CN111982526B - 一种无人驾驶的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人驾驶的测试系统，包括测试仓，位于所述测试仓内的转动机构和测速装置；所述测速装置与所述转动机构的外表面接触，用于测量所述转动机构的转速。该实施方式能够解决对真实条件无法进行覆盖测试或者测试成本较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种无人驾驶的测试系统。
背景技术
现有的无人驾驶的相关测试基本上采用室外场地测试或仿真软件模拟来进行，主要进行无人驾驶车辆的导航、驱动等相关操作的测试。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
采用仿真软件模拟时，通常是在比较理想的情况下进行，对于实际的路况、导航等形式不能进行很好的覆盖测试，对于导航、传感器等相关的算法测试也难于进行有效评估；采用室外场地测试时，需要较大的行驶空间，行驶空间中的相关障碍物，一般是采用人工搭建或采用真实路跑，但是前者的环境搭建难度较大，后者的测试风险较大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种无人驾驶的测试系统，能够解决对真实条件无法进行覆盖测试或者测试成本较高的问题。
为实现上述目的，根据本发明实施例提供了一种无人驾驶的测试系统，包括测试仓，位于所述测试仓内的转动机构和测速装置；
所述测速装置与所述转动机构的外表面接触，用于测量所述转动机构的转速。
可选地，所述转动机构为圆球；
所述测速装置的数量为两个，两个所述测速装置互相垂直，其中一个测速装置用于测量所述转动机构水平方向上的速率，另一个测速装置用于测量所述转动机构垂直方向上的速率。
可选地，所述测速装置包括测速辊柱、测速连接轴和角速度传感器，所述测速辊柱与所述转动机构的外表面接触，所述测速连接轴的两端分别与所述测速辊柱、所述角速度传感器连接；所述转动机构的转动带动所述测速辊柱转动，从而带动所述测速连接轴转动，并将转动信号输入所述角速度传感器。
可选地，所述无人驾驶的测试系统还包括阻尼装置，所述阻尼装置与所述转动机构的外表面接触，用于对所述转动机构施加阻力或者推力。
可选地，所述阻尼装置的数量为两个，两个所述阻尼装置互相垂直，其中一个阻尼装置用于对所述转动机构施加水平方向上的阻力或者推力，另一个阻尼装置用于对所述转动机构施加垂直方向上的阻力或者推力。
可选地，所述阻尼装置包括阻尼辊柱、阻尼连接轴和阻尼器，所述阻尼辊柱与所述转动机构的外表面接触，所述阻尼连接轴的两端分别与所述阻尼辊柱、所述阻尼器连接；所述阻尼器控制所述阻尼连接轴转动，从而带动所述阻尼辊柱转动。
可选地，其中一个测速装置与其中一个阻尼装置位于所述转动机构直径所在的第一直线上，另一个测速装置与另一个阻尼装置位于所述转动机构直径所在的第二直线上，所述第一直线与所述第二直线互相垂直。
可选地，所述无人驾驶的测试系统还包括顶棚和悬吊装置，所述顶棚位于所述转动机构的上方，用于固定所述悬吊装置；所述悬吊装置的一端与所述顶棚连接，另一端用于悬吊物体，所述悬吊装置能够沿着水平方向和竖直方向移动。
可选地，所述顶棚采用电磁材料制作而成，所述悬吊装置包括至少一个磁性滚轮、控制装置、线轴和吊钩；所述磁性滚轮与所述顶棚吸附，并能够在所述顶棚上移动，所述磁性滚轮、所述线轴分别与所述控制装置转动连接；所述控制装置用于分别控制所述磁性滚轮、所述线轴转动，从而带动所述悬吊装置沿着水平方向和竖直方向移动。
可选地，悬挂在所述悬吊装置上的物体包括模型和/或光信号发生器；所述测试仓的最外层采用吸光材料制作而成。
可选地，所述转动机构上放置有无人驾驶装置，所述无人驾驶装置能够带动所述转动机构转动；所述顶棚在所述测试仓内的投影区域覆盖所述无人驾驶装置的有效感应区域。
所述无人驾驶的测试系统还包括限位装置，所述限位装置分别与所述顶棚、所述无人驾驶装置连接，以使所述无人驾驶装置位于所述转动机构的正上方，且所述无人驾驶装置的各个车轮均与所述转动机构的外表面相切。
可选地，还包括处理模块，用于：
根据已规划路线控制至少一个所述悬吊装置沿着水平方向、竖直方向移动或者静止，以及控制所述阻尼装置对所述转动机构施加的阻力或者推力；
实时接收所述测速装置发送的速度数据，并根据所述速度数据计算所述无人驾驶装置的当前位置，从而得到所述无人驾驶装置的行驶路线；
计算所述已规划路线与所述行驶路线之间的相似度。
