CN111415513B - 一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及交通管理技术领域，具体公开了一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其中，包括：获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；根据当前自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；根据自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中交通流调节控制信号用于调节自动驾驶汽车测试道路的交通流；在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车行驶安全性测试；向上位机反馈自动驾驶汽车的行驶安全性测试结果。本发明还公开了一种自动驾驶汽车行驶安全性测试装置及系统。本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法实现了自动驾驶汽车在开放或半开放道路环境下的测试。

Description

一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及交通管理技术领域，尤其涉及一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法、自动驾驶汽车行驶安全性测试装置及包括该自动驾驶汽车行驶安全性测试装置的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统。
背景技术
当前，自动驾驶技术是汽车产业的重点发展方向，得到世界各国政府的大力支持。但现在尚未有足够多的方法指导自动驾驶汽车从封闭测试场走向开放或半开放道路，利用交通流中社会车辆进行充分有效的自动驾驶测试，并保障测试过程的安全性。
在已有的专利文献中，与自动驾驶汽车测试相关的技术方法均面向汽车在封闭测试场(整车在环)以及硬件在环、软件在环情况下的测试工作，或是针对某一单项能力(如信息安全)的测试，或是针对测试环境(如测试场景、测试评判系统等)的构建方法开展的研究工作。尚无针对自动驾驶汽车如何在开放或半开放道路环境下开展测试的技术研究。如申请号为201310035865.7和201510190230.3的中国专利分别针对主动安全功能设计了硬件在环的台架测试装置和方法，申请号为201710089979.8和201710090247.0的中国专利分别针对汽车的信息安全系统和信息安全等级提出了测试方法和装置，申请号为201810450513.0和201810457123.6，则分别针对汽车主动安全系统测试场景的生成和构建提出了相关方法。尚未有专门针对自动驾驶汽车在开放或半开放道路环境下开展测试的这种特定条件下的技术资料提出，而这是当前自动驾驶技术发展面临的最为紧迫的现实问题之一。
发明内容
本发明提供了一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法、自动驾驶汽车行驶安全性测试装置及包括该自动驾驶汽车行驶安全性测试装置的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，解决相关技术中存在的缺乏针对自动驾驶汽车在开放或半开放道路环境下开展测试的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其中，包括：
获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；
根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；
根据所述自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中所述交通流调节控制信号用于调节所述自动驾驶汽车测试道路的交通流；
在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车行驶安全性测试；
向上位机反馈自动驾驶汽车的行驶安全性测试结果。
进一步地，所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数包括交通流速度、交通流密度、车头间距和车辆类型分布。
进一步地，所述自动驾驶汽车测试道路包括交通流可控的用于自动驾驶汽车测试的半开放道路环境。
进一步地，所述根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目，包括：
将所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数与待测试的自动驾驶汽车的测试项目对交通流参数的要求进行比对；
根据交通流调节最少原则选择适用于待测试的自动驾驶汽车的测试项目。
进一步地，所述在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试，包括：
将待测试的自动驾驶汽车的初始速度记录为v0，即将进入所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的交通流速度记录为
Figure BDA0002427483580000021
待测试的自动驾驶汽车的初始位置距离所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口记录为S0，待测试的自动驾驶汽车的测试项目开始位置距离所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口为St时，待测试的自动驾驶汽车按照加速度a先进行t1时间的减速，再进行t2时间加速到
Figure BDA0002427483580000022
其中，
Figure BDA0002427483580000023
且
Figure BDA0002427483580000024
进一步地，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试方法还包括在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试的步骤后进行的：
接触交通流调节。
作为本发明的另一个方面，提供一种自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，其中，包括：
获取模块，用于获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；
选择模块，用于根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；
