CN111614517B - 一种车路协同规模测试评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车路协同规模测试评估系统包括：场景仿真模块、被测V2X节点、背景V2X节点、节点控制器、主控器、数据采集模块和测评模块；场景仿真模块用于设定测试需求数据，测试需求数据包括：测试场景、被测V2X节点参数和背景V2X节点参数；被测V2X节点用于获取被测车辆的状态数据；背景V2X节点用于模拟背景交通规模测试环境；节点控制器用于控制背景V2X节点的工作状态；主控器用于将测试需求转换为节点通信和业务控制指令发送至和背景V2X节点连接的节点控制器以及被测V2X节点中；数据采集模块用于将采集的被测V2X节点的状态数据发送至主控器；测评模块基于测试需求数据、被测V2X节点的状态数据和预设测试标准生成测试报告实现了测试的规模化和多任务的并行化。

Description

一种车路协同规模测试评估系统

技术领域

本发明属于智慧交通技术领域，具体涉及一种车路协同规模测试评估系统。

背景技术

V2X(Vehicle to Everything)，是指在车辆上安装一种专用通信终端，可实现与其他车辆、道路、行人以及云端进行数据交互服务，具体包括V2V(Vehicle To Vehicle车与车连接)，V2I(Vehicle To Infrastructure车与基础设施连接)，V2P(Vehicle ToPedestrian车与行人连接)，V2N(Vehicle To Network车与网络连接)。专用通信终端主要对通信时延要求较高(小于10ms)，且支持设备之间直接连接。

车路协同为采用V2X技术进行车与车通信(V2V)、车与路及路与车通信(V2I及I2V)、车与云通信(V2N及N2V)以及车与人通信(V2P及P2V)实现面向交通安全、面向交通效率以及面向信息服务应用的统称。车路协同在业务上表现为通过在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

目前对车路协同系统的测试是分别按照通信领域的测试方法和汽车领域的测试方法分别开展测试的。

通信领域的测试方法为：按照传统的蜂窝节点或者wifi节点的测试方法，以测试节点的通信性能为主。具体测试方法为，针对V2I、V2V及V2P类应用，将两个节点致于空旷的场地中，调整两个节点间的位置和姿态关系，记录并测试两个节点的丢包、时延、容量、通信速率等参数，考察其通信性能。针对V2N类应用，改变单个被测V2X节点的位置和姿态，测试该节点与云端通信的丢包、时延、容量、通信速率等参数。

汽车领域的测试方法为：将V2X业务视为一种ADAS(主动安全功能集成控制系统)业务，根据业务发生条件放置测试车辆，按照V2X业务场景，测试被测车辆的预警消息或其他消息发出的时间，车辆行驶距离以及业务逻辑正确性等参数。

然而无论是通信领域，还是汽车领域，在车路协同测试的路测时(移动测试时)，在技术路径方面，都还没有在交通压力环境中进行过测试；在测试手段上，通信测试和业务测试是完全分开的，特别是业务层的测试，几乎都是针对测试数据，人工进行对照评估，目前还没有统一的高效地工具来辅助，使得评测没有办法自动和批量进行。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺少系统性的评价工具、评估效率低、自动化程度低的问题，本发明提供了一种车路协同规模测试评估系统其具有评估效率高、自动化程度高、评估更加灵活便利等特点。

