CN111523254B - 一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法 - Google Patents

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CN111523254B CN202010557240.7A CN202010557240A CN111523254B CN 111523254 B CN111523254 B CN 111523254B CN 202010557240 A CN202010557240 A CN 202010557240A CN 111523254 B CN111523254 B CN 111523254B
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Abstract

本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，包括：数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并作为输入数据；数值模拟系统，用于基于输入数据，分析变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并作为控制输入；智能控制系统，用于根据控制输入计算变稳车在当前状态下的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号；动力系统，用于根据输出信号，输出输出参数到数据采集系统，智能控制系统，还用于将的输入数据与第二运动状态进行对比分析，来对动力系统的输出参数进行修正。通过模拟动力学特性目标车辆驾驶状态的变稳车作为自动驾驶程序的验证平台，验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力。

Description

一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法
技术领域
本发明涉及车辆自动驾驶控制与仿真技术领域，特别涉及一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法。
背景技术
自动驾驶时代，车辆的驾驶将逐渐交由人工智能程序完成，如何评价人工智能程序具备操纵不同车辆的能力，成为一个核心难题。其中一个主要障碍在于不同车辆的尺度、动力学特性等都存在极大的区别。在某一车辆上具备自主驾驶能力的人工智能程序，很难证明在其他车辆上一样有效，未来直接让不经验证的人工智能程序操作不同车辆本身十分危险，重复建设不同车辆模型验证平台费用高昂，需要一个通用的验证平台。
在研制现代飞机的过程中，变稳飞机已经成为一种研制飞机的综合试验方法的主要手段。变稳飞机，全称变稳定性飞机，又叫空中飞行模拟器。它作为模拟空中飞行的专用载体，能够在不改变飞行条件的情况下，通过使用特殊的电传操纵系统，调整变稳飞行控制律的参数，使得飞机以及操纵系统的性能在较大参数范围内可变，甚至在必要时，也能改变座舱环境和飞行仪表，改变飞机的动态特性，从而在空中模拟其他飞机的操纵品质。
参考飞机的研发过程，同样可以开发出一种具有变稳定性的特种车辆，即变稳车。它可以通过软硬件的快速配置，模拟出不同尺寸、不同动力学性能的操控特性，让人工智能程序提前在此类变稳车上验证自动驾驶能力，从而控制风险，提高开发安全性与效率。
因此，本发明提出一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法。
发明内容
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法，用以通过模拟不同尺度、不同车辆动力学特性目标车辆驾驶状态功能的变稳车作为自动驾驶程序的验证平台，验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，包括：数据采集系统、数值模拟系统、智能控制系统和动力系统；
所述数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
所述数值模拟系统，用于基于所述数据采集系统采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号传递给所述动力系统；
所述动力系统，用于根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数到所述数据采集系统；
同时，所述智能控制系统，还用于将所述数据采集系统采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述动力系统的所述输出参数进行修正。
优选地，所述数据采集系统包括：惯性测量模块、定位模块、轮速传感器和角度传感器；
所述惯性测量模块，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车在六个自由度上的任意时刻速度与加速度，并获得所述变稳车的实时运动状态；