可选地，实时接收所述测速装置发送的速度数据，并根据所述速度数据计算所述无人驾驶装置的当前位置，从而得到所述无人驾驶装置的行驶路线，包括：
每隔一个采样周期，分别接收两个所述测速装置发送的累计角度总和；
根据所述累计角度总和以及所述测速装置的周长，分别计算所述无人驾驶装置在经纬度方向上累计行驶距离，从而得到所述无人驾驶装置的当前经纬度坐标；
根据各个采样周期对应的当前经纬度坐标，绘制所述无人驾驶装置的行驶路线。
可选地，计算所述已规划路线与所述行驶路线之间的相似度，包括：
将所述已规划路线、所述行驶路线分别转换至同一坐标系中，从而得到所述已规划路线对应的多维度向量、以及所述行驶路线对应的多维度向量；
通过余弦相似度公式计算所述已规划路线对应的多维度向量与所述行驶路线对应的多维度向量之间的相似度；
其中，所述多维度向量中的各个维度表示所述无人驾驶装置的各个旋转角度，所述多维度向量中的各个元素表示各个旋转角度对应的总行驶距离。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：利用转动机构保持无人驾驶装置在行驶过程中处于相对静止状态，方便监控测试状态，大大减少了真实场景中的行驶测试占用的空间；还可以通过悬吊装置悬吊物体，使物体与无人驾驶装置保持同步运动或者不同步运动，提高无人驾驶的测试覆盖率，从而尽可能多地模拟真实的路况场景，不但能减少无人驾驶相关测试成本，还能保持测试过程的安全性；同时利用测速装置收集无人驾驶装置行驶的真实数据，以便于进行后期的线路规划与安全驾驶等相关数据的评估。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明实施例的无人驾驶的测试系统的俯视图；
图2是根据本发明实施例的转动机构、测速装置和阻尼装置的俯视图；
图3是根据本发明实施例的转动机构、测速装置和阻尼装置的侧视图；
图4是根据本发明一个实施例的测速装置的结构示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的测速装置的结构示意图；
图6是根据本发明一个实施例的阻尼装置的结构示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的阻尼装置的结构示意图；
图8是根据本发明实施例的测试仓、转动机构、顶棚的俯视图；
图9是根据本发明实施例的顶棚和悬吊装置的结构示意图；
图10是根据本发明实施例的无人驾驶测试流程图；
图11是根据本发明实施例的两组高维向量的对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
本发明的至少一个实施例提供了一种无人驾驶的测试系统，如图1-2和图8所示，无人驾驶的测试系统包括测试仓1，位于测试仓1内的转动机构2和测速装置3，测速装置3与转动机构2的外表面接触，用于测量转动机构2的转速。在本发明的实施例中，转动机构2上还放置有无人驾驶装置7，无人驾驶装置7能够带动转动机构2转动。
测试仓1可以是相对独立的圆形空间，也可以是其他形状的空间。转动机构2可以位于测试仓1的中央，转动机构2足够承载无人驾驶装置7。测试时，将无人驾驶装置7放到转动机构2的顶部，无人驾驶装置7的行驶速度(即速率和方向)即为转动机构2的转动速度，因此能够在转动机构2上模拟真实的驾驶。需要指出的是，在模拟真实驾驶时，转动机构2在无人驾驶装置7的驱动下进行原地转动，因此在测试仓1内，转动机构2与无人驾驶装置7处于相对静止状态。
可选地，所述无人驾驶的测试系统还可以包括阻尼装置，阻尼装置4与转动机构2的外表面接触，用于对转动机构2施加阻力或者推力。在转动机构2转动过程中，通过测速装置3测量转动机构2的转速，从而得到无人驾驶装置7的行驶速度，通过阻尼装置4对转动机构2施加阻力或者推力，模拟真实的驾驶条件(比如上坡、下坡、逆风、顺风等)。
本发明实施例提供的无人驾驶的测试系统利用转动机构2保持无人驾驶装置7在行驶过程中处于相对静止状态，方便监控测试状态，大大减少了真实场景中的行驶测试占用的空间；还可以通过悬吊装置悬吊物体，使物体与无人驾驶装置7保持同步运动或者不同步运动，提高无人驾驶的测试覆盖率，从而尽可能多地模拟真实的路况场景，不但能减少无人驾驶相关测试成本，还能保持测试过程的安全性；同时利用测速装置3收集无人驾驶装置7行驶的真实数据，以便于进行后期的线路规划与安全驾驶等相关数据的评估。
需要说明的是，在本发明的实施例中，转动机构2足够大，可以承载无人驾驶装置7，并且无人驾驶装置7可以在该转动机构2上行驶(前向、转弯、倒退等)。