发送模块，用于根据所述自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中所述交通流调节控制信号用于调节所述自动驾驶汽车测试道路的交通流；
测试模块，用于在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试。
作为本发明的另一个方面，提供一种自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，其中，包括：上位机、交通流检测设备、交通管控设备和前文所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，所述交通流检测设备和所述交通管控设备均与所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置通信连接，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置与所述上位机通信连接。
进一步地，所述交通流检测设备包括：地感线圈、监控摄像机、微波雷达和电子号牌读写设备，所述地感线圈设置在自动驾驶汽车测试道路的出入口的地面上，所述监控摄像机、微波雷达和电子号牌读写设备设置在所述自动驾驶汽车测试道路的出入口的龙门架上。
进一步地，所述交通管控设备包括：信号灯、诱导屏和可变车道。
本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，在尽可能少地干扰正常交通流的情况下，充分利用交通流中社会车辆对自动驾驶汽车测试的辅助作用，在保障测试过程安全性的前提下，完成自动驾驶汽车的测试项目开展，解决了当前自动驾驶汽车公共道路测试对正常道路交通通行的干扰和缺乏科学利用道路交通流的机制等问题。本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法可以确保自动驾驶汽车能够在测试项目预定开展的位置、时间、速度的条件下，与交通流中充作测试用背景车辆的社会车辆汇合，从而顺利开展各项测试项目。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法的流程图。
图2为本发明提供的自动驾驶汽车测试道路的示意图。
图3为本发明提供的自动驾驶汽车利用交通流开展测试的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，图1是根据本发明实施例提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；
S120、根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；
S130、根据所述自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中所述交通流调节控制信号用于调节所述自动驾驶汽车测试道路的交通流；
S140、在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车行驶安全性测试；
S150、向上位机反馈自动驾驶汽车的行驶安全性测试结果。
本发明实施例提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，在尽可能少地干扰正常交通流的情况下，充分利用交通流中社会车辆对自动驾驶汽车测试的辅助作用，在保障测试过程安全性的前提下，完成自动驾驶汽车的测试项目开展，解决了当前自动驾驶汽车公共道路测试对正常道路交通通行的干扰和缺乏科学利用道路交通流的机制等问题。本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法可以确保自动驾驶汽车能够在测试项目预定开展的位置、时间、速度的条件下，与交通流中充作测试用背景车辆的社会车辆汇合，从而顺利开展各项测试项目。
具体地，所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数包括交通流速度、交通流密度、车头间距和车辆类型分布。
具体地，所述自动驾驶汽车测试道路包括交通流可控的用于自动驾驶汽车测试的半开放道路环境。
可以理解的是，利用交通流检测设备在自动驾驶汽车测试道路的出入口处检测进入自动驾驶汽车测试道路的交通流参数，包括交通流速度、密度、车头间距、车辆类型分布等。
自动驾驶汽车测试道路一般是交通流可控、专用于自动驾驶汽车测试的半开放道路环境。如图2所示，自动驾驶汽车测试道路区域102通过在出入口101处设置交通流检测设备和交通管控设备，对交通流参数的进行检测和控制，进一步调节进入自动驾驶汽车测试道路区域的交通流，实现自动驾驶汽车测试道路的可控开放。
交通流检测设备一般有地感线圈、监控摄像机、微波雷达、电子号牌读写设备等。如图2所示，本发明中交通流检测设备设置在自动驾驶汽车测试道路的出入口101处。如图3所示，本发明中交通流检测设备安装在龙门架201等交通杆件上。
具体地，所述根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目，包括：
将所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数与待测试的自动驾驶汽车的测试项目对交通流参数的要求进行比对；
根据交通流调节最少原则选择适用于待测试的自动驾驶汽车的测试项目。
应当理解的是，根据检测得到的当前道路交通流参数，对照欲进行测试的各项自动驾驶汽车测试项目对交通流参数的要求，以尽可能少地调节交通流为优化目标，选择合适的自动驾驶汽车测试项目。
在测试准备工作的先期，已依据测试安全保障需求和背景车辆需求设置了各个自动驾驶汽车测试项目允许开展的交通流参数要求范围。不同的测试项目对交通流的要求存在差异性，如靠路边停车项目需要无车辆干扰保障安全、超车项目需要较小交通流速度、跟车行驶项目需要较大的车头间距等。选择自动驾驶汽车测试项目时，应根据最小欧式距离原则加权比较当前道路交通流参数和各个自动驾驶汽车测试项目要求的交通流参数，选择交通流参数最接近的自动驾驶汽车测试项目，达到尽可能少地调节交通流的优化目标。
在对自动驾驶汽车测试道路的交通流进行调节时，主要是根据选择的自动驾驶汽车测试项目调节道路交通流。
本发明实施例中用于交通流调节的交通管控设备包括：信号灯、诱导屏和可变车道等。如图3所示，交通管控设备202设置在自动驾驶汽车测试道路的出入口行驶方向的前方不远处。
本发明中交通流调节的具体做法是：在自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口处设置信号灯、诱导屏和可变车道，通过信号灯相位配时、交通管制信息诱导、可变车道方向设置等单一或组合手段，控制进入自动驾驶汽车测试道路车辆的数目、速度、行驶车道等，达到调节交通流的目的。