所述定位模块，用于当所述变稳车在运动时，测量所述变稳车的实时运动轨迹以及运动航向角；
所述轮速传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆实际轮速；
所述角度传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆前轮转向角；
其中，所述实时运动状态、实时运动轨迹、运动航向角、车辆实际轮速以及车辆前轮转向角构成第一运动状态。
优选地，所述数值模拟系统包括：车辆动力学模块和预测控制模块；
所述车辆动力学模块，用于模拟并获取与所述变稳车对应的预先存储的目标车辆的车辆动力学模型；
所述预测控制模块，用于基于所述车辆动力学模型以及预测控制模型对所述目标车辆车的运动参数进行分析处理，获取所述目标车辆的模拟运行参数；
其中，所述模拟运行参数作为所述变稳车的控制输入。
优选地，所述智能控制系统包括：反馈模块、决策控制模块和执行模块；
所述决策控制模块，用于接收所述数值模拟系统的控制输入，并将所述控制输入转化为相应的车辆控制信号；
所述执行模块，用于根据所述决策控制模块获取的目标车辆的车辆控制信号，并基于所述车辆控制信号控制所述变稳车的车辆加速度和车辆转向角；
所述反馈模块，用于接收所述数据采集系统的反馈信号，并与目标车辆的车辆控制信号进行对比分析，并进行PID参数调节，改变所述动力系统的控制参数，控制所述变稳车的六个自由度的速度与加速度与对应的所述目标车辆的车辆控制信号保持一致。
优选地，所述动力系统包括：车辆控制模块、驱动电机以及转向电机；
所述车辆控制模块，用于模拟目标车辆的动力与转向装置，并基于驱动电机和转动电机，控制所述变稳车的运动状态与所述目标车辆保持一致。
优选地，还包括：修正系统，所述修正系统与所述数值模拟系统连接，用于对所述数值模拟系统中的车辆动力学模型以及预测控制模型进行预修正，且所述修正系统包括：
扫描模块，用于扫描并获取存储所述车辆动力学模型的第一存储单元的第一单元信息，同时，扫描并获取存储所述预测控制模型的第二存储单元的第二单元信息；
计算模块，用于基于车辆验证平台，计算所述第一单元信息的第一修正变量，并基于所述第一修正变量对所述车辆动力学模型进行修正，获得第一输出向量；
同时，计算所述第二单元信息的第二修正变量，并基于所述第二修正变量对所述预测控制模型进行修正，获得第二输出向量；
获取模块，用于获取预先建立的所述车辆动力学模型与预测控制模型之间的关联关系，同时，根据实时获取的所述变稳车的实时车状，对所述关联关系进行修正，获得第三输出向量；
第一更新模块，用于基于所述第一输出向量、第二输出向量以及第三输出向量，更新预先建立的所述车辆动力学模型与对应的预测控制模型之间的关联关系。
优选地，还包括：
测试系统，用于测试所述数值模拟系统与智能控制系统的第一连接接口、所述数据采集系统与智能控制系统的第二连接接口、所述智能控制系统与动力系统之间的第三连接接口、所述动力系统与数据采集系统之间的第四连接接口是否合格，所述测试系统包括：
确定模块，用于确定每个连接接口对应的系统的内部逻辑；
监测模块，用于监测与所述连接接口对应系统的访问协议，并对对应系统的访问操作进行统计，获得监测数据；
第二更新模块，用于根据所述监测数据，对所述内部逻辑进行调整处理，更新对应系统接口的接口环境变量；
搭建模块，用于基于所述接口环境变量，搭建对应系统的系统数据模型；
验证模块，用于基于预先构建的虚拟验证平台，对所述系统数据模型进行验证，并判断所述系统数据模型是否合格，若合格，判定对应的连接接口合格；
否则，判定对应的连接接口不合格，判断所述虚拟验证平台上是否存在未释放的验证信息；
若存在，基于所述验证信息对所述系统数据模型进行再次判断；
调整模块，用于如果对应的连接接口仍不合格，则对不合格的连接接口进行仿真调整处理，并根据仿真调整处理结果输出信号波形，当信号波形处于预设波形范围时，判定所述不合格的连接接口合格。
优选地，如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案之后，还包括：对所述最佳控制方案进行验证，其验证步骤包括：
获取所述最佳控制方案中的待验证集合
Figure 752636DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 607460DEST_PATH_IMAGE002
表示所述待验证集合中第n个待验证参数；
计算每个待验证参数与其他待验证参数的关联度；
Figure 387197DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，
Figure 782406DEST_PATH_IMAGE004
表示第i个待验证参数与其余n-1个待验证参数的关联度；
Figure 32997DEST_PATH_IMAGE005
表示第i个待验证参数
Figure 855459DEST_PATH_IMAGE006
的验证关联函数；
Figure 122492DEST_PATH_IMAGE007
表示第j个待验证参数
Figure 259076DEST_PATH_IMAGE008
的验证关联函数；
