道通行能力测试系统包括路侧设备、车载设备、环境模拟装置、控制中心、测试车辆、特殊车道、视频监控及其他配套设备组成，用于测试无人车特殊车道通行能力的测试科学化、专业化测试；测试车辆可以通过无线通讯方式获取测试控制中心发布的命令，同时通过安装在测试无人车辆上的车载设备，得到测试无人车行驶状态信息，实时上传至控制中心计算机处理、存储，极大提高测试效率，降低测试成本，相比于实际道路测试，测试过程更加安全；相比于虚拟仿真测试，测试环境中增加了环境模拟装置，能够模拟天气、路面、及交通等变量情况，更加接近真实交通环境，测试结果更加真实可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1为无人车特殊车道通行能力测试系统结构图；

图2为无人车特殊车道通行能力测试方法流程图；

图3为无人车公交专用车道识别与响应能力测试示意图；

图4为无人车潮汐车道识别与避让能力测试示意图；

图5为无人车单行道避让违法逆行车辆能力测试示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

如图1所示，一种无人车特殊车道通行能力测试系统，提供面向自动驾驶汽车的专业化、模块化柔性测试场地，包括：

特殊车道，特殊车道包含公交专用车道、潮汐车道、单行道通行能力测试场地。

测试车辆，测试车辆行驶于特殊车道上，测试车辆上安装有车载设备，车载设备用于获取测试车辆的行驶信息，并将获取测试车辆的行驶信息通过无线通信设备传递给路侧设备；其中，车辆行驶信息包括车辆实时位置信息、速度信息、加速度信息。

路侧设备，路侧设备设置于特殊车道旁，路侧设备用于接收测试车辆的行驶信息，并通过无线通讯设备传递给控制中心，实现对测试数据采集、处理、存储；路侧设备也用于接收控制中心发送的车辆行驶指令，并将车辆行驶指令通过无线通讯设备发送给测试车辆的车载设备上；无线通讯设备为具有V2X通讯协议的无线通信设备。

监控设备，监控设备安装在特殊车道的龙门架上，用于采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心，实现对测试全过程图像视频信息记录。

环境模拟装置，环境模拟装置用于模拟真实场景中特殊车道的天气、路面和交通状况等变量，实现无人车对不同环境条件下特殊车道通行能力的测试评价。其中，环境模拟装置中包含天气模拟系统、路面模拟系统和交通模拟系统；天气模拟系统可提供雨、雪、雾等交通天气环境；路面变量主要由多种低附着系数路面构成，路面模拟系统实现对湿滑路面、结冰路面等路面环境模拟；交通模拟系统对交通标识、交通标线、交通信号以及测试背景车辆进行模拟。

控制中心，控制中心用于接收路侧设备传递的测试车辆的行驶信息和监控设备传递的图像信息，并对测试数据处理、存储，还实现测试指令的发布以及测试系统配置服务。控制中心主要由测试中心计算机及服务器构成，实现整个测试场地测试指令发布、数据计算以及测试数据海量存储，实现测试场地全面管理。

整个测试系统中布设有光纤环网，监控设备以及配套设备搭载在光纤环网上，通过光交换机实现向控制中心上传数据。

如图2所示，一种无人车特殊车道通行能力测试方法，包括以下步骤：

步骤1，控制中心进行测试系统配置服务，包括对环境模拟装置、车载设备、监控设备、路侧设备的配置。测试人员将测试车辆停放至特殊车道的起点处，并负责测试车辆上的设备上电，检测设备是否正常，若正常，则测试人员向控制中心(控制中心为计算机中心)发送测试请求，等待控制中心发送车辆行驶指令；若不正常，则调试设备直至测试车辆上的设备正常。

步骤2，控制中心通过路侧设备向测试车辆上的车载设备发送车辆行驶指令，测试人员根据车辆行驶指令启动测试车辆，并转换为自动驾驶模式，测试车辆进入特殊车道进行通行能力测试，同时，环境模拟装置对特殊车道的天气、路面和交通状况进行模拟。

其中，环境模拟装置可提供雨天、雪天、雾天、晴天等交通天气环境；路面变量主要由多种低附着系数路面构成，环境模拟装置实现对湿滑路面、结冰路面等路面环境模拟；环境模拟装置也能对交通标识、交通标线、交通信号以及测试背景车辆等交通状况进行模拟。测试系统可按照测试场景需求，调整测试环境中的天气、路面和交通等变量情况，实现无人车对不同环境条件下特殊车道通行能力的测试评价，测试结果更加真实、可靠。

