CN111372279A - 基于v2x的隧道测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆性能测试技术领域，具体为一种基于V2X的隧道测试系统及方法，该方法包括以下步骤：测试准备步骤，在隧道内间隔设置UWB固定基站；选取测试车辆，测试车辆包括测试车，测试车上设置有V2X通信模块和UWB移动基站；行驶测试步骤，使测试车按设定速度在隧道内行驶，并与路侧设备进行通信，记录UWB移动基站的反馈结果以及测试车的行驶结果；测试分析步骤，根据反馈结果判断测试车与路侧设备之间通信是否正常，当通信正常且行驶结果为成功行驶时，测试成功。采用本方案以解决现有技术中在隧道等封闭环境中，因环境影响导致车辆测试结果存在误差的问题，从而实现在封闭环境下对车辆进行测试，并提高测试结果的准确性。

Description

基于V2X的隧道测试系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆性能测试技术领域，具体为一种基于V2X的隧道测试系统及方法。

背景技术

汽车技术的发展，使得人们对于汽车的功能要求不再单一的局限在能够行驶上，而是希望能够获得更多的功能，从而保障驾驶人员或车辆的安全。V2X技术正是在这一环境下出现的，V2X技术是物联网的一种特殊体现，即车与外界的信息交互，通过信息交互的方式获知外界信息，在出现突发情况时，能够控制车辆迅速进行调整，从而避免交通事故的发生，保障驾驶人员和车辆的安全。当前V2X技术作为智能车网联化的热点，在人们对车辆智能驾驶要求更高时，V2X技术的应用也更加广泛，因此对于V2X技术的测试需求也愈加突出。

由于全国道路的多样性，使得车辆的行驶环境也呈现出多样性，由于车辆所处环境会对信息交互造成影响，使得车辆的相关性能受行驶环境影响。其中，影响最为突出的行驶环境为隧道，由于隧道结构复杂，属于狭长且封闭的区域，通信距离、定位精度、通信延时等都会对车辆性能的可靠性产生极大的影响，因此对于如何测试在复制环境下的网联驾驶也是一个亟待解决的问题。而目前对于V2X的隧道测试尚处于探索阶段，大部分的测试方法为模拟测试，但是模拟测试的结果只能是理论结果，其并不能准确反映车辆在真实行驶过程中的情况。因此在模拟的基础上，对测试方法进行改进，例如申请号为2018113458707的一种自动驾驶的测试方法、测试装置及测试系统，其测试方法包括：测试装置生成虚拟测试环境，测试装置根据测试项目生成模拟事件，实体测试设备执行模拟事件所指示的动作，测试装置接收实体测试设备返回的设备状态信息，由此完成测试。其与模拟测试的区别在于，采用实体测试设备，通过实体测试设备获取车辆在遇到各种情况下的执行动作，由此完成对车辆性能的测试。

但是上述测试方法，虽然采用的是实体测试设备，但是其测试结果是依据车辆反馈的设备状态信息，并非车辆的执行后的状态，同时其仍在虚拟测试环境中进行测试，对于车辆在真实环境中实际行驶的情况并不能准确反映，导致最终的测试结果与实际情况存在误差。而车辆的性能与驾驶者、车辆的安全息息相关，测试结果的误差，便有可能使驾驶者和车辆的安全受到威胁，因此亟需一种能够对车辆进行准确测试的测试系统及方法。

发明内容

为解决现有技术中在隧道等封闭环境中，因环境影响导致车辆测试结果存在误差的问题，本发明提供一种基于V2X的隧道测试系统及方法，能够在封闭环境下对车辆进行测试，并提高测试结果的准确性。

本发明提供基础方案是：基于V2X的隧道测试方法，包括以下步骤：

测试准备步骤，在隧道口的两端设置UWB固定基站和路侧设备，并在隧道内间隔设置UWB固定基站；选取测试车辆，测试车辆包括测试车，测试车上设置有V2X通信模块和UWB移动基站，测试车通过V2X通信模块与路侧设备进行通信，UWB移动基站用于在V2X通信模块出现通信异常时进行反馈；

