CN111538315B - 一种整车自动驾驶功能仿真测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车功能测试技术领域，具体涉及一种整车自动驾驶功能仿真测试系统及测试方法，包括上位机，用于搭建初始仿真测试场景，以及显示更新后的仿真测试场景；测试主机，用于接收初始仿真测试场景数据，仿真出本车与目标物状态信息，以及根据测试车辆输出的状态信息更新仿真测试场景；测试车辆，用于接收本车与目标物状态信息，输出对应的操控指令和执行操控指令后的车辆状态信息；轮毂驱动平台，用于固定车辆，保证车轮旋转，以及根据测试车辆输出的操控指令驱动测试车辆执行相应的动作。基于轮毂驱动平台、测试机柜、仿真软件进行联合仿真，有效的解决实车仿真测试在空间的局限性与真实车辆的动力学方面的难题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车功能测试技术领域，具体涉及一种整车自动驾驶功能仿真测试系统及测试方法。
背景技术
为保证车辆ADAS控制器、自动驾驶控制器逻辑控制的合理性，需要利用仿真的手段对装载了ADAS控制器、自动驾驶控制器的整车进行仿真测试，验证其功能响应，来优化算法逻辑。目前针对整车的ADAS/自动驾驶功能仿真测试技术，都有其局限性。如，以前仿真都是改变主车的运动状态或者单个测试场景中目标物状态不变(无法精确计算)，而且主车无法对于目标物状态的实时变化做出及时的响应速度测试。
专利CN104460349B中，公开了一种实车在回路仿真测试方法、实时仿真机及系统，它是一种ADAS HIL在实车上的拓展应用，它将HIL的仿真设备做成车载级别放在后备箱，通过实车的真实动力学特性与控制器，来验证ADAS系统在实车的真实反馈，但缺陷是测试需要一个极其大的空旷场地。且该方案对仿真设备要求极高，车辆运行中的一些颠簸、抖动都对结果与设备有影响。
专利CN106774287B中，公开了一种主动安全控制器的实车在环测试系统及方法，其实质上是一种仿真手段下的场地测试，它需要一个大的实验室场地，将真实车辆固定在轮毂驱动平台，实现加减速控制。利用场地测试用的软目标车，通过控制其在导轨上的移动速度来改变传感器目标物信息，以此来实现纵向的ADAS控制器功能测试，如FCW、AEB、部分ACC功能等。但受限于其测试场景，它无法做转向的一些功能测试，而且需求的场地大，测试难度大，极其耗费测试时间与精力。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种整车自动驾驶功能仿真测试系统及测试方法，其能在有限的空间里对自动驾驶功能或ADAS系统功能进行测试。
本发明一种整车自动驾驶功能仿真测试系统，其技术方案为：包括上位机，用于根据测试内容搭建初始仿真测试场景，并将所述初始仿真测试场景数据信息下发至测试主机，以及显示测试主机发送的更新后的仿真测试场景；
测试主机，用于接收初始仿真测试场景数据，根据所述初始仿真测试场景数据仿真出本车与目标物状态信息，并将所述本车与目标物状态信息输出至测试车辆，以及根据测试车辆输出的状态信息更新仿真测试场景，并将更新后的仿真测试场景发送至上位机；
测试车辆，用于接收测试主机发送的本车与目标物状态信息，根据所述本车与目标物状态信息在自动驾驶或辅助驾驶系统的主动控制下输出对应的操控指令和执行所述操控指令后的车辆状态信息；
轮毂驱动平台，用于固定车辆，保证车轮旋转，以及根据测试车辆输出的操控指令驱动测试车辆执行相应的动作。
较为优选的，还包括VR场景读取装置和供测试人员佩戴的感应头盔，所述感应头盔与VR场景读取装置连接，所述VR场景读取装置将上位机将发送的初始仿真测试场景数据信息转化为初始仿真测试场景图像信息并输出至感应头盔，以及接收测试车辆发送的HMI车机界面相关屏显信息和标志信息，并转化为图像信息输出至感应头盔；
所述测试人员根据感应头盔显示的初始仿真测试场景、HMI车机界面相关屏显信息和标志信息在需要人工操作的情况下配合自动驾驶系统完成操作指令的输出。
较为优选的，所述测试主机与测试车辆之间、所述测试车辆与轮毂驱动平台之间均通过CAN线连接。
本发明一种整车自动驾驶功能仿真测试方法，其技术方案为：