可选地，所述无人驾驶的测试系统还包括顶棚5和悬吊装置6，顶棚5位于转动机构2的上方，用于固定悬吊装置6；悬吊装置6的一端与顶棚5连接，另一端用于悬吊物体，悬吊装置6能够沿着水平方向和竖直方向移动。可选地，如图3所示为了不影响悬吊装置6的移动，测速装置3、阻尼装置4最好设置在转动机构2的中部以下位置，并与转动机构2的外表面接触。可选地，可以通过支撑架8将测速装置3、阻尼装置4支起，使得测速装置3、阻尼装置4可以自由地转动。
可选地，转动机构2可以圆柱，也可以为圆球。为了能够测试无人驾驶装置在垂直方向和水平方向上的速度，也便于无人驾驶装置在转动机构2上实现转弯，转动机构2优选为圆球。举例来说，如果无人驾驶装置7的长度为1-2米，那么转动机构2的直径可以是4-5米的圆球，其直径也可以更大。而且圆球内部可以是空心的。
可选地，如图2所示，测速装置3的数量为两个，两个测速装置3互相垂直，其中一个测速装置3用于测量转动机构2水平方向上的速率，另一个测速装置3用于测量转动机构2垂直方向上的速率。通过两个测试装置3就可以得到水平方向上的速度和垂直方向上的速率，将这两个速率合成后就得到了转动机构2的转动速率和转动方向(即转动速度)，即无人驾驶装置7的行驶速率和行驶方向(即行驶速度)。可选地，阻尼装置4的数量为两个，两个阻尼装置4互相垂直，其中一个阻尼装置4用于对转动机构2施加水平方向上的阻力或者推力，另一个测速装置3用于对转动机构2施加垂直方向上的阻力或者推力。通过改变水平方向和垂直方向上的阻力或者推力，就可以对转动机构2的各个方向施加阻力或者推力，以便于覆盖各种测试条件。
可选地，如图2所示，其中一个测速装置3与其中一个阻尼装置4位于所述转动机构2直径所在的第一直线上，另一个测速装置3与另一个阻尼装置4位于所述转动机构2直径所在的第二直线上，所述第一直线与所述第二直线互相垂直，以便于安装测速装置3和阻尼装置4。可选地，如图3所示，所述测试系统还包括固定支架8，测速装置3、阻尼装置4分别安装在固定支架8上，通过固定支架8支起测速装置3、阻尼装置4，并将测速装置3、阻尼装置4与转动机构2的外表面接触。需要指出的是，固定支架8的高度可以是可调的，以便于调整测速装置3、阻尼装置4的安装高度。
可选地，如图4所示，测速装置3包括测速辊柱31、测速连接轴32和角速度传感器33，测速辊柱31与转动机构2的外表面接触，测速连接轴32的两端分别与测速辊柱31、角速度传感器33连接；转动机构2的转动带动测速辊柱31转动，从而带动测速连接轴32转动，并将转动信号输入角速度传感器33。由于测速辊柱31与转动机构2的外表面接触，因此当转动机构2转动时，测速辊柱31随之转动，与测速辊柱31固定连接的测速连接轴32也一起转动，测速连接轴32进一步将转动传递至角速度传感器33，由此测得转动机构2的累计转动角度总和。两个互相垂直的角速度传感器33分别获得垂直方向上的累计转动角度总和以及水平方向上的累计转动角度总和，由此得到转动机构2的当前经纬度坐标，用于记录和绘制无人驾驶装置7的实际行驶轨迹。
可选地，如图5所示，测速装置3还可以包括第一固定柱34，第一固定柱34转动连接在测速连接轴32的外表面，第一固定柱32固定在固定支架8上，用于支撑测速装置3。当测速连接轴32转动时，第一固定柱32保持不动，静止在固定支架8上。
可选地，如图6所示，阻尼装置4包括阻尼辊柱41、阻尼连接轴42和阻尼器43，阻尼辊柱41与转动机构2的外表面接触，阻尼连接轴42的两端分别与阻尼辊柱41、阻尼器43连接；阻尼器43控制阻尼连接轴42转动，从而带动阻尼辊柱41转动。由于阻尼辊柱41与转动机构2的外表面接触，因此当阻尼器43驱动阻尼连接轴42转动时，与阻尼连接轴42固定连接的阻尼辊柱41随之转动，从而对转动机构2施加阻力或者推力。两个互相垂直的阻尼器43分别对转动机构2施加垂直方向上、水平方向上的阻力或者推力。通过改变水平方向和垂直方向上的阻力或者推力，就可以对转动机构2的各个方向施加阻力或者推力，用于模拟实际驾驶时路面的坡度。转动机构2加装的阻尼装置4可以增大或减少转动机构2在某个方向上的运行阻力，达到模拟路面的上下斜坡的目的。
可选地，如图7所示，阻尼装置4还可以包括第二固定柱44，第二固定柱44转动连接在阻尼连接轴42的外表面，第二固定柱44固定在固定支架8上，用于支撑阻尼装置4。当阻尼连接轴42转动时，第二固定柱44保持不动，静止在固定支架8上。