Figure 927954DEST_PATH_IMAGE009
表示第i+1个待验证参数
Figure 921318DEST_PATH_IMAGE010
的验证关联函数；
计算每个待验证参数在所述待验证集合中的权重值；
Figure 613331DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 350343DEST_PATH_IMAGE012
表示第i个待验证参数基于待验证集合的权重值；
Figure 873728DEST_PATH_IMAGE013
表示第i个待验证参数
Figure 241255DEST_PATH_IMAGE006
的被使用的概率函数；
Figure 482881DEST_PATH_IMAGE014
表示待验证集合被使用的综合概率函数；
Figure 758004DEST_PATH_IMAGE015
表示第i个待验证参数
Figure 401475DEST_PATH_IMAGE006
被使用的概率修正因子；
根据所述关联度和修正值，对所有待验证参数进行由大到小排序，并获取前N个待验证参数，并将所述前N个待验证参数进行综合处理，判断综合处理结果是否处于预先设定的综合范围内；
若在，判定所述最佳控制方案合格，并控制所述变稳车按照所述最佳控制方案进行运动；
否则，判定所述最佳控制方案不合格，并从所述前N个待验证参数中提取关键影响参数，并对所述关键影响参数进行修正处理，直到获取的新的综合处理结果处于预先设定的综合范围内，获得新的最佳控制方案，并控制所述变稳车按照所述新的最佳控制方案进行运动。
优选地，基于车辆验证平台的实现方法，包括：
采集变稳车的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
基于采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
根据所述控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号；
根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数；
将采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述输出参数进行修正。
本发明的有益效果是：
1、通过变稳车可模拟不同实车的驾驶及运动状态，为车辆人工智能驾驶程序提供通用的验证平台，验证自动驾驶程序在不同目标车辆上的控制效果，提出针对目标车辆动力学模型的预测控制模型，实现目标车辆与变稳车的运动状态等效转换功能。
2、通过分别对车辆动力学模型以及预测控制模型进行单独修正，再通过对车辆动力模型与预测控制模型之间的关联关系进行修正，最后，通过所有修正向量，更新预先设定的关联关系，为变稳车提供精准数据基础。
3、通过对各个系统之间的连接接口进行判断，可以有效的保证数据传输的正确性，为验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力提供基础。
4、通过对最佳控制方案进行验证，可以有效的避免因为程序等软件问题，导致获取方案过程中出现失误，通过获取待验证参数的关联度以及对应的权重值，通过对待验证参数进行排序，便于获取前N个待验证参数，最后通过综合处理，便于有效的判断前N个待验证参数是否可以有效的进行综合表示，进而通过与综合范围进行对比，对其合格与否进行综合判断，可以有效的避免因为其中某个参数出现失误，导致在控制变稳车在运动过程中出现失误，其一定程度上间的对驾驶程序进行验证，确保其在不同车辆上的操纵能力的准确性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图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，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种操控特性可调的车辆验证平台的结构图；
图2为本发明实施例中变稳车的整体构架的框图；
图3为本发明实施例中智能控制系统的反馈调节机制的结构图；
图4为本发明实施例中修正系统的结构图；
图5为本发明实施例中测试系统的结构图；
图6为本发明实施例中一种操控特性可调的车辆验证平台的实现方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出的变稳车即为具有变稳定性的特种车辆，它可以通过软硬件的快速配置，模拟出不同尺寸、不同动力学性能车辆的操控特性，并作为一种操控特性可调的车辆验证平台，让人工智能程序提前在此类变稳车上验证自动驾驶能力。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图1所示，包括：数据采集系统、数值模拟系统、智能控制系统和动力系统；
所述数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
所述数值模拟系统，用于基于所述数据采集系统采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号传递给所述动力系统；