行驶测试步骤，使测试车按设定速度在隧道内行驶，并与路侧设备进行通信，记录UWB移动基站的反馈结果以及测试车的行驶结果；

测试分析步骤，根据反馈结果判断测试车与路侧设备之间通信是否正常，行驶结果包括成功行驶，当通信正常且行驶结果为成功行驶时，测试成功。

基础方案的有益效果是：通过测试准备步骤，提前在隧道布置相关设备，包括UWB固定基站和路侧设备，将隧道作为测试场地，更贴合车辆实际行驶的环境，使得最终的测试结果更贴近于车辆在真实情况下的测试结果，从而提高测试结果的准确性。同时通过测试准备步骤准备测试车辆，并在测试车辆上安装相关设备，包括V2X通信模块和UWB移动基站，通过V2X通信模块与路侧设备进行通信，通过UWB移动基站判断V2X通信模块的通信功能是否正常。

通过行驶测试步骤对测试车进行测试，采集测试车行驶过程中的反馈结果和行驶结果。通过测试分析步骤对反馈结果和行驶结果进行分析，行驶结果包括成功行驶和失败行驶，行驶结果为测试车最终是否驶出测试场地，当测试车行驶出测试场地时，认为成功行驶，反之，则认为失败行驶。反馈结果包括是否进行反馈，通过反馈结果判断测试车与路侧设备之间通信是否正常，当反馈结果为未进行反馈或不存在反馈时，认为通信正常。通信正常且成功行驶时，测试成功，即测试车在隧道等封闭环境下正常行驶的性能合格。采用本方案能够在封闭环境下对车辆进行测试，并通过真实的场地及车辆的真实行驶进行测试，提高测试结果的准确性。

进一步，测试准备步骤还包括测试车上还搭载有数据采集系统，测试车辆包括背景车，背景车上设置有V2X通信模块和行驶控制模块，测试车辆之间通过V2X通信模块进行通信，行驶控制模块用于改变背景车的行驶控制信息；还包括以下步骤：

突发状况测试步骤，测试车辆均按设定速度在隧道内行驶，且测试车辆位于同一车道，其中背景车在测试车的前方；使测试车与背景车、路侧设备保持通信；通过行驶控制模块改变背景车的行驶控制信息，通过数据采集系统采集测试车在隧道内行驶的行驶状态信息，记录测试车的行驶状态信息以及预警结果；

测试分析步骤还包括获取预设条件，根据行驶状态信息和预警结果判断是否满足预设条件，当通信正常且满足预设条件时，测试成功。

有益效果：在隧道等封闭环境，除了对车辆能否正常行驶进行测试，还应对车辆在隧道内遭遇突发状况的反应情况进行测试，例如前向碰撞预警等。通过测试准备步骤在测试车上设置数据采集系统，通过数据采集系统采集测试车在隧道行驶过程中的各种指标，通过指标可以反映测试车的位置、状态等信息。设置背景车，通过行驶控制模块改变背景车的行驶控制信息，从而改变背景车的行驶状态，进而对测试车进行测试。

通过突发状况测试步骤对测试车进行测试，采集测试车在隧道行驶过程中遭遇突发状况的行驶状态信息和预警结果。通过测试分析步骤获取预设条件，通过行驶状态信息和预警结果判断是否满足预设条件，当通信正常且满足预设条件时，测试成功，即测试车在隧道等封闭环境下遭遇突发状况其反应性能合格。采用本方案能够在封闭环境下对车辆遭遇突发状态的反应进行测试，并通过真实的场地及车辆的真实行驶进行测试，提高测试结果的准确性。

进一步，预设条件包括TTC最小为2.1s时发出报警信号或者满足厂家指定值。有益效果：预设条件为判断测试车在突发状况下的预警能力的标准，不同的突发状况其判断的标准不同，即预设条件有所不同。当突发状况为前向碰撞预警和车辆异常判断，预设条件为TTC最小为2.1s时发出报警信号或者满足厂家指定值，根据突发状况选择判断的标准，从而提高测试结果的准确性。

进一步，预设条件包括TTC不大于4.4s发出报警信号或者满足厂家指定值。有益效果：预设条件为判断测试车在突发状况下的预警能力的标准，不同的突发状况其判断的标准不同，即预设条件有所不同。当突发状况为紧急制动预警时，预设条件为TTC不大于4.4s发出报警信号或者满足厂家指定值，根据突发状况选择判断的标准，从而提高测试结果的准确性。

