CN111505664A - 一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法 - Google Patents

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王保军
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Abstract

本发明涉及模拟测试技术领域，且公开了一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，包括房体、构建池、无人平台和摄像头，以及障碍物检测能力测试、特定目标识别能力测试、特定运动目标检测及跟踪能力测试、环境建模能力测试、规划能力测试、自主定位与地图构建能力测试、特定目标侦察能力测试和运动控制能力测试，通过在房间内构建模型，来模拟各种环境下的障碍物，从而能够对激光雷达的各项性能进行完整的测试。

Description

一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法
技术领域
本发明涉及模拟测试技术领域，具体为一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法。
背景技术
激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，在军事等领域广泛使用。
而现有的激光雷达为了保证其使用时的精准性等各项性能，在使用前需要进行各项测试，而现有的测试方法中，基于障碍物测试的测试方法有着测试不够全面的问题。因此亟需一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，具备能够对激光雷达的性能进行全面测试等优点，解决了现有的基于障碍物测试的测试方法有着测试不够全面的问题。
(二)技术方案
为实现上述能够对激光雷达的性能进行全面测试的目的，本发明提供如下技术方案：一种障碍物测试的测试房间，包括房体、构建池、无人平台和摄像头，构建池位于房体内，构建池呈镂空的矩形体，无人平台放置于构建池内，摄像头的数量为四个且分别固定安装在房体内壁的四角。
优选的，所述房体的右侧面开设有两扇门。
优选的，所述房体的左侧面开设有三扇窗。
优选的，所述房体呈顶面镂空的矩形体。
优选的，所述构建池内填充有模块。
一种基于障碍物测试的测试方法，包括以下步骤：
(1)、障碍物检测能力测试：首先，利用基本地形模块、仿真车模型及仿真人模型等建立测试模型库；测试在半实物测试环境中进行，可任意组合传感器；从模型库中选择各种测试模型；利用待测系统检测算法对选择的测试模型进行检测，将检测结果按规定格式输出，并记录检测时间；对检测结果进行统计，通过程序自动判读检测准确率等指标，给出评估结果。
(2)、特定目标识别能力测试：首先，利用基本地形模块、仿真车模型及仿真人等模型建立特定目标模型库；测试在半实物测试环境中进行，可任意组合传感器；从模型库中选择各种目标模型；利用识别算法对选择的目标模型进行识别，将识别结果按规定格式输出，并记录识别算法时间；对识别结果及耗时进行统计，评估待测系统目标识别能力。
(3)、特定运动目标检测及跟踪能力测试：首先，使用AGV小车搭载各种目标(如车辆、行人等)作为运动目标；使用色带作为导航路径来控制AVG小车的运动路线；AGV小车速度设定按0.5m/s、1m/s等多个速度值进行设定，AGV小车航向设定按0°、45°、90°等多个航向值进行设定；记录待测感知到的各个情况下特定目标跟踪的输出情况；统计目标测量值与真值差值及算法耗时情况，评估待测系统运动目标检测及跟踪能力。
(4)、环境建模能力测试：首先，在半实物测试环境中用基本地形模块搭建模拟野外环境地形模型，在模型里添加各种障碍物微缩比例模型载体，包含各种敏感目标，正障碍、负障碍等，并使用AGV小车待在各种目标作为运动障碍物；记录待测系统输出的环境建模结果；统计环境建模结果与算法耗时；按指标评价准则评估待测系统感知算法的环境建模能力。
(5)、规划能力测试:首先，在半实物测试环境中利用基本地形模块搭建模拟野外环境地形的测试场景，待测无人系统在环境建模的基础上，规划出行驶轨迹，利用轨迹平滑度、路径长度等评估待测系统的轨迹生成能力。