所述动力系统，用于根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数到所述数据采集系统；
同时，所述智能控制系统，还用于将所述数据采集系统采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述动力系统的所述输出参数进行修正。
该实施例中，通过分析被测自动驾驶算法针对的不同目标车辆的动力学性能，进行软硬件的快速配置，实时调整修正变稳车的输出参数，以期达到模拟出不同车身参数、不同载荷车辆的实际操控特性的目的，让自动驾驶程序提前在此类变稳车上模拟目标车辆驾驶，验证其自动驾驶能力。
该实施例中，智能控制系统中的决策模块根据六个自由度上的目标车辆的目标状态计算出当前状态下变稳车动力系统的最佳控制方案，交由智能控制系统中的执行模块转换成相应的输出信号并传递给动力系统，使变稳车与目标车辆在六个自由度上产生等效的速度和加速度。同时，智能控制系统还将变稳车数据采集系统采集的实时六自由度的运动状态与目标车辆对应运动状态进行对比，对动力系统的输出参数进行修正，保证变稳车在六个自由度上速度和加速度的精确性。
如图2所示，为变稳车的整体构架的框图，其中，数值模拟系统中，是包括若干车辆动力学模型以及对应的车辆预测控制模型在内的，并基于车辆预测控制模型输出模型车（目标车辆）控制器输入参数，如包括：加速度、方向盘转角等在内，进而通过数据采集系统，获取模型车的运动状态，如模型车的运动位置、方向、速度以及加速度，进而将其模型车的运动状态通过智能控制系统的反馈模块进行反馈修正，并基于修正结果对模型车控制器输入参数进行修正，其中，车辆动力学模型，例如包括卡车动力学模型、客车动力学模型以及轿车动力学模型。
上述技术方案的有益效果是：通过模拟不同尺度、不同车辆动力学特性目标车辆驾驶状态功能的变稳车作为自动驾驶程序的验证平台，验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图1所示，所述数据采集系统包括：惯性测量模块、定位模块、轮速传感器和角度传感器；
所述惯性测量模块，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车在六个自由度上的任意时刻速度与加速度，并获得所述变稳车的实时运动状态；
所述定位模块，用于当所述变稳车在运动时，测量所述变稳车的实时运动轨迹以及运动航向角；
所述轮速传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆实际轮速；
所述角度传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆前轮转向角；
其中，所述实时运动状态、实时运动轨迹、运动航向角、车辆实际轮速以及车辆前轮转向角构成第一运动状态。
该实施例中，主要用于对变稳车实际驾驶中的运动状态以及动力系统中各装置的输出参数进行实时监测，用于车辆运动模拟效果的验证和修正。该系统主要由惯性测量模块（IMU）、GPS、轮速传感器和角度传感器等组成。变稳车通过惯性测量模块测量车辆运动时在六个自由度上的任意时刻速度与加速度得到变稳车实时的运动状态，如车速、加速度、航向角速度、航向角加速度等；通过GPS测量变稳车实时的轨迹、航向角；通过轮速传感器测量车辆实际轮速；通过角度传感器测量车辆前轮转向角。
上述技术方案的有益效果是：通过采集获取第一运动状态，便于为用于车辆运动模拟效果的验证和修正提供基础。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图1所示，所述数值模拟系统包括：车辆动力学模块和预测控制模块；
所述车辆动力学模块，用于模拟并获取与所述变稳车对应的预先存储的目标车辆的车辆动力学模型；
所述预测控制模块，用于基于所述车辆动力学模型以及预测控制模型对所述目标车辆车的运动参数进行分析处理，获取所述目标车辆的模拟运行参数；
其中，所述模拟运行参数作为所述变稳车的控制输入。
上述技术方案的有益效果是：通过模拟车辆动力学模型，以及相应的预测控制模型对目标车辆的运动参数进行分析，从而得到目标车辆的模拟运行参数，从而为变稳车提供模拟控制目标。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图1所示，所述智能控制系统包括：反馈模块、决策控制模块和执行模块；
所述决策控制模块，用于接收所述数值模拟系统的控制输入，并将所述控制输入转化为相应的车辆控制信号；
所述执行模块，用于根据所述决策控制模块获取的目标车辆的车辆控制信号，并基于所述车辆控制信号控制所述变稳车的车辆加速度和车辆转向角；
所述反馈模块，用于接收所述数据采集系统的反馈信号，并与目标车辆的车辆控制信号进行对比分析，并进行PID参数调节，改变所述动力系统的控制参数，控制所述变稳车的六个自由度的速度与加速度与对应的所述目标车辆的车辆控制信号保持一致。
该实施例中，PID参数是指按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)对车辆控制信号进行控制调节得到的。
