CN112595525B - 一种测试无人驾驶车辆避让行人有效的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，包括双车道道路和在双车道道路上行驶的车辆；所述双车道道路的两侧各设置至少一个支撑机构，双车道道路两侧的支撑机构之间支撑有至少一根跨过双车道道路的钢丝绳拉线，每根钢丝绳拉线均安装有至少一个模拟行人装置，且钢丝绳拉线的一个端部连接带动钢丝绳拉线以设定速度运行的电动绞线盘；所述电动绞线盘均连接处理器。本发明提供一种专用的装置进行无人驾驶车辆的模拟测试，并对测试结果进行定性和定量评价，得出该车辆的避让行人的效果。该装置可模拟多种环境，并对每种环境进行固化，使无人驾驶车辆可以在输入条件一致的情况下反复测试，易于发现、分析测试过程中出现的问题，为解决问题提供便利。

Description

一种测试无人驾驶车辆避让行人有效的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的方法和装置。

背景技术

近年来，无人驾驶技术得到飞速发展，各大科技公司纷纷推出自己的无人驾驶车辆进行测试和试商用。但无人驾驶车辆在城市道路行驶时，必须面对路况复杂、人车混行的客观环境。在这种客观环境下，对无人驾驶车辆的安全考核中避让行人的有效性就是一个重要的指标。但目前该指标并没有一个统一的测试程序、测试方法、甚至没有专门的测试装置。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的方法和装置，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，

包括双车道道路1和在双车道道路1上行驶的车辆；

所述双车道道路1的两侧各设置至少一个支撑机构，双车道道路1两侧的支撑机构之间支撑有至少一根跨过双车道道路1的钢丝绳拉线，每根钢丝绳拉线均安装有至少一个模拟行人装置，且钢丝绳拉线的一个端部连接带动钢丝绳拉线以设定速度运行的电动绞线盘；

所述电动绞线盘均连接处理器。

所述双车道道路1的起始端设置旋转激光测距仪3，所述车辆上设置有反光板4，旋转激光测距仪3与处理器连接。

所述支撑机构包括设置在双车道道路1侧部的伸缩立柱，伸缩立柱上部设置滑轮，钢丝绳拉线穿过滑轮后与电动绞线盘连接。

还包括形成局域网的无线AP2，电动绞线盘、旋转激光测距仪均通过无线局域网连接处理器。

每个支撑机构支撑至少一根钢丝绳拉线，且双车道道路1两侧的支撑机构中的至少一个支撑机构能够移动。

应用所述的装置的测试无人驾驶车辆避让行人有效性的方法，包括：

在电动绞线盘拉动钢丝绳拉线运动、且无人驾驶车辆在双车道道路1上行驶过程中，获取无人驾驶车辆距离最近假人的动态距离D1、距离最近假人的动态横向距离D2、自动驾驶车辆的动态速度V1；

在笛卡尔坐标系下，得到无人驾驶车辆与最近假人的数据变化曲线；

所述变化曲线为：横轴为时间、竖轴分别为动态距离D1、动态横向距离D2、动态速度V1的变化曲线。

本发明的有益效果：

（1）提供一种专用的装置进行无人驾驶车辆的模拟测试，并对测试结果进行定性和定量评价，得出该车辆的避让行人的效果。

（2）该装置可模拟多种环境，并对每种环境进行固化，使无人驾驶车辆可以在输入条件一致的情况下反复测试，易于发现、分析测试过程中出现的问题，为解决问题提供便利。

附图说明

图1为一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的方法和装置示意图。

图2为本发明的流程图。

图3为本发明车辆等待行人的曲线示意图。

图4为车辆绕过行人的曲线示意图。

图中1.双车道道路，2.无线AP，3.旋转激光测距仪，4.反光板，5.立柱一，6.立柱二，7.立柱三，8.滑轮一，9，滑轮二，10，滑轮三，11.纸片人一，12.纸片人二，13.钢丝绳拉线一，14.钢丝绳拉线二，15.电动绞线盘，16.普通绞线盘一，17.普通绞线盘二，18.处理器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。此外还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，该装置包括双车道道路1，该双车道道路1可以直接从现有的铺设好的道路中隔离一部分即可。本发明还包括在双车道道路1上行驶进行测试的车辆，该车辆为无人驾驶车辆。