(6)、自主定位与地图构建能力测试：首先，在半实物测试环境中用基本地形模块搭建模拟野外环境地形模型，在模型里添加各种障碍物微缩比例模型载体，包含各种敏感目标，正障碍、负障碍等；利用室内通用无人平台作为载体，安装待测系统的传感器以及软硬件系统，实现自主定位与地图构建；按评价准则评估待测系统的自主定位及地图构建能力。
(7)、特定目标侦察能力测试：特定目标侦查方法是在半实物测试环境中设计模拟战场目标侦查环境，通过待测系统侦查模块反馈的侦查结果与实际结果进行对比的方式来测试其目标侦查能力。首先，在半实物测试环境中用基本地形模块搭建模拟野外侦查环境地形模型，在模型里添加各种侦查目标、遮挡等微缩比例模型；利用室内通用无人平台作为载体，安装待测系统的传感器以及软硬件系统，实现特定目标侦察；按评价准则评估待测系统的特定目标侦察能力。
(8)、运动控制能力测试：首先，在半实物测试环境中设计“8”字形、“S”形轨迹，并发送给室内通用平台执行；统计室内通用无人平台在不同速度条件下的运动控制性能，评估其运动控制能力。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，具备以下有益效果：
1、该基于障碍物测试的测试房间及测试方法，通过在房间内构建模型，来模拟各种环境下的障碍物，从而能够对激光雷达的各项性能进行完整的测试。
附图说明
图1为本发明房体的结构示意图。
图中：1房体、2构建池、3无人平台、4摄像头、5门、6窗、7模块。
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。
请参阅图1，本发明提出了一种障碍物测试的测试房间，包括房体1、构建池2、无人平台3和摄像头4，房体1呈顶面镂空的矩形体，房体1的右侧面开设有两扇门5，房体1的左侧面开设有三扇窗6，构建池2位于房体1内，构建池2呈镂空的矩形体，构建池2内填充有模块7，无人平台3放置于构建池2内，摄像头4的数量为四个且分别固定安装在房体1内壁的四角。
一种基于障碍物测试的测试方法，包括以下步骤：
(1)、障碍物检测能力测试：首先，利用基本地形模块、仿真车模型及仿真人模型等建立测试模型库；测试在半实物测试环境中进行，可任意组合传感器；从模型库中选择各种测试模型；利用待测系统检测算法对选择的测试模型进行检测，将检测结果按规定格式输出，并记录检测时间；对检测结果进行统计，通过程序自动判读检测准确率等指标，给出评估结果。
该步骤通过设计在半实物仿真环境中放置各种类型障碍物模型的方式，定量地评估目标检测算法对不同大小、形状、颜色以及类型障碍物的检测能力。
(2)、特定目标识别能力测试：首先，利用基本地形模块、仿真车模型及仿真人等模型建立特定目标模型库；测试在半实物测试环境中进行，可任意组合传感器；从模型库中选择各种目标模型；利用识别算法对选择的目标模型进行识别，将识别结果按规定格式输出，并记录识别算法时间；对识别结果及耗时进行统计，评估待测系统目标识别能力。
该步骤通过在半实物测试环境中放置各种类型特定目标的方式定量地评估目标识别算法对不同类型目标的识别能力。
(3)、特定运动目标检测及跟踪能力测试：首先，使用AGV小车搭载各种目标(如车辆、行人等)作为运动目标；使用色带作为导航路径来控制AVG小车的运动路线；AGV小车速度设定按0.5m/s、1m/s等多个速度值进行设定，AGV小车航向设定按0°、45°、90°等多个航向值进行设定；记录待测感知到的各个情况下特定目标跟踪的输出情况；统计目标测量值与真值差值及算法耗时情况，评估待测系统运动目标检测及跟踪能力。
该步骤通过使用AGV小车设计运动目标载体的方式定量地评估目标识别算法对运动目标的检测及跟踪能力。
(4)、环境建模能力测试：首先，在半实物测试环境中用基本地形模块搭建模拟野外环境地形模型，在模型里添加各种障碍物微缩比例模型载体，包含各种敏感目标，正障碍、负障碍等，并使用AGV小车待在各种目标作为运动障碍物；记录待测系统输出的环境建模结果；统计环境建模结果与算法耗时；按指标评价准则评估待测系统感知算法的环境建模能力。
该步骤中非结构化环境下的地面无人系统自主导航是一个非常具有挑战性的任务，完成该任务的首要条件就是对周围动态环境的自主感知建模。
(5)、规划能力测试:首先，在半实物测试环境中利用基本地形模块搭建模拟野外环境地形的测试场景，待测无人系统在环境建模的基础上，规划出行驶轨迹，利用轨迹平滑度、路径长度等评估待测系统的轨迹生成能力。
该步骤通过在半实物测试环境中设计不同复杂度的地形与障碍物场景，测试地面无人系统运动轨迹生成能力。