如图3所示，为该智能控制系统的反馈调节机制。
该实施例中，智能控制系统还接收数据采集系统的反馈信号，与目标车辆的原始信号进行对比，并进行PID参数调节，改变动力系统的输入参数，使变稳车在六个自由度的速度与加速度与模拟目标车辆保持一致，其中，反馈信号可以为与变稳车的实际运动状态相关的，且原始信号，可以为基于数值模拟系统，自动获取的相关的目标车辆的运动信号。
上述技术方案的有益效果是：便于对变稳车的动力系统进行较为精确的控制。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图1所示，所述动力系统包括：车辆控制模块、驱动电机以及转向电机；
所述车辆控制模块，用于模拟目标车辆的动力与转向装置，并基于驱动电机和转动电机，控制所述变稳车的运动状态与所述目标车辆保持一致。
该实施例中，动力系统主要用于模拟目标车辆的动力与转向装置，如油门、刹车系统、转向系统等。
上述技术方案的有益效果是：便于模拟目标车辆的动力系统为变稳车提供前进动力，且还便于模拟转向系统对车辆运动的影响，保证车辆操控时的灵活性和准确性，且变稳车的动力系统主要由驱动电机以及转向电机构成，结合智能控制系统使变稳车的运动状态与目标车辆一致。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图4所示，还包括：修正系统，
所述修正系统与所述数值模拟系统连接，用于对所述数值模拟系统中的车辆动力学模型以及预测控制模型进行预修正，且所述修正系统包括：
扫描模块，用于扫描并获取存储所述车辆动力学模型的第一存储单元的第一单元信息，同时，扫描并获取存储所述预测控制模型的第二存储单元的第二单元信息；
计算模块，用于基于车辆验证平台，计算所述第一单元信息的第一修正变量，并基于所述第一修正变量对所述车辆动力学模型进行修正，获得第一输出向量；
同时，计算所述第二单元信息的第二修正变量，并基于所述第二修正变量对所述预测控制模型进行修正，获得第二输出向量；
获取模块，用于获取预先建立的所述车辆动力学模型与预测控制模型之间的关联关系，同时，根据实时获取的所述变稳车的实时车状，对所述关联关系进行修正，获得第三输出向量；
第一更新模块，用于基于所述第一输出向量、第二输出向量以及第三输出向量，更新预先建立的所述车辆动力学模型与对应的预测控制模型之间的关联关系。
该实施例中，第一单元信息以及第二单元信息包括：单元地址信息、单元名称信息、单元容量信息、单元操作属性信息在内的。
该实施例中，车辆动力学模型以及预测控制模型是获取目标车辆的运动状态的基础，更是控制变稳车进行自动驾驶的基础，但是，由于变稳车的在使用过程中，存在一定程度上的损耗，因此，需要实时对车辆动力学模型与对应预测控制模型之间的关联关系进行更新，且在更新过程中，首先，确定第一存储单元的第一单元信息以及第二存储单元的第二单元信息，进行根据获取的对应的修正变量，对对应的车辆动力学模型或者预测控制模型进行修正，其获取的修正变量是与存储单元本身相关联的。
该实施例中，首先通过单独的确定车辆动力学模型的第一修正变量、预测控制模型的第二修正变量，其次，确定车辆动力学模型与预测控制模型两者关联的第三修正变量，来提高更新预先建立的车辆动力学模型与对应的预测控制模型之间的关联关系的有效性。
该实施例中，第一修正变量以及第二修正变量可以是与单元本身的属性相关，且对应的第一输出向量、第二输出向量可以是包括，若干个修正指标在内的，如电机动力修正、轮胎动力修正等。
上述技术方案的有益效果是：通过分别对车辆动力学模型以及预测控制模型进行单独修正，再通过对车辆动力模型与预测控制模型之间的关联关系进行修正，最后，通过所有修正向量，更新预先设定的关联关系，提高其的有效性，为变稳车提供目标运动状态提供精准数据基础。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，如图5所示，还包括：
测试系统，用于测试所述数值模拟系统与智能控制系统的第一连接接口、所述数据采集系统与智能控制系统的第二连接接口、所述智能控制系统与动力系统之间的第三连接接口、所述动力系统与数据采集系统之间的第四连接接口是否合格，所述测试系统包括：
确定模块，用于确定每个连接接口对应的系统的内部逻辑；
监测模块，用于监测与所述连接接口对应系统的访问协议，并对对应系统的访问操作进行统计，获得监测数据；
第二更新模块，用于根据所述监测数据，对所述内部逻辑进行调整处理，更新对应系统接口的接口环境变量；
搭建模块，用于基于所述接口环境变量，搭建对应系统的系统数据模型；
验证模块，用于基于预先构建的虚拟验证平台，对所述系统数据模型进行验证，并判断所述系统数据模型是否合格，若合格，判定对应的连接接口合格；
否则，判定对应的连接接口不合格，判断所述虚拟验证平台上是否存在未释放的验证信息；
若存在，基于所述验证信息对所述系统数据模型进行再次判断；
调整模块，用于如果对应的连接接口仍不合格，则对不合格的连接接口进行仿真调整处理，并根据仿真调整处理结果输出信号波形，当信号波形处于预设波形范围时，判定所述不合格的连接接口合格。
该实施例中，由于不同系统与系统之间是通过接口进行连接的，且内部逻辑都是预先设定好的，如程序代码逻辑等；