采用集成有轮毂驱动平台的固定装置对车辆进行固定，同时保证车轮可正常旋转；
根据测试内容搭建初始仿真测试场景；
对所述初始仿真测试场景进行仿真，得到本车与目标物状态信息；
测试车辆接收所述本车与目标物状态信息，并在自动驾驶或辅助驾驶系统的主动控制下输出对应的操控指令和执行所述操控指令后的车辆状态信息；
固定装置上的轮毂驱动平台的根据操控指令驱动测试车辆执行相应动作；
根据执行所述操控指令后的车辆状态信息对初始仿真测试场景进行仿真更新，并将更新后的仿真测试场景显示输出。
较为优选的，设置VR场景读取装置和供测试人员佩戴的感应头盔，测试人员根据感应头盔显示的初始仿真测试场景、HMI车机界面相关屏显信息和标志信息在需要人工操作的情况下配合自动驾驶系统完成操作指令的输出。
本发明的有益效果为：在有限的空间里，利用转毂驱动平台以及仿真技术针对整车级别的ADAS系统或自动驾驶功能进行验证，使其既能利用虚拟场景自动化验证标准法规场景和典型工况，通过对虚拟目标物进行自主改变场景中目标车辆状态，观测非常规测试状态下ADAS控制器或自动驾驶控制器的功能响应，并可以结合相关场景信息、视频信息数据采集进行后续场景结果分析。又能结合VR通信技术，可以进行特殊自动驾驶测试场景下的车辆操纵、接管等行为。本方案是目前仿真领域的一种测试新思路，通过搭建仿真测试场景来验证待测真实车辆的自动驾驶功能，同时能通过VR设备获取仿真场景信息和车辆人机交互信息，用来测试自动驾驶系统特殊响应请求，使得自动驾驶系统的测试系统化、全面化，使得测试结果更具有参考价值。
附图说明
图1为本发明一种整车自动驾驶功能仿真测试系统的连接示意图；
图2为本发明一种整车自动驾驶功能仿真测试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明一种整车自动驾驶功能仿真测试系统包括：
上位机，用于根据测试内容搭建初始仿真测试场景，并将所述初始仿真测试场景数据信息通过Ethernet线下发至测试主机，以及显示测试主机发送的更新后的仿真测试场景；
测试主机，用于接收初始仿真测试场景数据，根据所述初始仿真测试场景数据仿真出本车与目标物状态信息，并将所述本车与目标物状态信息输出至测试车辆，以及根据CAN总线上测试车辆输出的状态信息更新仿真测试场景，并将更新后的仿真测试场景发送至上位机；
测试车辆，用于接收测试主机发送的本车与目标物状态信息，根据所述本车与目标物状态信息在自动驾驶或辅助驾驶系统的主动控制下输出对应的操控指令和执行所述操控指令后的车辆状态信息至CAN总线；
轮毂驱动平台，用于固定车辆，保证车轮旋转，以及根据CAN总线上测试车辆输出的操控指令驱动测试车辆执行相应的动作。
本方案中的上位机是里面装有场景仿真软件的客户端，用来进行仿真测试场景的搭建，以及场景显示。可以采用笔记本电脑或其它能实现此功能的器件。
本方案的测试主机是基于NI PXI平台的集成机柜，里面包含电源系统，用来供电；包含各种汽车通信总线及接插口，用来模拟汽车通信(如CAN总线)；包含各种IO板卡和CAN板卡等，用来仿真汽车相关信号；包含实时仿真系统，用来下载并运行上位机中的仿真测试场景。
本方案的测试车辆是待测的真实车辆，车上装有所需要测试的自动驾驶系统、辅助驾驶系统等。车辆被放置在轮毂驱动平台上，被固定住位置，可以进行车轮的转动。当操控测试车辆时，其发出的操控指令(转向、制动、油门)通过汽车总线传给轮毂驱动平台的电机控制系统，用来模拟汽车的真实车辆状态(转向、制动、油门)。
本方案的轮毂驱动平台上有固定装置，使车辆位置不动，车轮可动。同时有驱动电机，通过接收测试车辆的操控指令(转向、油门、制动)，通过电机管理软件驱动测试车辆进行相应的状态动作(如方向盘转了多少度，达到的车速是多少)。
较为优选的，还包括VR场景读取装置和供测试人员佩戴的感应头盔，所述感应头盔与VR场景读取装置连接，所述VR场景读取装置可以将上位机中的仿真测试场景文件转化为VR文件格式，并通过相应的数据连接线将仿真测试场景传送到VR设备(如头盔)被测试人员接收到。同时可以将实车的HMI信息也返回到VR场景读取装置的场景画面中，让驾驶员第一时间了解到车辆的状态信息以及特殊场景下车辆的请求指令等(如驾驶员接管请求、变道请求、自动泊车请求等)。