(6)、自主定位与地图构建能力测试：首先，在半实物测试环境中用基本地形模块搭建模拟野外环境地形模型，在模型里添加各种障碍物微缩比例模型载体，包含各种敏感目标，正障碍、负障碍等；利用室内通用无人平台作为载体，安装待测系统的传感器以及软硬件系统，实现自主定位与地图构建；按评价准则评估待测系统的自主定位及地图构建能力。
该步骤中如何实现自主定位和环境地图构建，是地面无人系统自主导航功能实现的基础，通过设计测试环境，定量评估小平台自主定位与地图的构建能力。
(7)、特定目标侦察能力测试：特定目标侦查方法是在半实物测试环境中设计模拟战场目标侦查环境，通过待测系统侦查模块反馈的侦查结果与实际结果进行对比的方式来测试其目标侦查能力。首先，在半实物测试环境中用基本地形模块搭建模拟野外侦查环境地形模型，在模型里添加各种侦查目标、遮挡等微缩比例模型；利用室内通用无人平台作为载体，安装待测系统的传感器以及软硬件系统，实现特定目标侦察；按评价准则评估待测系统的特定目标侦察能力。
该步骤通过在半实物测试环境中设计特定目标侦察场景，定量评估小平台在执行战场侦察任务中所需的环境感知与理解、决策规划运动控制以及目标搜索等性能。
(8)、运动控制能力测试：首先，在半实物测试环境中设计“8”字形、“S”形轨迹，并发送给室内通用平台执行；统计室内通用无人平台在不同速度条件下的运动控制性能，评估其运动控制能力。
该步骤中运动控制能力测试是通过在室内设计“S”形、“8”字形路径，测试室内通用平台的运动控制能力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于障碍物测试的测试房间，包括房体(1)、构建池(2)、无人平台(3)和摄像头(4)，其特征在于：所述构建池(2)位于房体(1)内，构建池(2)呈镂空的矩形体，无人平台(3)放置于构建池(2)内，摄像头(4)的数量为四个且分别固定安装在房体(1)内壁的四角。
2.根据权利要求1所述的一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，其特征在于：所述房体(1)呈顶面镂空的矩形体。
3.根据权利要求1所述的一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，其特征在于：所述房体(1)的右侧面开设有两扇门(5)。
4.根据权利要求1所述的一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，其特征在于：所述房体(1)的左侧面开设有三扇窗(6)。
5.根据权利要求1所述的一种基于障碍物测试的测试房间及测试方法，其特征在于：所述构建池(2)内填充有模块(7)。
6.一种基于障碍物测试的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、障碍物检测能力测试：该步骤通过设计在半实物仿真环境中放置各种类型障碍物模型的方式，定量地评估目标检测算法对不同大小、形状、颜色以及类型障碍物的检测能力；
(2)、特定目标识别能力测试：该步骤通过在半实物测试环境中放置各种类型特定目标的方式定量地评估目标识别算法对不同类型目标的识别能力；
(3)、特定运动目标检测及跟踪能力测试：该步骤通过使用AGV小车设计运动目标载体的方式定量地评估目标识别算法对运动目标的检测及跟踪能力；
(4)、环境建模能力测试：该步骤中非结构化环境下的地面无人系统自主导航是一个非常具有挑战性的任务，完成该任务的首要条件就是对周围动态环境的自主感知建模；
(5)、规划能力测试:该步骤通过在半实物测试环境中设计不同复杂度的地形与障碍物场景，测试地面无人系统运动轨迹生成能力；
(6)、自主定位与地图构建能力测试：该步骤中如何实现自主定位和环境地图构建，是地面无人系统自主导航功能实现的基础，通过设计测试环境，定量评估小平台自主定位与地图的构建能力；
(7)、特定目标侦察能力测试：该步骤通过在半实物测试环境中设计特定目标侦察场景，定量评估小平台在执行战场侦察任务中所需的环境感知与理解、决策规划运动控制以及目标搜索等性能；
(8)、运动控制能力测试：该步骤中运动控制能力测试是通过在室内设计“S”形、“8”字形路径，测试室内通用平台的运动控制能力。
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