该实施例中，获取访问协议，监测访问操作，获得监测数据，是为了能够更好对连接口进行判断，为判断间接口是否合格提供判断基础；
该实施例中，根据监测数据，对内部逻辑进行调整处理，当内部逻辑如代码存在逻辑错误等时，更新对应系统接口的接口环境变量，并搭建对应系统的系统数据模型。
该实施例中，如果对应的连接接口仍不合格，则对不合格的连接接口进行仿真调整处理，其仿真调整处理，例如是输入特定的输入信号，获取相关的输出信号，对输出信号的信号波形进行判断，判断其与预先设定的波形是否一致，如果一致，则判定其合格。
上述技术方案的有益效果是：通过对各个系统之间的连接接口进行判断，可以有效的保证数据传输的正确性，为进行模拟不同尺度、不同车辆动力学特性目标车辆驾驶状态功能的变稳车作为自动驾驶程序的验证平台，验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力提供基础。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台，所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案之后，还包括：对所述最佳控制方案进行验证，其验证步骤包括：
获取所述最佳控制方案中的待验证集合
Figure 172860DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 901781DEST_PATH_IMAGE002
表示所述待验证集合中第n个待验证参数；
计算每个待验证参数与其他待验证参数的关联度；
Figure 980596DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，
Figure 416256DEST_PATH_IMAGE004
表示第i个待验证参数与其余n-1个待验证参数的关联度；
Figure 187903DEST_PATH_IMAGE005
表示第i个待验证参数
Figure 138542DEST_PATH_IMAGE006
的验证关联函数；
Figure 21047DEST_PATH_IMAGE007
表示第j个待验证参数
Figure 311214DEST_PATH_IMAGE008
的验证关联函数；
Figure 253762DEST_PATH_IMAGE009
表示第i+1个待验证参数
Figure 691697DEST_PATH_IMAGE010
的验证关联函数；
计算每个待验证参数在所述待验证集合中的权重值；
Figure 49997DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 522567DEST_PATH_IMAGE012
表示第i个待验证参数基于待验证集合的权重值；
Figure 636016DEST_PATH_IMAGE013
表示第i个待验证参数
Figure 997465DEST_PATH_IMAGE006
的被使用的概率函数；
Figure 221773DEST_PATH_IMAGE014
表示待验证集合被使用的综合概率函数；
Figure 283270DEST_PATH_IMAGE015
表示第i个待验证参数
Figure 567621DEST_PATH_IMAGE006
被使用的概率修正因子；
根据所述关联度和修正值，对所有待验证参数进行由大到小排序，并获取前N个待验证参数，并将所述前N个待验证参数进行综合处理，判断综合处理结果是否处于预先设定的综合范围内；
若在，判定所述最佳控制方案合格，并控制所述变稳车按照所述最佳控制方案进行运动；
否则，判定所述最佳控制方案不合格，并从所述前N个待验证参数中提取关键影响参数，并对所述关键影响参数进行修正处理，直到获取的新的综合处理结果处于预先设定的综合范围内，获得新的最佳控制方案，并控制所述变稳车按照所述新的最佳控制方案进行运动。
该实施例中，对N个待验证参数进行综合处理，例如根据获取的待验证参数，确定综合的转向角，或者速度、加速度等，判断其是否合理，其对应的综合范围也可以是与转向角，或者速度、加速度等相关的。
该实施例中，关键影响参数，可以是N个待验证参数中的某一个或多个参数，且N小于n；
该实施例中，新的最佳控制方案，一般是指对N个待验证参数中的关键影响参数进行修改后获得的。
上述技术方案的有益效果是：通过对最佳控制方案进行验证，可以有效的避免因为程序等软件问题，导致获取方案过程中出现失误，通过获取待验证参数的关联度以及对应的权重值，通过对待验证参数进行排序，便于获取前N个待验证参数，最后通过综合处理，便于有效的判断前N个待验证参数是否可以有效的进行综合表示，进而通过与综合范围进行对比，对其合格与否进行综合判断，可以有效的避免因为其中某个参数出现失误，导致在控制变稳车在运动过程中出现失误，其一定程度上间的对驾驶程序进行验证，确保其在不同车辆上的操纵能力的准确性。
本发明提供一种操控特性可调的车辆验证平台的实现方法，如图6所示，包括：
步骤1：采集变稳车的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
