CN112406906A - 一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法,首先操作人员在上位机控制模块中设置测试用例，上位机控制模块包括轨迹设定模块及视景仿真模块，其中轨迹设定模块发送本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息到实时控制模块中；视景仿真模块通过视景仿真软件把相应的模拟场景发送到驾驶人员面前的视景显示模块上进行显示。本发明一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，可以设计不同的测试用例，测试不同的非驾驶任务状态、在不同的报警机制以及不同的报警模块的接管时间，相比于实车测试，模拟仿真测试具有安全性高、测试效率高、可重复性高等优势，大大降低了传统实车测试的成本。

Description

一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法

技术领域

本发明属于自动驾驶技术测试领域，尤其是涉及一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法。

背景技术

目前自动驾驶技术已经成为汽车领域最前沿的技术之一，美国SAE(汽车工程学会)将自动驾驶技术分为6级：0级系统只有报警提醒功能或对车辆的瞬时控制功能，即系统只在有危险的情况下给驾驶员发出报警或瞬时的控制车辆，如FCW,AEB，LKA等功能，车辆控制、环境监测和系统回应的主体都是驾驶员；1级系统只对车辆的单一方向进行连续控制，如横向或纵向，如ACC，LCA，APA等功能。车辆控制的主体是人和驾驶员，环境监测和系统回应的主体都是驾驶员；2级系统可以同时对车辆进行横向和纵向的连续控制，车辆控制的主体是系统，环境监测和系统回应都是驾驶员；3级系统是有条件的自动驾驶，车辆控制和环境监测的主体都是系统，但当系统需要驾驶员回应时，驾驶员必须进行回应；4级系统是高度自动驾驶，车辆控制、环境监测和系统回应的主体都是系统，但也有驾驶员控制车辆的模式；5级系统是完全自动驾驶，即实现无人驾驶。其中0级、1级、2级、3级的责任权在驾驶员，4级、5级的责任权在自动驾驶系统。

由此可见，3级自动驾驶技术系统比较特殊，车辆控制和环境监测的主体都是系统，但当系统需要驾驶员回应时，驾驶员必须进行回应，例如当自动驾驶系统遇到驶出ODD(设计运行范围)或其他可预测的系统处理不了的事件时，系统会给驾驶员发出接管请求，请求将控制权移交给驾驶员。但此时，驾驶员可能处在打电话、玩手机、看书等非驾驶任务状态，从非驾驶任务状态转移到驾驶任务状态需要一定的接管时间，并且由于不同非驾驶任务状态、不同报警时机和不同报警信号等因素，驾驶员需要的接管时间也不一样，因此如何测试驾驶员的接管时间是3级自动驾驶系统研发的迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，测试驾驶员在不同非驾驶任务状态、不同报警时机和不同报警信号等情况下，在收到报警信号后，由非驾驶状态切换到驾驶状态所需时间。测试结果可用于自动驾驶系统的开发及调试，例如报警信号发出太早会出现在情况不是很紧急的情况下发出报警的情况，使误报率增加，从而导致驾驶员对系统不信任；报警信号发出的太晚会出现驾驶员因为没有足够时间去接管车辆而出现危险的情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，包括：

步骤1：首先操作人员在上位机控制模块中设置测试用例，上位机控制模块包括轨迹设定模块及视景仿真模块，其中轨迹设定模块发送本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息到实时控制模块中；视景仿真模块通过视景仿真软件把相应的模拟场景发送到驾驶人员面前的视景显示模块上进行显示；

步骤2：实时控制模块收到本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息后，其中的报警机制判断模块判断是否满足预设报警条件，如满足报警条件，则控制设置在驾驶人员面前的报警模块报警；

步骤3：驾驶人员面前的报警模块报警后，驾驶员从执行非驾驶任务转换到执行驾驶任务，此时驾驶员操作模块的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号和方向盘转角变化量信号发送到实时控制模块中转发到上位机控制模块，上位机控制模块判断当收到的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号及方向盘转角变化量信号其中之一超过预设值时，则驾驶员完成车辆接管，此时驾驶员完成车辆接管时刻与报警模块报警时刻之间时段则记录为车辆接管时间；同时实时控制模块中车辆动力学模型模块根据收到的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号和方向盘转角变化量信号计算得到相应的本车运动轨迹信息，同步发送到上位机控制模块中的视景仿真模块。

进一步的，在步骤1中设置的测试用例采用控制单一变量的方法进行设计。

进一步的，在步骤1中设定的本车运动轨迹信息及目标车运动轨迹信息均包括：横纵向速度、横纵向位置、加速度及变道时刻；模拟场景包括：车道宽度、车道线类型、道路长度、路边建筑物、雨雪雾、亮度及光线。

进一步的，在步骤2中，预设报警条件包括：本车与目标车之间距离小于预设值或本车与目标车之间碰撞时间TTC小于预设值，其中碰撞时间TTC＝两车相对距离除以两者相对速度。

进一步的，在步骤2中，报警模块是蜂鸣器、LED灯或震动器其中一个或多个。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，具有以下优势：

本发明所述的一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，可以设计不同的测试用例，测试不同的非驾驶任务状态、在不同的报警机制以及不同的报警模块的接管时间，相比于实车测试，模拟仿真测试具有安全性高、测试效率高、可重复性高等优势，大大降低了传统实车测试的成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法原理示意图；

