CN111447558A - 用于车路协同的测试支架车 - Google Patents

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CN111447558A CN202010354055.8A CN202010354055A CN111447558A CN 111447558 A CN111447558 A CN 111447558A CN 202010354055 A CN202010354055 A CN 202010354055A CN 111447558 A CN111447558 A CN 111447558A
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吴超
陈新海
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Abstract

本发明涉及一种用于车路协同的测试支架车，包括车体，节点控制器获取场景配置信息；场景配置信息包括各个通信节点的配置信息和V2X广播报文；多个通信节点根据所述场景配置信息执行任务；供电模块为所述节点控制器和多个通信节点提供电能；本发明通过在支架车上配备多个通信节点，实现在任何场地灵活部署，各通信节点统一听从上级控制器的指令，具有较强的协同性和测试可复现机制，可快速模拟多样的测试环境，尤其是车辆众多的复杂交叉路口通信环境，通信节点按测试的关联性，分为关联节点和干扰节点，层次分明，避免不必要的算力开销，且支架车在试验中无须移动，仅通过V2X广播报文中的位置描述和发射功率变化，即可模拟多个节点的运动。

Description

用于车路协同的测试支架车
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种用于车路协同的测试支架车。
背景技术
车路协同技术，利用车载和路侧节点形成专有网络，搜集和传递车辆姿态和道路状况等相关信息，以增强自动驾驶系统的感知能力，是实现完全自动驾驶的关键技术之一。
车路协同技术强调的应当是车与外界的协同能力；而目前，车路协同技术的测试设备和测试方法依然停留在单节点的性能和功能测试上。如何测试节点在复杂环境中的性能，使测试结果更贴近真实环境中的表现，已逐渐成为行业关注的焦点。
目前行业采取的测试方法主要是：在真实的场地中构建人、车、路的测试环境。这种模式有以下缺点：
1、资金花费大；2、受天气、云层等随机因素影响，测试的一致性较差；3、背景节点(即被测节点之外的其他节点)数量有限，无法反映真实交通环境。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于车路协同的测试支架车，以解决现有技术中车路协同系统测试缺少仿真通信环境的问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种用于车路协同的测试支架车，包括：车体，所述车体上设有：
节点控制器，用于获取场景的配置信息；所述配置信息包括各个通信节点的配置规则和V2X广播报文；
多个通信节点，用于根据所述配置信息执行任务；
供电模块，用于为所述节点控制器和多个通信节点提供电能。
进一步的，所述通信节点包括：
干扰节点，用于根据所述配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
关联节点，用于根据所述配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及接收被测节点发送的V2X广播报文并上传至所述节点控制器。
进一步的，所述获取场景的配置信息，包括：
获取总控制器发送的信息；
判断所述信息是否为各通信节点的配置信息；
确定为配置信息后，根据通信密度及干扰级别，对干扰节点和/或关联节点进行配置。
进一步的，所述根据所述配置信息执行任务，包括：
接收节点控制器发送的配置信息；
判断通信节点是否为关联节点；
如果不是关联节点，则接收节点控制器发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
如果是关联节点，则同时进行发送V2X广播报文和接收V2X广播报文，且发送的V2X广播报文中的位置坐标、朝向、速度、方向盘角度、四轴加速度应符合车辆动力学模型，所述车辆动力学模型包括：纵向动力学模型，用于描述车辆加减速的运动特性、横向动力学模型，用于描述车辆变道的运动特性；
所述发送V2X广播报文包括：接收节点控制器发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
所述接收V2X广播报文包括：接收V2X广播报文并解析，判断是否为被测节点发送的V2X广播报文，如果是，则记录并上报给节点控制器；如果不是，则抛弃数据。
进一步的，判断是否为被测节点发送的V2X广播报文，包括：
判断接收到的V2X广播报文中的ID字段是否与被测节点的ID字段一致；
如果一致，则是被测节点发送的V2X广播报文；
如果不一致，则不是被测节点发送的V2X广播报文。
进一步的，还包括：
节点控制器将业务交互过程的数据记录上传至总控制器进行存储；
其中，所述业务交互过程的数据包括：被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文。