可选地，所述无人驾驶的测试系统还包括限位装置，限位装置分别与顶棚5、无人驾驶装置7连接，以使无人驾驶装置7位于转动机构2的正上方，且无人驾驶装置7的各个车轮均与转动机构2的外表面相切。无人驾驶装置7在转动机构2上加减速时，由于合力作用不为零，可能会产生位移，通过限位装置可以保证无人驾驶装置7始终位于转动机构2的正上方，且无人驾驶装置7的各个车轮均与转动机构2的外表面相切。
如图8所示，无人驾驶装置7具有有效感应区域和无效感应区域，由于无人驾驶装置7相对于测试仓1来说，尺寸非常小，因此可以认为测试仓1由多个可调逻辑空间组成，最外层的无效感应区域作为无人驾驶时忽略影响区域，即该区域空间内的物体、光信号等不影响无人驾驶装置7的运行。可选地，测试仓1的最外层采用吸光材料制作而成，避免可见光和不可见光的反射(光线的反射会影响无人驾驶对物体的判断)。测试仓1的中间是有效感应区域，该区域空间内出现的物体、光信号会影响无人驾驶的运行。通常无人驾驶的有效感应区域有一个上限阀值，超过这个距离不会影响行驶。
可选地，顶棚5在测试仓1内的投影区域覆盖无人驾驶装置7的有效感应区域，以使能够将悬吊装置6移动至有效感应区域的任何位置，从而提高测试覆盖率。顶棚5可以是矩形、圆形或者椭圆形等，本发明实施例对此不做限制。可选地，悬挂在悬吊装置6上的物体包括模型和/或光信号发生器，悬吊的模型可以是障碍物模型、线路标识模型等，光信号信号发生器可以发出黄光、红光、绿光，用于模拟红绿灯。需要说明的是，如果悬吊装置6(也就是悬吊的物体)静止，说明该物体的运动速率和方向与无人驾驶装置7一致，该物体与无人驾驶装置7是相对静止状态。如果悬吊装置6(也就是悬吊的物体)的移动速率、方向与转动机构2不同，说明该物体的移动速率和/或方向与无人驾驶装置7的行驶速率和/或方向不同，该物体与无人驾驶装置7是相对运动状态。当未进行测试时，可以将悬吊装置6移动至无效感应区域，当进行测试时，将悬吊装置6移动至有效感应区域，用于真实模拟各种测试条件。悬吊装置6可以在垂直方向上移动，还可在在水平方向上移动，用于真实地模拟物体的运动或者静止，达到更真实的驾驶目的。
可选地，如图9所示，悬吊装置6包括至少一个磁性滚轮61、控制装置62、线轴63和吊钩64；磁性滚轮61与顶棚5吸附，并能够在顶棚5上移动，磁性滚轮61、线轴63分别与控制装置62转动连接；控制装置62用于分别控制磁性滚轮61、线轴63转动，从而带动悬吊装置6沿着水平方向和竖直方向移动。顶棚5采用电磁材料制作而成，用于吸附顶棚5下方的磁性滚轮61，磁性滚轮61可以紧贴着顶棚5移动。通过控制这些磁性滚轮61的转动来带动悬吊装置6沿着顶棚5移动和转弯。通过控制线轴63的转动来带动吊钩64与转动机构2的距离。
可选地，每个悬吊装置6中可以包括一个磁性滚轮61、两个磁性滚轮61、三个磁性滚轮61或者四个磁性滚轮61等。可选地，悬吊在吊钩64上的物体的底部还设置有距离传感器，用于感应该物体到转动机构2的距离，如果距离小于安全距离时，会停止悬吊装置64的移动，避免与转动机构2或无人驾驶装置7发生碰撞，达到安全测试的目的。
控制装置62可以采用无线方式控制磁性滚轮61、线轴63转动。每个滚轮61与一个电机相连，控制装置62通过控制电机的转动来控制滚轮61的转动。线轴63也与一个电机相连，控制装置62通过控制电机的转动来控制线轴63的转动。因此控制装置62可以通过控制各个电机的转动来控制悬吊装置6的移动和升降，使其悬吊物体与转动机构2上的无人驾驶装置7成相对运动状态。对于同一悬吊物体可以被多个悬吊装置6悬吊起来，这些属于同于悬吊物体的悬吊装置6会保持同步运行状态。
在本发明的实施例中，顶棚5采用电磁材料制作而成，该悬吊装置6的电力来源可以来自其上方的顶棚5的电磁场，避免测试进行中的电力不足；还可以避免复杂的布线和轨道设计(避免影响悬吊装置6的自由移动)，可以实现多个悬吊装置6并行运转及悬吊物体的自由移动。对于暂不需要投入测试的物体，悬吊装置6可以将其移动至无效感应区域，当物体需要投入测试场景中时，悬吊装置6会将物体从无效感应区域逐步移向转动机构2，直到到达预定位置。需要指出的是，悬吊装置6与顶棚5的连接方式也适用于限位装置，不再赘述，方便限位装置调整位置和高度，以保证无人驾驶装置7始终位于转动机构2的正上方，且无人驾驶装置7的各个车轮均与转动机构2的外表面相切。
可选地，所述无人驾驶的测试系统还包括处理模块，用于：根据已规划路线控制至少一个悬吊装置6沿着水平方向、竖直方向移动或者静止，以及控制所述阻尼装置4对所述转动机构2施加的阻力或者推力；实时接收所述测速装置3发送的速度数据，并根据所述速度数据计算所述无人驾驶装置7的当前位置，从而得到所述无人驾驶装置7的行驶路线；计算所述已规划路线与所述行驶路线之间的相似度。