进一步，UWB固定基站的间隔距离为50米。有益效果：UWB固定基站用于供测试车进行定位，UWB固定基站的间隔距离与测试车的定位精度相关，通过对UWB固定基站的间隔距离进行设置以获得更好的测试环境，提高测试结果的准确性。

进一步，行驶状态信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹中的一种或多种。有益效果：通过行驶状态信息反映测试车在隧道内的行驶情况，从而判断测试车在遭遇突发状况时是否有效预警。

进一步，行驶控制信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹中的一种或多种。有益效果：通过行驶控制信息控制背景车在隧道内的行驶情况，从而触发测试车进行相应的预警，进而判断测试车在遭遇突发状况时是否进行有效预警。

本发明还提供一种基于V2X的隧道测试系统，使用上述基于V2X的隧道测试方法。

有益效果：本方案在隧道等真实场景中进行测试，且测试车辆均以正常的行驶进行测试，从而获取测试车在隧道等封闭环境的测试结果。通过设定更贴近真实环境和车况的测试环境，从而使得测试结果更符合车辆在真实行驶过程中的情况，进而提高测试结果的准确性。

附图说明

图1为本发明基于V2X的隧道测试方法实施例一的流程图；

图2为本发明基于V2X的隧道测试方法实施例一的测试场景示意图；

图3为本发明基于V2X的隧道测试方法实施例二的模块结构示意图；

图4为本发明基于V2X的隧道测试方法实施例二的测试场景示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

基于V2X的隧道测试方法，如附图1所示，包括以下步骤：

测试准备步骤，具体包括以下步骤：

S101：选择测试场地，本实施例以隧道为测试场地为例。在隧道口的两端设置UWB固定基站和路侧设备(RSU)，并在隧道内间隔设置若干UWB固定基站，在本实施例中，将测试车定义为HV，如附图2所示。UWB固定基站的间隔距离为50米，UWB固定基站的间隔距离与测试车的定位精度相关，可根据需求调整UWB固定基站的间隔距离，从而对测试车的定位精度进行调节。

S102：选取测试车辆，测试车辆包括测试车，测试车上设置有V2X通信模块和UWB移动基站，测试车通过V2X通信模块与路侧设备进行通信，UWB移动基站用于在V2X通信模块出现通信异常时进行反馈，UWB移动基站和UWB固定基站进行通信，从而对测试车进行定位。

行驶测试步骤：完成测试准备步骤后，使测试车按设定速度在隧道内行驶，并与路侧设备进行通信，在测试车的行驶过程中，记录UWB移动基站的反馈结果以及测试车的行驶结果。

测试分析步骤，具体包括以下步骤：

S301：根据反馈结果判断测试车与路侧设备之间通信是否正常，反馈结果包括是否进行反馈，当反馈结果为已进行反馈时，说明V2X通信模块存在通信异常，当反馈结果为未进行反馈，说明V2X通信模块通信正常。行驶结果包括成功行驶和失败行驶，当测试车成功驶出测试场地时为成功行驶，反之则为失败行驶。

S302：当通信正常且行驶结果为成功行驶时，测试成功，即认为测试车在隧道等封闭环境下正常行驶的性能合格，反之，则测试失败，即认为测试车在隧道等封闭环境下正常行驶的性能不合格。

基于V2X的隧道测试系统，使用上述基于V2X的隧道测试方法。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：还对测试车在隧道等封闭环境下的反应性能进行测试。

基于V2X的隧道测试方法，还包括突发状况测试步骤。

测试准备步骤，还包括以下步骤：

S103：测试车上还搭载有数据采集系统，如附图3所示，UWB移动基站集成在数据采集系统中。在本实施例中，数据采集系统还集成有UDP-CAN转换模块、IMU、轮速传感器和摄像头，数据采集系统用于采集测试车的行驶状态信息。测试车辆还包括背景车，背景车上设置有V2X通信模块和行驶控制模块，测试车与背景车之间通过V2X通信模块进行通信，行驶控制模块用于改变背景车的行驶控制信息。

突发状况测试步骤，具体包括以下步骤：

S201：测试车辆均按设定速度在隧道内行驶，且测试车辆位于同一车道，在本实施例中，将测试车定义为HV，背景车定义为RV，如附图4所示，即背景车与测试车行驶在同一车道内，且背景车行驶在测试车的前方，使测试车与背景车、路侧设备保持通信。