步骤2：基于采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
步骤3：根据所述控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号；
步骤4：根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数；
步骤5：将采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述输出参数进行修正。
上述技术方案的有益效果是：通过模拟不同尺度、不同车辆动力学特性目标车辆驾驶状态功能的变稳车作为自动驾驶程序的验证平台，验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种操控特性可调的车辆验证平台，其特征在于，包括：数据采集系统、数值模拟系统、智能控制系统和动力系统；
所述数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
所述数值模拟系统，用于基于所述数据采集系统采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号传递给所述动力系统；
所述动力系统，用于根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数到所述数据采集系统；
同时，所述智能控制系统，还用于将所述数据采集系统采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述动力系统的所述输出参数进行修正；
所述智能控制系统包括：反馈模块、决策控制模块和执行模块；
所述决策控制模块，用于接收所述数值模拟系统的控制输入，并将所述控制输入转化为相应的车辆控制信号；
所述执行模块，用于根据所述决策控制模块获取的目标车辆的车辆控制信号，并基于所述车辆控制信号控制所述变稳车的车辆加速度和车辆转向角；
所述反馈模块，用于接收所述数据采集系统的反馈信号，并与目标车辆的车辆控制信号进行对比分析，并进行PID参数调节，改变所述动力系统的控制参数，控制所述变稳车的六个自由度的速度与加速度与对应的所述目标车辆的车辆控制信号保持一致。
2.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述数据采集系统包括：惯性测量模块、定位模块、轮速传感器和角度传感器；
所述惯性测量模块，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车在六个自由度上的任意时刻速度与加速度，并获得所述变稳车的实时运动状态；
所述定位模块，用于当所述变稳车在运动时，测量所述变稳车的实时运动轨迹以及运动航向角；
所述轮速传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆实际轮速；
所述角度传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆前轮转向角；
其中，所述实时运动状态、实时运动轨迹、运动航向角、车辆实际轮速以及车辆前轮转向角构成第一运动状态。
3.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述数值模拟系统包括：车辆动力学模块和预测控制模块；
所述车辆动力学模块，用于模拟并获取与所述变稳车对应的预先存储的目标车辆的车辆动力学模型；
所述预测控制模块，用于基于所述车辆动力学模型以及预测控制模型对所述目标车辆车的运动参数进行分析处理，获取所述目标车辆的模拟运行参数；
其中，所述模拟运行参数作为所述变稳车的控制输入。
4.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述动力系统包括：车辆控制模块、驱动电机以及转向电机；
所述车辆控制模块，用于模拟目标车辆的动力与转向装置，并基于驱动电机和转动电机，控制所述变稳车的运动状态与所述目标车辆保持一致。
5.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，还包括：修正系统，所述修正系统与所述数值模拟系统连接，用于对所述数值模拟系统中的车辆动力学模型以及预测控制模型进行预修正，且所述修正系统包括：
扫描模块，用于扫描并获取存储所述车辆动力学模型的第一存储单元的第一单元信息，同时，扫描并获取存储所述预测控制模型的第二存储单元的第二单元信息；
计算模块，用于基于车辆验证平台，计算所述第一单元信息的第一修正变量，并基于所述第一修正变量对所述车辆动力学模型进行修正，获得第一输出向量；
同时，计算所述第二单元信息的第二修正变量，并基于所述第二修正变量对所述预测控制模型进行修正，获得第二输出向量；
获取模块，用于获取预先建立的所述车辆动力学模型与预测控制模型之间的关联关系，同时，根据实时获取的所述变稳车的实时车状，对所述关联关系进行修正，获得第三输出向量；