进一步的，所述被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文均含有同一时间基准的时间戳。
进一步的，所述被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文均包括：
计数器、车辆ID、时间戳、位置坐标、精度、传动方式、速度、朝向、方向盘角度、运动轨迹精度、四轴加速度、车辆大小、车辆类型、车辆其他安全装置描述。
进一步的，所述通信节点采用LTE-V制式的OBU终端。
进一步的，所述支架车的车体底部设有四个万向轮。
本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：
本发明提供一种用于车路协同的测试支架车，包括车体，所述车体上设有：节点控制器，用于获取场景的配置信息；配置信息包括各个通信节点的配置规则和V2X广播报文；多个通信节点，用于根据配置信息执行任务；供电模块，用于为节点控制器和多个通信节点提供电能。本发明通过在支架车上配备多个通信节点，实现在任何场地灵活部署，各通信节点统一听从上级控制器的指令，具有较强的协同性和测试可复现机制，可快速模拟多样的测试环境，尤其是车辆众多的复杂交叉路口通信环境，通信节点按测试的关联性，分为关联节点和干扰节点，层次分明，避免不必要的算力开销，且支架车在试验中无须移动，仅通过V2X广播报文中的位置描述和发射功率变化，即可模拟多个节点的运动。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种用于车路协同的测试支架车的结构示意图；
图2为本发明一种用于车路协同的测试支架车的实体结构示意图；
图3为本发明提供的节点控制器的工作流程图；
图4为本发明提供的通信节点的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供一种用于车路协同的测试支架车，通过一种场地内灵活部署的支架车，执行上级控制器下发的指令，模拟车路协同场景中各个通信节点的信息交互动作，为被测节点构建测试背景环境。解决目前网联测试时缺少仿真通信环境的问题。
下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的用于车路协同的测试支架车。
如图1所示，本申请实施例中提供的用于车路协同的测试支架车，包括：车体1，所述车体1上设有：
节点控制器101，用于获取场景的配置信息；所述配置信息包括各个通信节点102的配置规则和V2X广播报文；
多个通信节点102，用于根据所述配置信息执行任务；
供电模块103，用于为所述节点控制器101和多个通信节点102提供电能。
首先设计一个虚拟的场景仿真系统，用来模拟车路协同的真实通信环境，场景仿真系统中包括具体场景内容、整个节点的数量、各自的角色等供被测节点进行测试，总控制器将场景仿真系统与本申请提供的用于车路协同的测试支架车进行通信以及数据传输等，具体的，总控制器负责解读场景仿真系统的环境，分配各节点角色，并将环境细节按照相应的协议规则转换成V2X广播报文，通过无线通信技术下发给支架车车体1上设置的节点控制器101。
用于车路协同的测试支架车的工作原理为：如图2所示，支架车的车体1承载一个节点控制器101、多个通信节点102和供电模块103，为其提供移动能力和供电能力；节点控制器101负责从总控制器中接收各通信节点102的配置规则和V2X广播报文，并将其传送至各通信节点102。通信节点102完全受节点控制器101控制，它负责接收节点控制器101的角色分配指令，设置无线发射的功率、载波中心频率，执行节点控制器101传达的V2X广播报文任务，并接收被测节点发送的V2X广播报文用于上报。
优选的，本申请中的通信节点102采用LTE-V制式的OBU终端，支架车的车体1底部设有四个万向轮，本申请中的支架车方便场地内灵活部署。
需要说明的是，一个节点控制器101可以控制多个通信节点102，节点控制器101执行总控制器的任务，分配各通信节点102的配置规则和V2X广播报文，通信节点102在整个过程中不主动生产数据，一切数据和行为由节点控制器101提供。
一些实施例中，所述通信节点102包括：
干扰节点，用于根据所述配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
关联节点，用于根据所述配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及接收被测节点发送的V2X广播报文并上传至所述节点控制器101。
具体的，根据在场景仿真系统的角色不同，通信节点102分为干扰节点和关联节点。干扰节点为离被测节点较远的通信节点102，不与被测节点发生近距离动作(如紧急制动、超车等)，仅仅提供背景噪声模拟测试环境；关联节点为与被测节点发生实质性动作的通信节点102，如超车场景中邻道车辆，紧急制动场景中的前后车辆等，在此模拟环境中，关联节点的V2X广播报文会执行场景仿真系统分配的动力学模型，例如：如风速影响、加速度、减速度、转弯半径、刹车距离等，以更真实的反映车辆的动作。
一些实施例中，如图3所示，所述获取场景的配置信息，包括：
获取总控制器发送的信息；
判断所述信息是否为各通信节点102的配置信息；
确定为配置信息后，根据通信密度及干扰级别，对干扰节点和/或关联节点进行配置。