S202:通过行驶控制模块改变背景车的行驶控制信息，背景车向测试车广播其行驶控制信息，行驶控制信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹中的一种或多种，在本实施例中行驶控制信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹。

S203：在测试车的行驶过程中，通过数据采集系统采集测试车在隧道内行驶的行驶状态信息，记录测试车的行驶状态信息以及预警结果。行驶状态信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹中的一种或多种，在本实施例中，行驶状态信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹。

测试分析步骤还包括以下步骤：

S303：获取预设条件，当对测试车的前向碰撞预警和车辆异常判断的性能进行测试时，预设条件TTC最小为2.1s时发出报警信号或者满足厂家指定值；当对测试车的紧急制动预警的性能进行测试时，预设条件包括TTC不大于4.4s发出报警信号或者满足厂家指定值。

S304:根据行驶状态信息和预警结果判断是否满足预设条件。当对测试车的前向碰撞预警和车辆异常判断的性能进行测试时，TTC最小为2.1s时发出报警信号或者满足厂家指定值，则满足预设条件；测试车未发出报警信号或TTC下降至系统报警最小允许值的90％，例如TTC＝1.9s，则不满足预设条件。当对测试车的紧急制动预警的性能进行测试时，TTC不大于4.4s发出报警信号或者满足厂家指定值，则满足预设条件；测试车未发出报警信号或TTC大于4.4s时，则不满足预设条件。

S305：当通信正常且满足预设条件时，测试成功，反之，则测试失败。

基于V2X的隧道测试系统，使用上述基于V2X的隧道测试方法。

实施例三

本实施例与实施例二的不同之处在于：基于V2X的车辆在行驶过程中，除了常规的突发状况外，因隧道的结构特殊和外界环境的变化，还会存在其他情况，例如车内有人使用WIFI，隧道内灯光的变化和闪烁，大货车的尾气排放等，WIFI的使用会占用V2X使用的频带，造成通信问题，而灯光的变化和闪烁以及尾气的排放会造成光线明暗的变化，在对于使用VX技术的车辆而言，光线的明暗变化会造成车辆对外界环境的识别存在误差。

本实施例中，基于V2X的隧道测试方法的测试准备步骤，还包括以下步骤：

S104：测试车上还设置有WIFI通信设备，背景车的车尾还设置有烟雾发生装置，烟雾发生装置用于启动后释放出浓烟，例如烟雾弹等；行驶控制信息还包括灯光，行驶控制模块还用于改变背景车的灯光。

还包括特殊环境测试步骤，具体步骤如下：

S204：改变测试环境，具体包括以下三种改变方式，第一种改变方式为启动WIFI通信设备；第二种改变方式为启动烟雾发生装置；第三种改变方式为通过行驶控制模块改变背景车的行驶控制信息，即改变背景车的灯光。改变测试环境的改变方式为上述中的一种或多种，在本实施例中，改变测试环境的改变方式为上述三种。改变测试环境后重复突发状况测试步骤和测试分析步骤。

在其他实施例中，多次改变测试环境进行测试，第一次改变测试环境为第一种改变方式，改变测试环境后重复突发状况测试步骤和测试分析步骤。第二次改变测试环境为第二种和第三种改变方式的组合，改变测试环境后重复突发状况测试步骤和测试分析步骤。

基于V2X的隧道测试系统，使用上述基于V2X的隧道测试方法。

实施例四

本实施例与实施例二的不同之处在于：为避免测试过程中对背景车造成损伤，增大测试成本，对背景车和测试车设置安全距离，测试过程中，若背景车和测试车之间的距离小于安全距离，则使背景车加速，远离测试车。

基于V2X的隧道测试方法的测试准备步骤，还包括以下步骤：

S105：背景车的车尾设置有背景距离传感器，背景车上设置有背景控制器，背景距离传感器预设有安全距离，当安全距离内出现物体时，背景距离传感器用于生成背景预警信号，并发送给背景控制器，背景控制器用于接收到背景预警信号时，生成背景控制信息，并通过行驶控制模块根据背景控制信息改变背景车的行驶控制信息。具体的，增大行驶控制信息中的速度和加速度，使得背景车加速，以达到远离测试车的目的。