例如，需要不受交通流干扰的测试项目如靠路边停车等，控制信号灯相位为红灯、或使用诱导屏显示禁止驶入、或控制可变车道为非直行车道，使得暂时无社会车辆驶入该自动驾驶汽车测试道路；需要单个车道特定速度的交通流的测试项目如并道等，控制可变车道为单个直行车道并使用诱导屏显示建议行驶速度，使得社会车辆按特定速度驶入自动驾驶汽车测试道路的特定车道。通过类似方法可以为各个不同测试项目的交通流需求设计相关的交通流调节预案，为自动驾驶汽车测试提供相应的测试用背景交通流。
具体地，所述在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试，包括：
将待测试的自动驾驶汽车的初始速度记录为v0，即将进入所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的交通流速度记录为
Figure BDA0002427483580000051
待测试的自动驾驶汽车的初始位置距离所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口记录为S0，待测试的自动驾驶汽车的测试项目开始位置距离所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口为St时，待测试的自动驾驶汽车按照加速度a先进行t1时间的减速，再进行t2时间加速到
Figure BDA0002427483580000052
其中，
Figure BDA0002427483580000053
且
Figure BDA0002427483580000054
需要说明的是，本发明实施例中，自动驾驶汽车利用交通流开展自动驾驶测试的关键在于自动驾驶汽车和交通流中背景车辆在时间、位置、速度上的配合，三者完全一致才能开展测试项目(需要不受交通流干扰的测试项目除外)。
如图3所示，在自动驾驶汽车204初始速度为v0、即将进入自动驾驶汽车测试道路的交通流中的背景车辆203速度为
Figure BDA0002427483580000055
自动驾驶汽车初始位置距测试道路出入口为S0、自动驾驶汽车测试项目开展位置距测试道路出入口为St的情况下，经过推导，自动驾驶汽车需按照恒定加速度a先进行t1时间减速、再进行t2时间加速到
Figure BDA0002427483580000061
从而汇入交通流开展测试，其中
Figure BDA0002427483580000062
且
Figure BDA0002427483580000063
该条件下，选择合适的减速时间t1和加速时间t2，计算得到减速和加速使用的加速度，按照该操作方式，能够确保自动驾驶汽车204在距测试道路出入口为St的测试项目开展位置处以相同的速度v与背景车辆203汇合，从而开展并道、超车、跟车行驶等自动驾驶测试项目。
在常见的测试过程中，可以选择该条件的特殊解：自动驾驶汽车204初始速度v0＝0，即自动驾驶汽车204初始时在距测试道路出入口为S0的位置处停车等待交通流中的背景车辆。该条件下有：
Figure BDA0002427483580000064
即自动驾驶汽车204以加速度
Figure BDA0002427483580000065
进行加速，将在距测试道路出入口为2S0的位置处和背景车辆203以相同的速度
Figure BDA0002427483580000066
汇合开展测试，该特殊解更便于控制自动驾驶汽车测试项目的顺利开展。
具体地，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试方法还包括在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试的步骤后进行的：
接触交通流调节。
应当理解的是，上述步骤完成后，自动驾驶汽车驶回安全区域，解除该出入口对交通流的条件，减少对正常交通通行的影响。自动驾驶汽车测试道路虽然可以通过交通流控制专用于自动驾驶汽车测试，但其归根结底仍然是一种公共资源，本发明方法旨在利用有限的交通流调节手段，尽可能少的干扰正常交通通行，发挥交通流中社会车辆对自动驾驶测试的辅助作用，完成自动驾驶汽车的公共道路测试过程。因此，在当前自动驾驶技术尚未发展完备的情况下，自动驾驶汽车测试过程中，完成某测试项目后，应在安全区域调试准备，等待下一测试项目的触发时机，而不是任意行驶，肆意占用公共道路资源。
作为本发明的另一实施例，提供一种自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，其中，包括：
获取模块，用于获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；
选择模块，用于根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；
发送模块，用于根据所述自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中所述交通流调节控制信号用于调节所述自动驾驶汽车测试道路的交通流；
测试模块，用于在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试。
本发明实施例提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，在尽可能少地干扰正常交通流的情况下，充分利用交通流中社会车辆对自动驾驶汽车测试的辅助作用，在保障测试过程安全性的前提下，完成自动驾驶汽车的测试项目开展，解决了当前自动驾驶汽车公共道路测试对正常道路交通通行的干扰和缺乏科学利用道路交通流的机制等问题。本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置可以确保自动驾驶汽车能够在测试项目预定开展的位置、时间、速度的条件下，与交通流中充作测试用背景车辆的社会车辆汇合，从而顺利开展各项测试项目。
关于本发明实施例提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置的具体工作过程可以参照前文的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法的描述，此处不再赘述。
作为本发明的另一实施例，提供一种自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，其中，包括：上位机、交通流检测设备、交通管控设备和前文所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，所述交通流检测设备和所述交通管控设备均与所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置通信连接，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置与所述上位机通信连接。