步骤3，测试过程中，车载设备实时获取测试车辆的行驶信息(包含车辆的实时位置、速度、加速度)，并将测试车辆的行驶信息通过路侧设备发送至控制中心；同时，监控设备实时采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心。

步骤4，控制中心根据接收的测试车辆的行驶信息和特殊车道的图像信息，判断测试车辆的行驶信息是否有效，完成对测试车辆在模拟环境下在特殊车道的通行能力测试；

若测试车辆的行驶信息有效，则测试车辆行驶至终点，保存并记录测试数据，同时，检测设备将测试过程图像视频数据上传至控制中心。

若测试车辆的行驶信息无效，则转换为人工驾驶模式，测试车辆交付给测试人员开回起点，排除事故原因，转至步骤1。

经反复测试，保证有效测试8次，给出该环境条件下场景测试车辆通行能力测试评价结果。所述测试评价分为通过与未通过两种结果，测试通过是测试车辆满足以下要求：车辆能够保持车道中线行驶；车辆不违反交通标志、标线要求；符合特殊车道行驶要求。

以下给出具体实施例进行详细说明

实施例1：晴朗天气下公交专用车道识别与响应

如图3所示，测试系统设置包含公交专用车道的两车道的标准城市道路，测试车辆当前行驶车道前方路段为公交专用车道，左侧车道为小型车道，测试当天天气晴朗，能见度高，车道标线清晰、无污物；测试车辆前方100m车道变更为公交专用车道。

控制中心进行测试系统配置服务，包括测试环境模拟装置对天气、路面、交通灯环境变量的配置、以及对车载设备和路侧设备的配置。测试车辆驶入测试场地，车载设备上电并检查设备工作是否正常，若正常，向控制中心发送请求测试要求，等待控制中心指令；控制中心通过路侧设备向测试车辆车载设备发送开始测试命令，测试车辆启动，测试车辆开始测试。

测试过程中，测试车辆车载设备实时将自车的行驶信息上传至控制中心，同时，监控设备实时采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心。测试车辆在此场景中应识别到公交专用车道，并做出换道行为，换道成功后，在小型车道继续行驶，驶出测试区域。控制中心接收测试车辆行驶数据和监控设备传递的图像信息，对测试结果进行评价。测试通过车辆应能快速识别公交专用车道，并做出安全换道行为；测试车辆不能驶入公交专用车道；测试车辆换道过程中应能正确开启转向灯；测试车辆换道时应能保证不与目标车道后方车辆发生碰撞。

实施例2：雨雾天气下潮汐车道识别与避让

如图4所示，测试场地设置包含潮汐车道的标准城市道路段，环境模拟装置模拟雨雾天气，场景设为中雨场景，即1小时降水量约6毫米，大雾天气，能见度不足1公里，车道标线清晰、无污物，交通标识为潮汐车道当前时段不可通行的禁令标识。

控制中心进行测试系统配置服务，包括测试环境模拟装置对天气、路面、交通灯环境变量的配置、以及对车载设备和路侧设备的配置。测试车辆驶入测试场地，车载设备上电并检查设备工作是否正常，若正常，向控制中心发送请求测试要求，等待控制中心指令；控制中心通过无线通信设备向测试车辆发送启动指令，测试车辆开始测试。

测试过程中，测试车辆车载设备实时将自车行驶信息上传至控制中心，同时，监控设备实时采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心。测试车辆在此场景中应识别到当前状态为不可通行的潮汐车道，需测试无人车完成识别并做出换道行为，换道后，沿小型车道驶出测试区域段。控制中心接收测试车辆行驶数据，对测试结果进行评价。测试通过车辆应能准确识别潮汐车道当前时段通行状态，即允许通行或禁止通行状态；测试车辆应及时避让并进行换道；测试车辆车轮不应碰轧车道实线；测试车辆不应与目标车道后方来车发生碰撞。

实施例3：冰雪路面无人车单行道避让违法逆行车辆

如图5所示，测试场地设置为标准单行道，环境模拟装置模拟冰雪路面，附着系数0.25，测试车辆行驶在单行道测试路段，单行道内背景车辆逆向行驶。测试中，无人车的行驶速度为城市环境下典型行驶速度30km/h。