如图2所示，本发明一种整车自动驾驶功能仿真测试方法，其技术方案为：
采用集成有轮毂驱动平台的固定装置对车辆进行固定，同时保证车轮可正常旋转；
根据测试内容搭建初始仿真测试场景；
对所述初始仿真测试场景进行仿真，得到本车与目标物状态信息；
测试车辆接收所述本车与目标物状态信息，并在自动驾驶或辅助驾驶系统的主动控制下输出对应的操控指令和执行所述操控指令后的车辆状态信息，比如仿真测试场景是一个避撞场景，本车前方50m有静止目标车辆，本车检测到后，自动驾驶系统处理后，发出指令，本车变道到左车道，然后驶离；
固定装置上的轮毂驱动平台的根据操控指令驱动测试车辆执行相应动作；
根据执行所述操控指令后的车辆状态信息对初始仿真测试场景进行仿真更新，并将更新后的仿真测试场景显示输出，比如仿真测试场景中虚拟本车变道到左车道，然后驶离，从而避免了碰撞，验证了自动驾驶系统的相关功能与性能能力。
较为优选的，设置VR场景读取装置和供测试人员佩戴的感应头盔，测试人员根据感应头盔显示的初始仿真测试场景、HMI车机界面相关屏显信息和标志信息在需要人工操作的情况下配合自动驾驶系统完成操作指令的输出。
本发明还可以新增一个智能驾驶座舱，里面配备有车辆的方向盘、油门、刹车、HMI车机界面等，驾驶员可以通过VR设备接收到测试场景信息后，在智能驾驶座舱进行操作，并将操作结果传给测试车辆，进行车辆状态的更新。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种整车自动驾驶功能仿真测试系统，包括测试车辆，用于接收测试主机发送的本车与目标物状态信息，根据所述本车与目标物状态信息在自动驾驶或辅助驾驶系统的主动控制下输出对应的操控指令和执行所述操控指令后的车辆状态信息，其特征在于，还包括
上位机，用于根据测试内容搭建初始仿真测试场景，并将所述初始仿真测试场景数据信息下发至测试主机，以及显示测试主机发送的更新后的仿真测试场景；
测试主机，用于接收初始仿真测试场景数据，根据所述初始仿真测试场景数据仿真出本车与目标物状态信息，并将所述本车与目标物状态信息输出至测试车辆，以及根据测试车辆输出的状态信息更新仿真测试场景，并将更新后的仿真测试场景发送至上位机；
轮毂驱动平台，用于固定车辆，保证车轮旋转，以及根据测试车辆输出的操控指令驱动测试车辆执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的整车自动驾驶功能仿真测试系统，其特征在于，还包括VR场景读取装置和供测试人员佩戴的感应头盔，所述感应头盔与VR场景读取装置连接，所述VR场景读取装置将上位机将发送的初始仿真测试场景数据信息转化为初始仿真测试场景图像信息并输出至感应头盔，以及接收测试车辆发送的HMI车机界面相关屏显信息和标志信息，并转化为图像信息输出至感应头盔；
所述测试人员根据感应头盔显示的初始仿真测试场景、HMI车机界面相关屏显信息和标志信息在需要人工操作的情况下配合自动驾驶系统完成操作指令的输出。
3.根据权利要求1所述的整车自动驾驶功能仿真测试系统，其特征在于，所述测试主机与测试车辆之间、所述测试车辆与轮毂驱动平台之间均通过CAN线连接。
4.一种整车自动驾驶功能仿真测试系统的测试方法，其特征在于，包括：
采用集成有轮毂驱动平台的固定装置对车辆进行固定，同时保证车轮可正常旋转；
根据测试内容搭建初始仿真测试场景；
对所述初始仿真测试场景进行仿真，得到本车与目标物状态信息；
测试车辆接收所述本车与目标物状态信息，并在自动驾驶或辅助驾驶系统的主动控制下输出对应的操控指令和执行所述操控指令后的车辆状态信息；
固定装置上的轮毂驱动平台的根据操控指令驱动测试车辆执行相应动作；
根据执行所述操控指令后的车辆状态信息对初始仿真测试场景进行仿真更新，并将更新后的仿真测试场景显示输出。
5.如权利要求4所述整车自动驾驶功能仿真测试方法，其特征在于，设置VR场景读取装置和供测试人员佩戴的感应头盔，测试人员根据感应头盔显示的初始仿真测试场景、HMI车机界面相关屏显信息和标志信息在需要人工操作的情况下配合自动驾驶系统完成操作指令的输出。
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