本发明所采用的技术方案为：

一种车路协同规模测试评估系统，包括：场景仿真模块、被测V2X节点、背景V2X节点、节点控制器、主控器、数据采集模块和测评模块；

所述场景仿真模块用于设定测试需求数据，所述测试需求数据包括：测试场景、被测V2X节点参数和背景V2X节点参数；

所述被测V2X节点用于获取被测车辆的状态数据；

所述背景V2X节点用于模拟背景交通规模测试环境；

所述节点控制器用于控制所述背景V2X节点的工作状态；

所述主控器用于将所述测试需求转换为节点通信和业务控制指令发送至和所述背景V2X节点连接的所述节点控制器以及所述被测V2X节点中；

所述数据采集模块用于将采集的所述被测V2X节点的状态数据发送至所述主控器；

所述测评模块用于基于所述测试需求数据、所述被测V2X节点的所述状态数据和预设测试标准生成测试报告。

进一步地，所述场景仿真模块还用于基于所述被测V2X节点的所述状态数据动态调整所述背景V2X节点参数。

进一步地，所述测评模块包括：标准生成器和报告生成器；

所述标准生成器用于将所述预设测试标准与所述测试需求数据和所述状态数据进行比对输出分析评价结果；

所述报告生成器用于将所述分析评价结果生成测试报告。

进一步地，所述标准生成器包括：数据封装器、状态解算器和数据分析器；

所述数据封装器用于将所述预设测试标准和所述测试需求数据以及所述状态数据进行比对查询找出所述预设测试标准中的对应项；

所述状态解算器基于预设状态逻辑将所述对应项生成评价标准；

所述数据分析器基于所述评价标准、所述测试需求数据以及所述状态数据进行分析输出分析评价结果。

进一步地，所述数据封装器、所述状态解算器和所述数据分析器均由脚本生成器生成各自工作脚本或数据脚本。

进一步地，所述被测V2X节点的所述状态数据至少包括所述被测V2X节点的位置、速度、方向和加速度。

进一步地，所述场景仿真模块和所述主控器设置在室内或测试道路旁；所述节点控制器和所述背景V2X节点设置在测试场或测试道路旁；所述数据采集模块和所述被测V2X节点设置在被测车辆上。

进一步地，所述场景仿真模块、所述主控器、所述节点控制器和所述背景V2X节点设置于背景车辆上；所述数据采集模块和所述被测V2X节点设置于被测车辆上。

进一步地，所述场景仿真模块和所述主控器设置在室内或测试道路旁；所述节点控制器和所述背景V2X节点设置在背景车辆上，所述数据采集模块和所述被测V2X节点设置在被测车辆上。

进一步地，所述仿真模块和所述主控器之间通过有线连接方式通信；所述主控器和所述节点控制器之间通过有线或无线连接方式通信；所述节点控制器和所述背景V2X节点之间通过有线连接方式通信；所述背景V2X节点和所述被测V2X节点之间通过无线方式通信；所述数据采集器和所述主控器之间通过无线方式通信。

本发明的有益效果为：通过场景仿真模块将被测V2X节点和背景V2X节点设置于同一测试环境中，通过主控器可对每个节点的位置、工作方式等内容进行相应的配置，主控器可对上层的场景模拟和下层的各个参与测试的节点进行关联，使参与测试的节点的配置、场景的生成、数据的采集以及结果的评测都可以在线完成实现了自动化的评测流程，并且针对场景中的多个测试项可以并行的进行使测试更加的全面实现了测试的批量和自动化。

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是根据一示例性实施例提供的车路协同规模测试评估系统的原理图；

图2是根据一示例性实施例提供的测评模块的原理图；

图3是根据一示例性实施例提供的标准生成器的原理图。

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。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种车路协同规模测试评估系统，包括：测评模块、场景仿真模块、数据采集模块、被测V2X节点、背景V2X节点、节点控制器和主控器；

场景仿真模块用于设定测试需求数据，测试需求数据包括：测试场景、被测V2X节点参数和背景V2X节点参数；

被测V2X节点用于获取被测车辆的状态数据；

背景V2X节点用于模拟测试过程所需的背景交通规模测试环境，可以根据需要增加或减少物理节点以及由这些物理节点模拟出的虚拟节点；

节点控制器用于控制这些背景V2X节点是否投入工作、物理背景V2X节点模拟出的虚拟节点规模以及各个节点的功率等工作状态；

主控器用于将测试需求数据转换为节点通信和业务控制指令发送至和背景V2X节点连接的节点控制器以及被测V2X节点中；

数据采集模块用于将采集的被测V2X节点的状态数据发送至主控器；

测评模块用于基于测试需求数据、被测V2X节点的状态数据和预设测试标准生成测试报告。

具体的，在具体实施过程中被测V2X节点设置在被测车辆上，背景V2X节点设置在模拟的背景车辆、行人、建筑物、信号灯等物体上来模拟车辆行驶道路上的各种情形，通过被测V2X节点和背景V2X节点之间的通信实现被测的自动驾驶等自动操作的判断信号，正是基于这种车路协同的原理，场景仿真模块可设定各种不同的测评场景，例如车辆经过红绿灯路口、无信号灯路口、路口转弯、掉头等多种场景的设定，每种场景对应的背景V2X节点、被测V2X节点等都有相应的设定值，来模拟不同场景下可能出现的各种不同的状况，以及背景V2X节点、被测V2X节点的基础参数进行相应的设定；主控器会将场景仿真模块所下发的测试需求数据转换为节点和业务控制指令发送至节点控制器和被测V2X节点中，由节点控制器控制背景V2X节点在特定的时刻向特定的背景V2X节点向被测V2X节点发送信息，以及所发送信息的内容进行控制，进而来模拟在特定场景下的道路上行人、车辆、交通信号指示灯与被测V2X节点的通信状态，为被测车辆的提供相应的操作参考信号；同时设置于被测车辆上的数据采集模块会采集被测V2X节点的所采集的车辆的位置、速度、方向、加速度等信息上传至主控器作为测评模块的参考，测评模块会基于测试需求数据、被测V2X节点的状态数据和预设测试标准生成测试报告。