如图10所示，处理模块从已有的人工配送路线中得到其中的GIS(GeographyInformation System，地理信息系统)运行轨迹；将GIS运行轨迹的坐标点与地图中的街道进行匹配；根据匹配的街道绘制街道中的交叉点、出入口、障碍物、路标等，最终得到已规划线路的时序向量组。其中，第一个向量的起点为出发地点的经纬度坐标，最后一个向量的终点为目的地点的经纬度坐标，其余每个向量的起点和终点均表示路径上两个相邻的路口交叉点的经纬度坐标。
所述处理模块根据已规划路线准备测试场景中的悬吊装置6，并将指令下发至对应的控制装置62，从而通过控制装置62来控制磁性滚轮61、线轴63转动。还可以再进一步结合人工配送的时间，模拟车流、人流及相应的交通信号，以达到较真实的行驶环境。
准备完毕后，所述处理模块将起点坐标、终点坐标及出发时间下发给无人驾驶装置7，触发无人驾驶装置7运行，转动机构2随之联动。在转动机构2转动的过程中，处理模块还会实时接收测速装置3发送的速度数据，同时结合测试场景中的测试信息中的物体，控制悬吊装置6沿着水平方向、竖直方向移动或者静止以及控制所述阻尼装置4对所述转动机构2施加的阻力或者推力。
所述处理模块还会根据转动机构2的转动速度(速率和方向)实时更新无人驾驶装置7的经纬度坐标。无人驾驶装置7会根据感应的物体、当前坐标及目的地坐标来不断调整行驶速度，直到到达目的地。当无人架驶装置7到达目的位置时结束测试。
可选地，实时接收所述测速装置3发送的速度数据，并根据所述速度数据计算所述无人驾驶装置7的当前位置，从而得到所述无人驾驶装置7的行驶路线，包括：每隔一个采样周期，分别接收两个所述测速装置3发送的累计角度总和；根据所述累计角度总和以及所述测速装置3的周长，分别计算所述无人驾驶装置7在经纬度方向上累计行驶距离，从而得到所述无人驾驶装置7的当前经纬度坐标；根据各个采样周期对应的当前经纬度坐标，绘制所述无人驾驶装置7的行驶路线。其中，累计角度总和可以通过角速度传感器来测得，每隔一个采样周期，所述处理模块接收角速度传感器发送的累计角度总和。
具体地，可以采用以下方法计算当前经纬度坐标：
设起始经纬度坐标为(x0,y0)，采样周期为T，(即采样时间t0,t1,t2...之间采样时间间隔为T，t0为开始时间)；水平方向上的角速度传感器对应经度方向，即东西方向，角度速单位为度；垂直方向上的角速度传感器对应纬度方向，即南北方向，角度速单位为度；与角速度传感器连接的测速辊柱的周长为L千米。
t2时的经度＝x0+(t0至t2时间内的水平角速度传感器的累计角度总和/360)*L/[111*cos(y0)]
t2时的纬度＝y0+(t0至t2时间内的竖直角速度传感器的累计角度总和/360)*L/111
赤道上，每一度纬度对应于111公里。一般来说，采样周期T可以是几秒，或者几十秒，根据需要进行设定，缩短T可以增加行驶路线上的采集点。
可选地，计算所述已规划路线与所述行驶路线之间的相似度，包括：将所述已规划路线、所述行驶路线分别转换至同一坐标系中，从而得到所述已规划路线对应的多维度向量、以及所述行驶路线对应的多维度向量；通过余弦相似度公式计算所述已规划路线对应的多维度向量与所述行驶路线对应的多维度向量之间的相似度；其中，所述多维度向量中的各个维度表示所述无人驾驶装置7的各个旋转角度，所述多维度向量中的各个元素表示各个旋转角度对应的总行驶距离。
通过上述方法绘制出无人驾驶装置7的行驶路线后，就可以得到行驶路线的时序向量组，所述时序向量组包括各个采样周期对应的经纬度坐标。为了便于计算相似度，将所述已规划路线的时序向量组、所述行驶路线的时序向量组分别转换至同一坐标系中，从而得到所述已规划路线对应的多维度向量，以及所述行驶路线对应的多维度向量。
具体地，根据向量的起点和终点坐标，计算向量的方向数据，将方向数据转换为角度数据，作为极坐标的X轴，即-180度到180度之间(0度表示直行)，将向量的距离数据转换为Y轴(单位为米)，由此得到极坐标体系下的两组多维度向量。例如，将相邻的两个采样周期对应的经纬度坐标(x2,y2)和(x3,y3)分别作为向量的起点坐标和终点坐标，然后将该向量转换至极坐标系中，那么该向量在极坐标系中的角度和长度即为角度数据和距离数据，亦即无人驾驶装置从(x2,y2)到达(x3,y3)所需旋转的角度和行驶的距离。
将这两组多维度向量做余弦相似度计算：