具体的，节点控制器101启动后等待接收控制器发送指令，判断是否已接收到配置本节点控制器101下各通信节点102的配置信息，如需要配置通信节点102则进入下一步，否则节点控制器101继续等待总控制器下发指令，对于干扰节点，节点控制器101根据通信密度、干扰级别，调节各节点无线发射功率和载波中心频率；对于关联节点，节点控制器101根据总控制器发送的业务指令要求的通信距离调整通信节点102的无线发射功率，并将业务指令的V2X广播报文按照指定频率发送。实现干扰节点、关联节点与实际被测节点发出的V2X广播报文进行数据交互。
优选的，还包括：
节点控制器101将业务交互过程的数据记录上传至总控制器进行存储；
其中，所述业务交互过程的数据包括：被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文。
在节点控制器101接收总控制器的业务指令的同时，节点控制器101将业务交互过程的数据记录向控制器回传备份，用于测试评价分析。其中，业务交互过程的数据包括实际被测车辆发送的V2X数据、关联节点发送的V2X数据、干扰节点发送的V2X数据。
优选的，所述被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文均含有同一时间基准的时间戳。
一些实施例中，如图4所示，所述根据所述配置信息执行任务，包括：
接收节点控制器101发送的配置信息；
判断通信节点102是否为关联节点；
如果不是关联节点，则接收节点控制器101发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
如果是关联节点，则同时进行发送V2X广播报文和接收V2X广播报文，且发送的V2X广播报文中的位置坐标、朝向、速度、方向盘角度、四轴加速度应符合车辆动力学模型，所述车辆动力学模型包括：纵向动力学模型，用于描述车辆加减速的运动特性、横向动力学模型，用于描述车辆变道的运动特性；
所述发送V2X广播报文包括：接收节点控制器101发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
所述接收V2X广播报文包括：接收V2X广播报文并解析，判断是否为被测节点发送的V2X广播报文，如果是，则记录并上报给节点控制器101；如果不是，则抛弃数据。
首先，接收节点控制器101发送的配置信息后，先判断通信节点102是否为关联节点，如果不是关联节点那么就是干扰节点，因为只有关联节点与被测节点之间有交互，因此只需判断关联节点即可。如果不是关联节点，即为干扰节点，则接收节点控制器101发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；也就是说，干扰节点和其他通信节点102一样，不停的向外广播消息，只是这个广播消息包含的位置信息，离被测节点位置较远，所以被测节点一般认为其不会与自己发生密切关系，即正常状态下不会与之进行交互。因此干扰节点发出的广播信息仅作为干扰信息存在。所以，干扰节点主要负责构建通信背景环境，与被测节点争抢信道，制造噪音，增加被测节点的数据处理负荷，因此干扰节点的V2X广播报文的内容并不重要，只须按配置规则中的无线发射功率和载波中心频率执行任务即可。
如果判断是关联节点，同步开始无线发送动作和无线接收动作，其中“发送”和“接收”是指向外界广播发送V2X广播报文和接收外界的V2X广播报文。因为关联节点只接收被测节点发出的V2X广播报文，其余通信节点102的广播数据一律抛弃，因为在这整个过程中，只有被测节点的V2X广播报文是未知的，其他通信节点102数据都是由场景仿真系统分配的。关联节点与被测节点需要进行交互，关联车辆(搭载关联节点的车辆)可能会产生刹车、加速、停车、变道等动作，因此关联节点的V2X广播报文(尤其是位置信息)会频繁改变，且其运动轨迹符合动力学模型。
需要说明的是，本申请中关联节点发送的V2X广播报文是场景仿真系统虚拟出的车辆信息，关联节点发送的V2X广播报文中的位置坐标、朝向、速度、方向盘角度、四轴加速度应符合车辆动力学模型，因为接收的是被测节点的广播信息，由于是实车的运动轨迹，所以是符合动力学模型的。所谓动力学模型，就是要符合基本的物理学，比如说，不可能一踩刹车立马就停下来，而是有一个减速的过程。车辆动力学模型包括：纵向动力学模型，用于描述车辆加减速的运动特性、横向动力学模型，用于描述车辆变道的运动特性；动力学模型是由场景仿真系统负责生成的，本申请在此不做赘述。
本申请中通过无线发射功率的大小来模拟通信节点102与被测节点的距离，设置载波中心频率可以使得各通信节点102之间尽量不发生频率冲突，如果都在一个载波中心频率上发送信息，会干扰信号的正常传输。
一些实施例中，判断是否为被测节点发送的V2X广播报文，包括：
判断接收到的V2X广播报文中的ID字段是否与被测节点的ID字段一致；
如果一致，则是被测节点发送的V2X广播报文；
如果不一致，则不是被测节点发送的V2X广播报文。
具体的，本申请中关联节点判断接收到的V2X广播报文是否由被测节点发出，是通过判断接收到的V2X广播报文中的ID字段是否与被测节点的ID字段一致，如果一致，则是被测节点发送的V2X广播报文，则进行记录并上报，如果不一致，则不是被测节点发送的V2X广播报文，则抛弃数据。
优选的，所述被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文均包括：