这样通过被测V2X节点和背景V2X节点被置于同一个环境中，每个节点的位置和工作方式均可配置，并且背景V2X节点的规模可以根据需要灵活地扩展。被测V2X节点可以单个或者并行进行包括通信性能、可靠性以及应用功能的测试。节点适配中间件可以对上层的场景模拟和底层节点进行关联，从而实现场景仿真中的背景V2X节点、测试节点和测试环境中的物理节点一一对应。系统中包含有测评模块，可以对测试结果进行在线分析和评价，实现评价测试的自动化提高了测评的效率，同时不再局限于特定的测评标准，可自定义符合格式的测评标准进行测评，提高了测评的兼容性。

作为上述实施例的实现方式，以被测车辆通过路口为例，场景仿真模块下发分别用来模拟行人、车辆、交通信号灯的三个背景V2X节点的在路口场景下的不同时刻发送的不同的信号的场景信息下发到主控器，主控器将时间点信息、操作指令等信息下发到节点控制器，由节点控制器控制三个背景V2X节点在设定的时间点向被测V2X节点发送相应的信息，来模拟车路协同系统中，车辆、行人、信号灯发送的信号，同时数据采集模块来采集被测车辆的各种信息，上传至主控器由测评模块调用进行测评，使得多个评测项可并行进行，从测评任务的开始直至测评报告生成的整个过程可由系统自动完成，不再需要人工的比对提高了测评的效率。

在本发明的一些具体实施例中，可根据测试需要，进行室内固定、室外移动以及场地规模部署等多种方式的部署，其中测评模块的部署方式不受限制，只需可以访问主控器中测试数据即可。

其中室内固定部署时，场景仿真模块和主控器设置在室内或测试道路旁(控制中心内)；节点控制器和背景V2X节点设置在测试场或测试道路旁；数据采集模块和被测V2X节点设置在被测车辆上。

室外移动部署时，场景仿真模块、主控器、节点控制器和背景V2X节点设置于背景车辆上；数据采集模块和被测V2X节点设置于被测车辆上。

室外规模部署时，场景仿真模块和主控器设置在室内或测试道路旁；节点控制器和背景V2X节点设置在背景车辆上，数据采集模块和被测V2X节点设置在被测车辆上，由主控器对各个移动测试车辆上的节点控制器进行集中控制。

为和各种部署方式和测试场景相匹配在具体测试实施过程中，各模块网络连接方式包括有线连接(光纤、网线等)，无线连接(V2X、5G等)，其中场景仿真模块、主控器之间通过光纤、网线等有线方式连接，主控器与节点控制器之间通过光纤、网线、5G等方式连接，节点控制器与背景V2X节点之间通过网线方式连接，背景V2X节点与被测V2X节点通过V2X、5G等无线方式连接，数据采集模块与主控器之间通过V2X、5G等无线连接方式连接。

可以理解的是，本领域技术人员还可采用其他的有线和无线的方式进行通信的连接本发明在此不做限制。

在本发明的另一具体实施例中，场景仿真模块还用于基于被测V2X节点的状态数据动态调整所述背景V2X节点参数。为更好的配合测试的进行可根据数据采集模块所采集的被测车辆的数据动态的对背景V2X节点的数据进行调整，从而使被测V2X节点所反馈的数据更加的合理准确以接近真实的道路行驶状况。

参照图2和图3所示，在本发明的另一具体实施例中，测评模块包括：标准生成器和报告生成器；

标准生成器用于将预设测试标准与测试需求数据和状态数据进行比对输出分析评价结果；

报告生成器用于将分析评价结果生成测试报告。

其中，标准生成器包括：数据封装器、状态解算器和数据分析器；

数据封装器用于将预设测试标准和测试需求数据以及状态数据进行比对查询找出预设测试标准中的对应项；

状态解算器基于预设状态逻辑将对应项生成评价标准；

数据分析器基于评价标准、测试需求数据以及状态数据进行分析输出分析评价结果。

具体的，数据封装器、状态解算器和数据分析器均由脚本生成器生成各自工作脚本或数据脚本，从数据封装器侧输入的数据包括工况条件(描述工况的数据串)，背景环境状态数据(场景仿真模块下发的场景数据)以及被测V2X节点的状态数据，数据封装器定义好评价标准(或者导入符合格式定义的标准)，包含背景环境和被测V2X节点的状态数据会输入数据封装器和状态解算器，数据封装器根据工况条件以及输入到预先定义好的标准表里面进行对应项的查询，同时状态解算器会根据预先定义好的逻辑关系生成理想的输入状态，查表结果、被测V2X节点的状态数据和状态解算器中生成的理想输入状态输入到数据分析器进行分析，由数据分析器得到分析评价结果，输入到报告生成器生成最终格式的测试报告。