如图11所示，假设已规划路线的向量为A，行驶路线的向量为B，a1表示高维向量A中的第一维数据(比如0°对应的总距离)，a2表示高维向量A中的第二维数据(比如负180°对应的总距离)，以此类推；b1表示高维向量B中的第一维数据(比如0°对应的总距离)，b2表示高维向量B中的第二维数据(比如负180°对应的总距离)，以此类推。
然后计算两个多维向量的余弦相似度公式。
余弦的计算的结果为-1到1之间，计算余弦的绝对值。
如果两者间的拟合相似度小于预定的阀值，则说明无人驾驶装置7的行驶路线与已规划路线基本一致，反之则说明行驶路线与已规划路线差别较大，无人驾驶装置7的规划路线可能有问题。
需要指出的是，图11中所示的角度数据仅仅是示例性地，并不限于负180°、负135°、45°等，行驶路线与已规划路线也难以有如此高的相似度。行驶路线的角度数据是根据行驶路线中的各个经纬度坐标来确定，已规划路线的角度数据是根据已规划路线中的各个经纬度坐标来确定。
在整个无人驾驶装置7的行驶过程中，无人驾驶装置7、转动机构2与悬吊物体之间的距离未小于安全距离，则说明无人驾驶装置7可以正确识别并避让物体，反之则说明无人驾驶装置7存在安全隐患。
在整个无人驾驶装置7的行驶过程中，无人驾驶装置可以正确识别交通信号和线路标识，并在指定的距离内正确停行(比如在遇到红灯时，要在停止线内停车)，可以通过信号发生的时间、线路标识与无人驾驶装置7的距离来判断，满足上述条件则表明该场景下无人驾驶装置7行驶安全。车辆制动有一个安全距离，这个安全距离与车辆的速度有关，当发出停止信号时记录开始时间，车辆需要识别并减速制动，当车辆处于静止时记录结束时间，两次时间的差小于预定阈值，并且停车时距离，在停止线内(道路上的停止线可以通过悬吊装置安装投影装置实现在水平地面上模拟停车线)，防止车辆越线和碰撞。
当运行结束后的监控数据满足上述三条时，则表明此次无人驾驶测试通过。
可选地，光信号发生器的光源前可以加装柔光镜和减光镜，改变整个测试场景内的光线，用于进行天气的模拟，例如柔光镜可以模拟雨雾天气，减光镜可以模拟夜晚。而且悬吊装置6会根据无人驾驶装置7的运行路线提前调整悬吊物体的位置，该过程可以在无人驾驶装置7运行途中调整，不会影响实际行驶。多组悬吊装置6可以并行进行移动，减少测试场景的调整。
转动机构2还可以嵌入到水平面中，在水平面中可以安放非悬吊的物体，达到更真实的模拟的目的，例如一辆真实行驶的汽车，从无效感应区域外驶入有效感应区域内，无人驾驶装置7检测到有运行物体靠近后，会调整无行驶方向或速率。由于无人驾驶装置7是在转动机构2上相对静止的运动，如果无人驾驶装置7判断或操作出现问题，不会导致和真实车辆相撞，也可以解决一些过大过重的物体不适合悬吊的问题。
所述无人驾驶的测试系统采用模拟真实场景运行的方式，还可以针对无人驾驶装置7进行其它指标的测试，如能耗、制动、无人驾驶装置7的传感器、突发事件等信息进行监控。
可见，本发明实施例提供的无人驾驶的测试系统利用转动机构保持无人驾驶装置在行驶过程中处于相对静止状态，方便监控测试状态，大大减少了真实场景中的行驶测试占用的空间；还可以通过悬吊装置悬吊物体，使物体与无人驾驶装置保持同步运动或者不同步运动，提高无人驾驶的测试覆盖率，从而尽可能多地模拟真实的路况场景，不但能减少无人驾驶相关测试成本，还能保持测试过程的安全性；同时利用测速装置收集无人驾驶装置行驶的真实数据，以便于进行后期的线路规划与安全驾驶等相关数据的评估。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (14)
1.一种无人驾驶的测试系统，其特征在于，包括测试仓(1)，位于所述测试仓(1)内的转动机构(2)和测速装置(3)；
所述测速装置(3)与所述转动机构(2)的外表面接触，用于测量所述转动机构(2)的转速；
所述转动机构(2)为一个圆球；所述转动机构(2)上放置有无人驾驶装置(7)，所述无人驾驶装置(7)能够带动所述转动机构(2)转动；
所述测速装置(3)的数量为两个，两个所述测速装置(3)互相垂直，其中一个测速装置(3)用于测量所述转动机构(2)水平方向上的速率，另一个测速装置(3)用于测量所述转动机构(2)垂直方向上的速率。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，所述测速装置(3)包括测速辊柱(31)、测速连接轴(32)和角速度传感器(33)，所述测速辊柱(31)与所述转动机构(2)的外表面接触，所述测速连接轴(32)的两端分别与所述测速辊柱(31)、所述角速度传感器(33)连接；所述转动机构(2)的转动带动所述测速辊柱(31)转动，从而带动所述测速连接轴(32)转动，并将转动信号输入所述角速度传感器(33)。