计数器、车辆ID、时间戳、位置坐标、精度、传动方式、速度、朝向、方向盘角度、运动轨迹精度、四轴加速度、车辆大小、车辆类型、车辆其他安全装置描述。
需要说明的是，V2X广播报文为一个规范化的数据报文，其报文结构如下：
Figure BDA0002472865830000091
表1
优选的，本申请中提供的支架车还可以采用机动车或者其他类型的移动工具，本申请再次不做限定。
综上所述，本发明提供一种用于车路协同的测试支架车，本发明通过在支架车上配备多个通信节点，实现在任何场地灵活部署，各通信节点统一听从上级控制器的指令，具有较强的协同性和测试可复现机制，可快速模拟多样的测试环境，尤其是车辆众多的复杂交叉路口通信环境，通信节点按测试的关联性，分为关联节点和干扰节点，层次分明，避免不必要的算力开销，且支架车在试验中无须移动，仅通过V2X广播报文中的位置描述和发射功率变化，即可模拟多个节点的运动。
可以理解的是，上述提供的系统实施例与方法实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于车路协同的测试支架车，其特征在于，包括：车体，所述车体上设有：
节点控制器，用于获取场景的配置信息；所述配置信息包括各个通信节点的配置规则和V2X广播报文；
多个通信节点，用于根据所述配置信息执行任务；
供电模块，用于为所述节点控制器和多个通信节点提供电能。
2.根据权利要求1所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，所述通信节点包括：
干扰节点，用于根据所述配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
关联节点，用于根据所述配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及接收被测节点发送的V2X广播报文并上传至所述节点控制器。
3.根据权利要求2所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，所述获取场景的配置信息，包括：
获取总控制器发送的信息；
判断所述信息是否为各通信节点的配置信息；
确定为配置信息后，根据通信密度及干扰级别，对干扰节点和/或关联节点进行配置。
4.根据权利要求3所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，还包括：
节点控制器将业务交互过程的数据记录上传至总控制器进行存储；
其中，所述业务交互过程的数据包括：被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文。
5.根据权利要求4所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，
所述被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文均含有同一时间基准的时间戳。
6.根据权利要求2所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，所述根据所述配置信息执行任务，包括：
接收节点控制器发送的配置信息；
判断通信节点是否为关联节点；
如果不是关联节点，则接收节点控制器发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
如果是关联节点，则同时进行发送V2X广播报文和接收V2X广播报文，且发送的V2X广播报文中的位置坐标、朝向、速度、方向盘角度、四轴加速度应符合车辆动力学模型，所述车辆动力学模型包括：纵向动力学模型，用于描述车辆加减速的运动特性、横向动力学模型，用于描述车辆变道的运动特性；
所述发送V2X广播报文包括：接收节点控制器发送的配置信息，根据配置规则设置无线发射功率和载波中心频率以及读取V2X广播报文并发送；
所述接收V2X广播报文包括：接收V2X广播报文并解析，判断是否为被测节点发送的V2X广播报文，如果是，则记录并上报给节点控制器；如果不是，则抛弃数据。
7.根据权利要求6所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，判断是否为被测节点发送的V2X广播报文，包括：
判断接收到的V2X广播报文中的ID字段是否与被测节点的ID字段一致；
如果一致，则是被测节点发送的V2X广播报文；
如果不一致，则不是被测节点发送的V2X广播报文。
8.根据权利要求6所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，所述被测节点发送的V2X广播报文、关联节点发送的V2X广播报文、干扰节点发送的V2X广播报文均包括：
计数器、车辆ID、时间戳、位置坐标、精度、传动方式、速度、朝向、方向盘角度、运动轨迹精度、四轴加速度、车辆大小、车辆类型、车辆其他安全装置描述。
9.根据权利要求1至8任一项所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，
所述通信节点采用LTE-V制式的OBU终端。
10.根据权利要求9所述的用于车路协同的测试支架车，其特征在于，所述支架车的车体底部设有四个万向轮。
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