在具体实施中以被测车辆在经过路口的场景下的速度、加速度、方向、位置数据为例，由数据封装器与事先设定的标准表里的数据进行比对，找到对应项的标准数据，同时状态解算器会将经过路口场景的输入的理想的数据状态进行生成，数据分析器会根据被测车辆的实时的速度、加速度、方向、位置数据和查表的标准数据以及状态解算器输出的场景下经逻辑状态输出的理想的数据进行比对生成最终的测试报告。

本发明上述实施例提供的车路协同规模测试评估系统，被测V2X节点和背景V2X节点被置于同一个环境中，每个节点的位置和工作方式均可配置，并且背景V2X节点的规模可以根据需要灵活地扩展。被测V2X节点可以单个或者并行进行包括通信性能、可靠性以及应用功能的测试。节点适配中间件可以对上层的场景模拟和底层节点进行关联，从而实现场景仿真中的背景V2X节点、测试节点和测试环境中的物理节点一一对应。系统中包含有评价模块，可以对测试结果进行在线分析和评价。多个测评项可以并行进行，并且从测评任务提交开始直到报告生成的整个过程，可以由系统自动完成。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

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 (6)

1.一种车路协同规模测试评估系统，其特征在于，包括：场景仿真模块、被测V2X节点、背景V2X节点、节点控制器、主控器、数据采集模块和测评模块；

所述场景仿真模块用于设定测试需求数据，所述测试需求数据包括：测试场景、被测V2X节点参数和背景V2X节点参数；

所述被测V2X节点用于获取被测车辆的状态数据；

所述背景V2X节点用于模拟背景交通规模测试环境；

所述节点控制器用于控制所述背景V2X节点的工作状态；

所述节点控制器控制背景V2X节点在特定的时刻由特定的背景V2X节点向被测V2X节点发送信息，以及对所发送信息的内容进行控制，来模拟在特定场景下的道路上行人、车辆、交通信号指示灯与被测V2X节点的通信状态；

所述主控器用于将所述测试需求转换为节点通信和业务控制指令发送至和所述背景V2X节点连接的所述节点控制器以及所述被测V2X节点中；

所述数据采集模块用于将采集的所述被测V2X节点的状态数据发送至所述主控器；

所述测评模块用于基于所述测试需求数据、所述被测V2X节点的所述状态数据和预设测试标准生成测试报告；

所述场景仿真模块还用于基于所述被测V2X节点的所述状态数据动态调整所述背景V2X节点参数；

所述车路协同规模测试评估系统包括室内固定部署、室外移动部署以及室外规模部署三种部署方式；

所述室内固定部署包括：所述场景仿真模块和所述主控器设置在室内或测试道路旁；所述节点控制器和所述背景V2X节点设置在测试场或测试道路旁；所述数据采集模块和所述被测V2X节点设置在被测车辆上；

所述室外移动部署包括：所述场景仿真模块、所述主控器、所述节点控制器和所述背景V2X节点设置于背景车辆上；所述数据采集模块和所述被测V2X节点设置于被测车辆上；

所述室外规模部署包括：所述场景仿真模块和所述主控器设置在室内或测试道路旁；所述节点控制器和所述背景V2X节点设置在背景车辆上，所述数据采集模块和所述被测V2X节点设置在被测车辆上。

2.根据权利要求1所述的车路协同规模测试评估系统，其特征在于，所述测评模块包括：标准生成器和报告生成器；

所述标准生成器用于将所述预设测试标准与所述测试需求数据和所述状态数据进行比对和分析输出分析评价结果；

所述报告生成器用于将所述分析评价结果生成测试报告。

3.根据权利要求2所述的车路协同规模测试评估系统，其特征在于，所述标准生成器包括：数据封装器、状态解算器和数据分析器；

所述数据封装器用于将所述预设测试标准和所述测试需求数据以及所述状态数据进行比对查询找出所述预设测试标准中的对应项；

所述状态解算器基于预设状态逻辑将所述对应项生成评价标准；

所述数据分析器基于所述评价标准、所述测试需求数据以及所述状态数据进行分析输出分析评价结果。

4.根据权利要求3所述的车路协同规模测试评估系统，其特征在于，所述数据封装器、所述状态解算器和所述数据分析器均由脚本生成器生成各自工作脚本或数据脚本。

5.根据权利要求1所述的车路协同规模测试评估系统，其特征在于，所述被测V2X节点的所述状态数据至少包括所述被测V2X节点的位置、速度、方向和加速度。

6.根据权利要求1至5任意项所述的车路协同规模测试评估系统，其特征在于，所述场景仿真模块和所述主控器之间通过有线连接方式通信；所述主控器和所述节点控制器之间通过有线或无线连接方式通信；所述节点控制器和所述背景V2X节点之间通过有线连接方式通信；所述背景V2X节点和所述被测V2X节点之间通过无线方式通信；所述数据采集模块和所述主控器之间通过无线方式通信。

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