本发明实施例提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，采用了前文的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，在尽可能少地干扰正常交通流的情况下，充分利用交通流中社会车辆对自动驾驶汽车测试的辅助作用，在保障测试过程安全性的前提下，完成自动驾驶汽车的测试项目开展，解决了当前自动驾驶汽车公共道路测试对正常道路交通通行的干扰和缺乏科学利用道路交通流的机制等问题。本发明提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统可以确保自动驾驶汽车能够在测试项目预定开展的位置、时间、速度的条件下，与交通流中充作测试用背景车辆的社会车辆汇合，从而顺利开展各项测试项目。
应当理解的是，上位机用于向工作人员显示自动驾驶汽车的安全性测试结果。
优选地，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置可以通过单片机实现。
关于本发明实施例提供的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统的具体工作过程可以参照前文的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法的描述，此处不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其特征在于，包括：
获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；
根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；
根据所述自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中所述交通流调节控制信号用于调节所述自动驾驶汽车测试道路的交通流；
在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车行驶安全性测试；
向上位机反馈自动驾驶汽车的行驶安全性测试结果；
所述根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目，包括：
将所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数与待测试的自动驾驶汽车的测试项目对交通流参数的要求进行比对；
根据交通流调节最少原则选择适用于待测试的自动驾驶汽车的测试项目。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其特征在于，所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数包括交通流速度、交通流密度、车头间距和车辆类型分布。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其特征在于，所述自动驾驶汽车测试道路包括交通流可控的用于自动驾驶汽车测试的半开放道路环境。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其特征在于，所述在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试，包括：
将待测试的自动驾驶汽车的初始速度记录为v0，即将进入所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的交通流速度记录为
Figure FDA0003421328420000011
待测试的自动驾驶汽车的初始位置距离所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口记录为S0，待测试的自动驾驶汽车的测试项目开始位置距离所述交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路的出入交叉口为St时，待测试的自动驾驶汽车按照加速度a先进行t1时间的减速，再进行t2时间加速到
Figure FDA0003421328420000012
其中，
Figure FDA0003421328420000013
且
Figure FDA0003421328420000014
5.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其特征在于，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试方法还包括在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试的步骤后进行的：
接触交通流调节。
6.一种自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，用于实现权利要求1至5中任意一项所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试方法，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取当前交通流检测设备中自动驾驶汽车测试道路的交通流参数；
选择模块，用于根据当前所述自动驾驶汽车测试道路的交通流参数选择自动驾驶汽车的测试项目；
发送模块，用于根据所述自动驾驶汽车的测试项目向交通管控设备发送交通流调节控制信号，其中所述交通流调节控制信号用于调节所述自动驾驶汽车测试道路的交通流；
测试模块，用于在交通流调节后的自动驾驶汽车测试道路上进行自动驾驶汽车测试。
7.一种自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，其特征在于，包括：上位机、交通流检测设备、交通管控设备和权利要求6所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试装置，所述交通流检测设备和所述交通管控设备均与所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置通信连接，所述自动驾驶汽车行驶安全性测试装置与所述上位机通信连接。
8.根据权利要求7所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，其特征在于，所述交通流检测设备包括：地感线圈、监控摄像机、微波雷达和电子号牌读写设备，所述地感线圈设置在自动驾驶汽车测试道路的出入口的地面上，所述监控摄像机、微波雷达和电子号牌读写设备设置在所述自动驾驶汽车测试道路的出入口的龙门架上。
9.根据权利要求7所述的自动驾驶汽车行驶安全性测试系统，其特征在于，所述交通管控设备包括：信号灯、诱导屏和可变车道。
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