控制中心进行测试系统配置服务，包括测试环境模拟装置对天气、路面、交通灯环境变量的配置、以及对车载设备和路侧设备的配置。测试车辆驶入测试场地，车载设备上电并检查设备工作是否正常，若正常，发送请求测试要求，等待控制中心指令；控制中心通过无线通信设备向测试车辆发送启动指令，测试车辆开始测试。测试过程中，测试车辆车载设备实时将自车行驶信息上传至控制中心，监控设备实时采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心。测试车辆在此场景中应识别到逆行车辆，并减速，靠右停车避让，直至违法逆行车辆通过，保证安全后，起步，继续正常行驶。控制中心接收测试车辆行驶数据，对测试结果进行评价。测试通过车辆应能识别到逆行车辆；不能与逆行车辆发生碰撞；测试全过程中，车轮不能碰轧车道线；避让后能正常行驶。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种无人车特殊车道通行能力测试系统，其特征在于，包括：

特殊车道；

测试车辆，所述测试车辆行驶于特殊车道上，所述测试车辆上安装有车载设备，所述车载设备用于获取测试车辆的行驶信息，并将获取测试车辆的行驶信息通过无线通信设备传递给路侧设备；

路侧设备，所述路侧设备设置于所述特殊车道旁，所述路侧设备用于接收测试车辆的行驶信息，并通过无线通讯设备传递给控制中心；

监控设备，所述监控设备用于采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心；

环境模拟装置，所述环境模拟装置用于模拟特殊车道的天气、路面和交通状况；

控制中心，所述控制中心用于接收路侧设备传递的测试车辆的行驶信息和监控设备传递的图像信息，并对信息进行分析对比、存储，同时通过路侧设备向车载设备发送车辆行驶指令。

2.根据权利要求1所述的无人车特殊车道通行能力测试系统，其特征在于，所述天气包含雨天、雪天、雾天、晴天；所述路面包含湿滑路面、结冰路面；所述交通包含交通标识、交通标线、交通信号、测试背景车辆。

3.根据权利要求1所述的无人车特殊车道通行能力测试系统，其特征在于，所述车辆行驶信息包含车辆的实时位置、速度、加速度。

4.根据权利要求1所述的无人车特殊车道通行能力测试系统，其特征在于，所述特殊车道包含公交专用车道、潮汐车道、单行道。

5.一种无人车特殊车道通行能力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，测试人员将测试车辆停放至特殊车道的起点处，并检测测试车辆上的设备是否正常，若正常，则测试人员向控制中心发送测试请求，等待控制中心发送车辆行驶指令；若不正常，则调试设备直至测试车辆上的设备正常；

步骤2，控制中心通过路侧设备向测试车辆上的车载设备发送车辆行驶指令，测试人员根据车辆行驶指令启动测试车辆，并转换为自动驾驶模式，测试车辆进入特殊车道进行测试，同时，环境模拟装置对特殊车道的天气、路面和交通状况进行模拟；

步骤3，车载设备实时获取测试车辆的行驶信息，并将测试车辆的行驶信息通过路侧设备发送至控制中心；同时，监控设备实时采集特殊车道的图像信息，并将图像信息传递给控制中心；

步骤4，控制中心根据接收的测试车辆的行驶信息和特殊车道的图像信息，判断测试车辆的行驶信息是否有效，完成对测试车辆在模拟环境下在特殊车道的通行能力测试。

6.根据权利要求5所述的无人车特殊车道通行能力测试方法，其特征在于，步骤4中，若测试车辆的行驶信息有效，则测试车辆行驶至终点，并将测试车辆的行驶信息和监测的特殊车道的图像信息保存至控制中心；

若测试车辆的行驶信息无效，则转换为人工驾驶模式，测试车辆交付给测试人员开回起点，排除事故原因，转至步骤1。

7.根据权利要求5所述的无人车特殊车道通行能力测试方法，其特征在于，步骤4中，测试车辆在模拟环境下在特殊车道的通行能力测试的结果分为通过和不通过两种情况；其中，通过的条件为：测试车辆能够保持车道中线行驶；测试车辆不违反交通标志、标线要求；符合特殊车道行驶要求。

8.根据权利要求5所述的无人车特殊车道通行能力测试方法，其特征在于，步骤2中，环境模拟装置对特殊车道的天气模拟包含雨天、雪天、雾天、晴天模拟；对路面的模拟包含湿滑路面、结冰路面的模拟；对交通状况的模拟包含交通标识、交通标线、交通信号以及测试背景车辆的模拟。

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