所述的双车道道路1的两侧各设置至少一个支撑机构，该支撑机构用于支撑钢丝绳拉线，双车道两侧设置的支撑机构之间支撑有至少一根钢丝绳拉线，钢丝绳拉线跨过双车道道路1，每根钢丝绳拉线上均安装有至少一个模拟行人装置，且钢丝绳拉线1的一个端部连接电动绞线盘，电动绞线盘能够以设定的不同速度拉动钢丝绳拉线运动，进而带动钢丝绳拉线上的模拟行人装置运动以模拟行人。

进一步来说，上述的钢丝绳拉线1的另一端通过支撑机构支撑后可连接在普通绞线盘或者另外的电动绞线盘上，当连接在普通角线盘上时，钢丝绳拉线的一个端部连接的电动绞线盘能够带动钢丝绳拉线运动；当连接在另一个电动绞线盘上时，两个电动绞线盘均可作为主动力带动钢丝绳拉线运动。

进一步来说，所述的模拟行人装置包括但不限于使用纸板或者其他材质模拟的假人，该模拟行人装置仅仅用来使无人驾驶车辆进行避让，因此本发明并不对其具体形状和材质进行限定，如果当前用作模拟行人装置的假人形状较大，也可在模拟行人装置的假人上进行镂空，用于降低风阻。上述的假人能够模拟各种行人行为，包括单个行人、多个行人、成年人、儿童等，假人的材质需要具有一定质量，中间镂空，降低风阻，且在假人较宽时可设置至少2个悬挂点，保证假人可以靠自重保持稳定。

进一步来说，所述无人驾驶车辆上安装有反光板，道路的起始端设置有旋转激光测距仪，旋转激光测距仪以定速旋转，每360度会收到一次被汽车上的反光板反射回来光波，得到该距离d1后，结合激光测距仪当前角度，可推算汽车的横向位置和纵向位置，再结合之前的数据，进行微分，可推算汽车速度。

进一步来说，本发明还包括处理器，所述旋转激光测距仪、电动绞线盘均连接处理器，处理器获取旋转激光测距仪、电动绞线盘的数据后对数据进行处理。

进一步来说，所述双车道道路两侧的支撑机构为伸缩式的支撑机构，包括设置在双车道道路侧部的伸缩立柱，伸缩立柱顶部设置滑轮，钢丝绳拉线穿过滑轮后与绞线盘连接，支撑机构的伸缩立柱能够在立柱处于缩回状态时能够方便的进行模拟行人装置的放置，放置完成后能够升起立柱，防止钢丝绳拉线对无人驾驶车辆的行驶造成影响。

进一步来说，本发明还包括形成局域网的无线AP2，无线AP能够在测试场地中设置无线局域网，使得位于测试场地中的位置获取装置、电动绞线盘、激光测距仪等均通过其上部设置的无线通信装置进行无线连接，进而使各设备之间能够通过无线方式实时进行数据传输。

进一步来说，双车道道路每侧的支撑机构均最少设置一个，即支撑机构支撑至少一根钢丝绳拉线，且支撑机构为可以移动的支撑机构，能够根据需要移动其位置。当双车道道路上需要多个模拟行人装置进行测试时，双车道道路至少一侧的支撑机构可多于一个，用于支撑至少两根钢丝绳拉线，进而悬挂多个模拟行人装置进行测试。

本发明还提供一种根据上述的装置获取测试数据的方法，该方法包括以下内容：

在电动绞线盘拉动钢丝绳拉线运动、且无人驾驶车辆在双车道道路1上行驶过程中，获取无人驾驶车辆距离每个假人的动态距离D1、距离每个假人的动态横向距离D2、自动驾驶车辆的动态速度V1，进而在笛卡尔坐标系下，得到无人驾驶车辆与距离车辆最近的假人的数据变化曲线，本文所讲汽车与假人之间的距离均指汽车与离汽车最近的假人之间的距离，不限于假人的数量）所述变化曲线为：横轴为时间、竖轴分别为动态距离D1、动态横向距离D2、动态速度V1的变化曲线。