第一更新模块，用于基于所述第一输出向量、第二输出向量以及第三输出向量，更新预先建立的所述车辆动力学模型与对应的预测控制模型之间的关联关系。
6.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，还包括：
测试系统，用于测试所述数值模拟系统与智能控制系统的第一连接接口、所述数据采集系统与智能控制系统的第二连接接口、所述智能控制系统与动力系统之间的第三连接接口、所述动力系统与数据采集系统之间的第四连接接口是否合格，所述测试系统包括：
确定模块，用于确定每个连接接口对应的系统的内部逻辑；
监测模块，用于监测与所述连接接口对应系统的访问协议，并对对应系统的访问操作进行统计，获得监测数据；
第二更新模块，用于根据所述监测数据，对所述内部逻辑进行调整处理，更新对应系统接口的接口环境变量；
搭建模块，用于基于所述接口环境变量，搭建对应系统的系统数据模型；
验证模块，用于基于预先构建的虚拟验证平台，对所述系统数据模型进行验证，并判断所述系统数据模型是否合格，若合格，判定对应的连接接口合格；
否则，判定对应的连接接口不合格，判断所述虚拟验证平台上是否存在未释放的验证信息；
若存在，基于所述验证信息对所述系统数据模型进行再次判断；
调整模块，用于如果对应的连接接口仍不合格，则对不合格的连接接口进行仿真调整处理，并根据仿真调整处理结果输出信号波形，当信号波形处于预设波形范围时，判定所述不合格的连接接口合格。
7.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案之后，还包括：对所述最佳控制方案进行验证，其验证步骤包括：
获取所述最佳控制方案中的待验证集合
Figure 876683DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 374661DEST_PATH_IMAGE002
表示所述待验证集合中第n个待验证参数；
计算每个待验证参数与其他待验证参数的关联度；
Figure 208625DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，
Figure 159263DEST_PATH_IMAGE004
表示第i个待验证参数与其余n-1个待验证参数的关联度；
Figure 104085DEST_PATH_IMAGE005
表示第i个待验证参数
Figure 456569DEST_PATH_IMAGE006
的验证关联函数；
Figure 399118DEST_PATH_IMAGE007
表示第j个待验证参数
Figure 837052DEST_PATH_IMAGE008
的验证关联函数；
Figure 319986DEST_PATH_IMAGE009
表示第i+1个待验证参数
Figure 792556DEST_PATH_IMAGE010
的验证关联函数；
计算每个待验证参数在所述待验证集合中的权重值；
Figure 906005DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 893553DEST_PATH_IMAGE012
表示第i个待验证参数基于待验证集合的权重值；
Figure 117861DEST_PATH_IMAGE013
表示第i个待验证参数
Figure 179358DEST_PATH_IMAGE006
的被使用的概率函数；
Figure 528955DEST_PATH_IMAGE014
表示待验证集合被使用的综合概率函数；
Figure 941482DEST_PATH_IMAGE015
表示第i个待验证参数
Figure 969481DEST_PATH_IMAGE006
被使用的概率修正因子；
根据所述关联度和修正值，对所有待验证参数进行由大到小排序，并获取前N个待验证参数，并将所述前N个待验证参数进行综合处理，判断综合处理结果是否处于预先设定的综合范围内；
若在，判定所述最佳控制方案合格，并控制所述变稳车按照所述最佳控制方案进行运动；
否则，判定所述最佳控制方案不合格，并从所述前N个待验证参数中提取关键影响参数，并对所述关键影响参数进行修正处理，直到获取的新的综合处理结果处于预先设定的综合范围内，获得新的最佳控制方案，并控制所述变稳车按照所述新的最佳控制方案进行运动。
8.如权利要求1-7任一所述的车辆验证平台的实现方法，其特征在于，包括：
采集变稳车的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
基于采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
根据所述控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号；
根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数；
将采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述输出参数进行修正。
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