3.根据权利要求1所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，还包括阻尼装置(4)，所述阻尼装置(4)与所述转动机构(2)的外表面接触，用于对所述转动机构(2)施加阻力或者推力。
4.根据权利要求3所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，所述阻尼装置(4)的数量为两个，两个所述阻尼装置(4)互相垂直，其中一个阻尼装置(4)用于对所述转动机构(2)施加水平方向上的阻力或者推力，另一个测速阻尼装置(4)用于对所述转动机构(2)施加垂直方向上的阻力或者推力。
5.根据权利要求4所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，所述阻尼装置(4)包括阻尼辊柱(41)、阻尼连接轴(42)和阻尼器(43)，所述阻尼辊柱(41)与所述转动机构(2)的外表面接触，所述阻尼连接轴(42)的两端分别与所述阻尼辊柱(41)、所述阻尼器(43)连接；所述阻尼器(43)控制所述阻尼连接轴(42)转动，从而带动所述阻尼辊柱(41)转动。
6.根据权利要求4所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，其中一个测速装置(3)与其中一个阻尼装置(4)位于所述转动机构(2)直径所在的第一直线上，另一个测速装置(3)与另一个阻尼装置(4)位于所述转动机构(2)直径所在的第二直线上，所述第一直线与所述第二直线互相垂直。
7.根据权利要求3所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，还包括顶棚(5)和悬吊装置(6)，所述顶棚(5)位于所述转动机构(2)的上方，用于固定所述悬吊装置(6)；所述悬吊装置(6)的一端与所述顶棚(5)连接，另一端用于悬吊物体，所述悬吊装置(6)能够沿着水平方向和竖直方向移动。
8.根据权利要求7所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，所述顶棚(5)采用电磁材料制作而成，所述悬吊装置(6)包括至少一个磁性滚轮(61)、控制装置(62)、线轴(63)和吊钩(64)；所述磁性滚轮(61)与所述顶棚(5)吸附，并能够在所述顶棚(5)上移动，所述磁性滚轮(61)、所述线轴(63)分别与所述控制装置(62)转动连接；所述控制装置(62)用于分别控制所述磁性滚轮(61)、所述线轴(63)转动，从而带动所述悬吊装置(6)沿着水平方向和竖直方向移动。
9.根据权利要求7所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，悬挂在所述悬吊装置(6)上的物体包括模型和/或光信号发生器；所述测试仓(1)的最外层采用吸光材料制作而成。
10.根据权利要求7所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，所述顶棚(5)在所述测试仓(1)内的投影区域覆盖所述无人驾驶装置(7)的有效感应区域。
11.根据权利要求10所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，还包括限位装置，所述限位装置分别与所述顶棚(5)、所述无人驾驶装置(7)连接，以使所述无人驾驶装置(7)位于所述转动机构(2)的正上方，且所述无人驾驶装置(7)的各个车轮均与所述转动机构(2)的外表面相切。
12.根据权利要求10所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，还包括处理模块，用于：
根据已规划路线控制至少一个所述悬吊装置(6)沿着水平方向、竖直方向移动或者静止，以及控制所述阻尼装置(4)对所述转动机构(2)施加的阻力或者推力；
实时接收所述测速装置(3)发送的速度数据，并根据所述速度数据计算所述无人驾驶装置(7)的当前位置，从而得到所述无人驾驶装置(7)的行驶路线；
计算所述已规划路线与所述行驶路线之间的相似度。
13.根据权利要求12所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，实时接收所述测速装置(3)发送的速度数据，并根据所述速度数据计算所述无人驾驶装置(7)的当前位置，从而得到所述无人驾驶装置(7)的行驶路线，包括：