具体来说，在初始状状态下，即电动绞线盘未工作、无人驾驶车辆未行驶的前提下，获取假人距离电动绞线盘的位置，同时根据处理器获取的激光测距仪的数据，获取当前无人驾驶车辆在道路上的横向位置；电动绞线盘带动钢丝绳拉线运动并发送速度数据和时间信息给处理器18、同时激光测距仪将获取的距离数据和时间信息发送给处理器18 处理器18根据接收到的数据和数据对应的时间信息，得到自动驾驶车辆和每个假人的动态距离D1，自动驾驶车辆与每个假人的动态横向距离D2，自动驾驶车辆的动态速度V1，进而在笛卡尔坐标系下得到横轴为时间、竖轴分别为动态距离D1、动态横向距离D2、动态速度V1的变化曲线。通过变化曲线可以得到无人驾驶车辆避让行人的定量数据，从而为判断无人驾驶车辆安全性能指标提供一种参考。

如图1所示，为本发明的装置的一种实施例的示意图。

该实施例中，首先选择一段双车道道路1，该双车道道路1的长度一般不小于100米。在该选择的双车道道路1的起始端布设旋转式激光测距仪3，然后在双车道道路1的一侧设置一个用作支撑装置的立柱一5，另一侧设置两个用作支撑装置的立柱二6和立柱三7，其中，立柱一5的顶部安装有滑轮一8，立柱二6的顶部安装有滑轮二9，立柱三7的顶部安装有滑轮三10，三个立柱中，至少立柱一5为活动立柱，可以根据测试的要求调整与另外两个立柱的角度，模拟行人斜穿马路的情况。然后根据立柱当前的位置调整三个立柱顶端的滑轮一8、滑轮二9、滑轮三10的角度，用于使钢丝绳拉线穿过。其中上述每个立柱顶端的滑轮均至少包括一个，可根据此立柱上支撑的钢丝绳拉线的数目进行设置，或者可选择多轮滑轮实现本发明的目的。在调整过程中，可尽量使需要绕过钢丝绳拉线的滑轮的轴垂直与支撑该钢丝绳拉线的两根立柱的连线，减少钢丝绳拉线的扭曲。如图1所示的实施例中，设置在双车道道路一端的立柱二6和立柱三7上的滑轮分别绕过钢丝绳拉线一13和钢丝绳拉线二14的一端，然后钢丝绳拉线一13和钢丝绳拉线二14的一端分别缠绕在普通绞线盘一16和普通绞线盘二17上，钢丝绳拉线一13和钢丝绳拉线二14的另一端绕过设置在立柱一5上部的滑轮后，缠绕在电动绞线盘15上，使得钢丝绳拉线一13和钢丝绳拉线二14绷直，然后根据测试要求在钢丝绳拉线一13和钢丝绳拉线二14悬挂相应的纸片人11、纸片人12并固定。其中，普通绞线盘一16、普通绞线盘二17和电动绞线盘15一并通过地脚螺栓固定在地面上，电动绞线盘15能够带动钢丝绳拉线一13和钢丝绳拉线二14以设定的速度运行，进而带动上部安装的模拟行人装置模拟行人运动，通过控制电动绞线盘的速度，可以模拟不同速度的行人运动。钢丝绳拉线平时收卷在两个普通绞线盘上，运输和存储时用，使用时作为一个固定端，钢丝绳可以从中拉出。

在上述的实施例中，3根立柱高度不低于3m，为伸缩结构，柱底为一定厚度的金属圆盘，降低支柱重心，使其放置后能自稳定。支柱摆放在道路两侧。其中两根立柱的连线与道路垂直，第3根为可移动支柱，与其它支柱的连线横跨测试道路，且该连线可与道路形成0-90度任意角度。