还包括测试检测步骤：在突发状况测试步骤中，背景距离传感器用于检测距离背景车安全距离内是否出现测试车，若出现测试车，则背景距离传感器生成背景预警信号并发送给背景控制器。背景控制器用于接收到背景预警信号时生成背景控制信息，背景控制信息包括速度和加速度的增幅率，并通过行驶控制模块根据背景控制信息改变行驶控制信息，即根据增幅率增大行驶控制信息中的速度和加速度。安全距离的设置与测试车、背景车的速度、加速度相关，本领域技术人员可根据实际需求进行设定，例如将最小碰撞距离设置为安全距离。

在其他实施例中，还在测试车的车头设置测试距离传感器，测试距离传感器预设有与背景距离传感器相同的安全距离。测试车上设置有测试控制器和另一行驶控制模块，测试车的行驶控制模块用于改变测试车的行驶控制信息，测试距离传感器用于检测距离测试车安全距离内是否出现背景车，若出现背景车，则测试距离传感器生成测试预警信号并发送给测试控制器。测试控制器用于接收到测试预警信号时生成测试控制信息，测试控制信息包括速度和加速度的减幅率，并通过测试车的行驶控制模块根据测试控制信息改变测试车的行驶控制信息，即根据减幅率减小行驶控制信息中的速度和加速度。

通过加速背景车的运动和减速测试车的运动，使得背景车和测试车之间的距离小于安全距离时能够相互远离，避免碰撞事故的发生，由此减少测试车和背景车的碰撞概率及碰撞严重程度，从而减小测试成本。

基于V2X的隧道测试系统，使用上述基于V2X的隧道测试方法。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.基于V2X的隧道测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

测试准备步骤，在隧道口的两端设置UWB固定基站和路侧设备，并在隧道内间隔设置UWB固定基站；选取测试车辆，测试车辆包括测试车，测试车上设置有V2X通信模块和UWB移动基站，测试车通过V2X通信模块与路侧设备进行通信，UWB移动基站用于在V2X通信模块出现通信异常时进行反馈；

行驶测试步骤，使测试车按设定速度在隧道内行驶，并与路侧设备进行通信，记录UWB移动基站的反馈结果以及测试车的行驶结果；

测试分析步骤，根据反馈结果判断测试车与路侧设备之间通信是否正常，行驶结果包括成功行驶，当通信正常且行驶结果为成功行驶时，测试成功。

2.根据权利要求1所述的基于V2X的隧道测试方法，其特征在于，测试准备步骤还包括测试车上还搭载有数据采集系统，测试车辆包括背景车，背景车上设置有V2X通信模块和行驶控制模块，测试车辆之间通过V2X通信模块进行通信，行驶控制模块用于改变背景车的行驶控制信息；还包括以下步骤：

突发状况测试步骤，测试车辆均按设定速度在隧道内行驶，且测试车辆位于同一车道，其中背景车在测试车的前方；使测试车与背景车、路侧设备保持通信；通过行驶控制模块改变背景车的行驶控制信息，通过数据采集系统采集测试车在隧道内行驶的行驶状态信息，记录测试车的行驶状态信息以及预警结果；

测试分析步骤还包括获取预设条件，根据行驶状态信息和预警结果判断是否满足预设条件，当通信正常且满足预设条件时，测试成功。

3.根据权利要求2所述的基于V2X的隧道测试方法，其特征在于：预设条件包括TTC最小为2.1s时发出报警信号或者满足厂家指定值。

4.根据权利要求2所述的基于V2X的隧道测试方法，其特征在于：预设条件包括TTC不大于4.4s发出报警信号或者满足厂家指定值。

5.根据权利要求1所述的基于V2X的隧道测试方法，其特征在于：UWB固定基站的间隔距离为50米。

6.根据权利要求2所述的基于V2X的隧道测试方法，其特征在于：行驶状态信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的基于V2X的隧道测试方法，其特征在于：行驶控制信息包括速度、位置、加速度、航向角和行驶轨迹中的一种或多种。

8.基于V2X的隧道测试系统，其特征在于：使用权利要求1-7任一项中的基于V2X的隧道测试方法。

Images