每隔一个采样周期，分别接收两个所述测速装置(3)发送的累计角度总和；
根据所述累计角度总和以及所述测速装置(3)的周长，分别计算所述无人驾驶装置(7)在经纬度方向上累计行驶距离，从而得到所述无人驾驶装置(7)的当前经纬度坐标；
根据各个采样周期对应的当前经纬度坐标，绘制所述无人驾驶装置(7)的行驶路线。
14.根据权利要求13所述的无人驾驶的测试系统，其特征在于，计算所述已规划路线与所述行驶路线之间的相似度，包括：
将所述已规划路线、所述行驶路线分别转换至同一坐标系中，从而得到所述已规划路线对应的多维度向量、以及所述行驶路线对应的多维度向量；
通过余弦相似度公式计算所述已规划路线对应的多维度向量与所述行驶路线对应的多维度向量之间的相似度；
其中，所述多维度向量中的各个维度表示所述无人驾驶装置(7)的各个旋转角度，所述多维度向量中的各个元素表示各个旋转角度对应的总行驶距离。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109100155A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-28 | 长安大学 | 一种无人车在环快速仿真测试系统和方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809178A (en) * | 1986-05-22 | 1989-02-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Obstacle data processing system for unmanned vehicle |
| US5916285A (en) * | 1995-10-18 | 1999-06-29 | Jervis B. Webb Company | Method and apparatus for sensing forward, reverse and lateral motion of a driverless vehicle |
| CN1530156A (zh) * | 2003-03-14 | 2004-09-22 | 张辉伦 | 球形结构的车 |
| CN100449443C (zh) * | 2005-07-18 | 2009-01-07 | 李胜强 | 一种汽车自动驾驶系统 |
| JP5817902B1 (ja) * | 2014-10-03 | 2015-11-18 | 株式会社明電舎 | 車両拘束装置 |
| CN105699095B (zh) * | 2016-01-27 | 2018-11-13 | 常州加美科技有限公司 | 一种无人驾驶车辆的测试方法 |
| CN106940258B (zh) * | 2017-04-18 | 2019-09-10 | 上海测迅汽车科技有限公司 | 无人驾驶车辆综合性能测试系统 |
| CN109211575B (zh) * | 2017-07-05 | 2020-11-20 | 百度在线网络技术（北京）有限公司 | 无人驾驶汽车及其场地测试方法、装置及可读介质 |
| CN108225790B (zh) * | 2018-01-03 | 2020-07-17 | 鄂尔多斯市普渡科技有限公司 | 一种无人驾驶车制动性能检测平台以及检测方法 |
| CN108267325A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-07-10 | 上海测迅汽车科技有限公司 | 无人驾驶整车实物在环测试方法 |
| CN208460184U (zh) * | 2018-08-09 | 2019-02-01 | 华东交通大学 | 一种交通标识识别测试装置 |
| CN208795508U (zh) * | 2018-10-11 | 2019-04-26 | 上海测迅汽车科技有限公司 | 无人驾驶测试模拟平台 |
| CN109606353A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-12 | 中企超控科技有限公司 | 一种无人驾驶车辆的转向系统 |
-
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