图2为本发明实施例一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法接管时间示意图；

图3为本发明实施例一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法测试流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-3所示，一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，包括：

步骤1：首先操作人员在上位机控制模块中设置测试用例，上位机控制模块包括轨迹设定模块及视景仿真模块，其中轨迹设定模块发送本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息到实时控制模块中；视景仿真模块通过视景仿真软件把相应的模拟场景发送到驾驶人员面前的视景显示模块上进行显示；

步骤2：实时控制模块收到本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息后，其中的报警机制判断模块判断是否满足预设报警条件，如满足报警条件，则控制设置在驾驶人员面前的报警模块报警；

步骤3：驾驶人员面前的报警模块报警后，驾驶员从执行非驾驶任务转换到执行驾驶任务，此时驾驶员操作模块的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号和方向盘转角变化量信号发送到实时控制模块中转发到上位机控制模块，上位机控制模块判断当收到的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号及方向盘转角变化量信号其中之一超过预设值时，则驾驶员完成车辆接管，此时驾驶员完成车辆接管时刻与报警模块报警时刻之间时段则记录为车辆接管时间；同时实时控制模块中车辆动力学模型模块根据收到的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号和方向盘转角变化量信号计算得到相应的本车运动轨迹信息，同步发送到上位机控制模块中的视景仿真模块。

如图2所示，车辆接管时间是报警模块报警时刻到刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号以及方向盘转角变化量其中之一超过预设值时这一时段。在本实施例中，预设值可以是对应变量总开度20％。

如图1-3所示，在步骤1中设定的本车运动轨迹信息及目标车运动轨迹信息均包括：横纵向速度、横纵向位置、加速度及变道时刻；模拟场景包括：车道宽度、车道线类型、道路长度、路边建筑物、雨雪雾、亮度及光线。

如图1-3所示，在步骤2中，预设报警条件包括：本车与目标车之间距离小于预设值或本车与目标车之间碰撞时间TTC小于预设值，其中碰撞时间TTC＝两车相对距离除以两者相对速度。

如图1-3所示，在步骤2中，报警模块是蜂鸣器、LED灯或震动器其中一个或多个。

如图1-3所示，在步骤1中设置的测试用例采用控制单一变量的方法进行设计。

在本实施例中，测试用例的设计应以研究目标为导向，针对不同的测试因素，采用控制单一变量的方法进行设计：如研究不同驾驶员状态下的接管时间测试用例，则应设计不同的驾驶员状态，如看手机、打电话、打瞌睡等，其余条件保持一致；如研究不同报警时刻下的接管时间，则应设计在不同紧急程度下分别进行报警，如本车与目标车之间碰撞时间TTC为1s，2s，3s，5s等，其余条件保持一致；如需研究不同报警形式下的接管时间，则应设计不同报警形式，如蜂鸣器(听觉)、LED灯(视觉)、震动器(触觉)等，其余条件保持一致。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，其特征在于：包括：

步骤1：首先操作人员在上位机控制模块中设置测试用例，上位机控制模块包括轨迹设定模块及视景仿真模块，其中轨迹设定模块发送本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息到实时控制模块中；视景仿真模块通过视景仿真软件把相应的模拟场景发送到驾驶人员面前的视景显示模块上进行显示；

步骤2：实时控制模块收到本车运动轨迹信息以及目标车运动轨迹信息后，其中的报警机制判断模块判断是否满足预设报警条件，如满足报警条件，则控制设置在驾驶人员面前的报警模块报警；

步骤3：驾驶人员面前的报警模块报警后，驾驶员从执行非驾驶任务转换到执行驾驶任务，此时驾驶员操作模块的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号和方向盘转角变化量信号发送到实时控制模块中转发到上位机控制模块，上位机控制模块判断当收到的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号及方向盘转角变化量信号其中之一超过预设值时，则驾驶员完成车辆接管，此时驾驶员完成车辆接管时刻与报警模块报警时刻之间时段则记录为车辆接管时间；同时实时控制模块中车辆动力学模型模块根据收到的刹车踏板变化量信号、油门踏板变化量信号和方向盘转角变化量信号计算得到相应的本车运动轨迹信息，同步发送到上位机控制模块中的视景仿真模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，其特征在于：在步骤1中设置的测试用例采用控制单一变量的方法进行设计。

3.根据权利要求1所述的一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，其特征在于：在步骤1中设定的本车运动轨迹信息及目标车运动轨迹信息均包括：横纵向速度、横纵向位置、加速度及变道时刻；模拟场景包括：车道宽度、车道线类型、道路长度、路边建筑物、雨雪雾、亮度及光线。

4.根据权利要求1所述的一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，其特征在于：在步骤2中，预设报警条件包括：本车与目标车之间距离小于预设值或本车与目标车之间碰撞时间TTC小于预设值，其中碰撞时间TTC＝两车相对距离除以两者相对速度。

5.根据权利要求1所述的一种基于驾驶模拟器的自动驾驶车辆接管时间测试方法，其特征在于：在步骤2中，报警模块是蜂鸣器、LED灯或震动器其中一个或多个。

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