场地中设置无线AP，通过无线AP在测试区域搭建一个局域网，使各设备之间能通过无线方式实时传输数据。

应用上述的装置获取无人驾驶车辆避让行人数据的方法为：

初始条件：测量三根立柱两两之间的距离，三根立柱与激光反光板之间的距离（主要是确定支柱在坐标后，可以推算纸片人的初始位置，当电机以指定速度运转时，可以实时推算纸片人坐标），纸片人悬挂点中间位置到电动绞线盘的距离，然后打开支柱的伸缩杆，使支柱带动拉线和纸片人上升至离地3m的位置，根据前面的数据重新计算纸片人悬挂点中间位置到电动绞线盘之间的距离，作为初始条件，将激光测距仪安装在无人驾驶汽车尾部，可以用磁吸方式固定。读取两台激光测距仪当前数据，得到汽车在道路上的横向位置，把上述数据输入数据分析仪中，作为测试的初始条件。调整测试整个试验场地的无线局域网，确保网络畅通，通信时延满足要求。

准备工作：如图2所示，首先进行准备工作：（1）制定测试计划；（2）选取试验场地；（3）布设三根立柱的位置，并调整滑轮的方向；（4）布线，把钢丝绳从普通绞线盘上拉出，穿过滑轮，固定在电动绞线盘上；（5）根据测试要求在钢丝绳拉线上悬挂纸片人；（6）测量两两立柱之间的距离、纸片人距离滑轮顶端的距离、三根支柱距离反光板的距离。（所有事先距离的测量都以激光测距仪为基准，并以测距仪所在位置为原点，建立以道路延长方向为纵轴，道路横断面为横轴，以大地为平面的坐标系）

测试流程：处理器启动，开始实时接收激光测距仪测得的距离数据和电动绞线盘的电机速度数据，并为收到的每组数据打上时间戳。无人驾驶车辆启动并以预定速度运动，当车辆到达指定距离时，数据分析仪启动电动绞线盘电机，使纸片人开始以预定速度运动，同时继续记录激光测距仪数据和电动绞线盘电机速度数据，当车辆避让行人完成后，停止记录，保存此次的完整数据，供无人驾驶车辆避让行人有效性的分析。

分析流程：根据记录的数据，得到纸片人运动时无人驾驶车辆与纸片人的动态距离d1（根据指定的距离，各数据的时间重合点，可以计算汽车与行人的动态距离，如时刻t1,知道汽车的位置，也知道行人运动的速度，时间，得到行人的位置，在平面坐标系下计算就可以得到d1），通过对两台激光测距仪同一时间戳数据和电动绞线盘电机速度的计算，得到车辆与纸片人动态横向距离d2（d2与d1一样，建立坐标系后，汽车、行人的任意时刻的位置都可以知道，进而在某个时刻，二者的相对距离、位置都可以知道。），通过对激光测距仪的数据进行微分，得到车辆的速度v1，在横轴为时间的笛卡尔坐标下可以得到v1、d1、d2的变化曲线，对比这三条曲线可以得到无人驾驶车辆避让行人速度变化的定量数据，从而为判断该无人驾驶安全性能指标提供一种参考。图3所示是其中两种可能曲线的示意图。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一 个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部 分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨 论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这 应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于 实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从 指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、 装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、 通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置 或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有 一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器 (RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装 置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上 打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描， 接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然 后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合 来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执 行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样， 可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现 逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路， 可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介 质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，其特征在于：

包括双车道道路（1）和在双车道道路（1）上行驶的车辆；

所述双车道道路（1）的两侧各设置至少一个支撑机构，双车道道路（1）两侧的支撑机构之间支撑有至少一根跨过双车道道路（1）的钢丝绳拉线，每根钢丝绳拉线均安装有至少一个模拟行人装置，且钢丝绳拉线的一个端部连接带动钢丝绳拉线以设定速度运行的电动绞线盘；

所述电动绞线盘均连接处理器；

每个支撑机构支撑至少一根钢丝绳拉线，且双车道道路（1）两侧的支撑机构中的至少一个支撑机构能够移动。

2.根据权利要求1所述的一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，其特征在于：

所述双车道道路（1）的起始端设置旋转激光测距仪（3），所述车辆上设置有反光板（4），旋转激光测距仪（3）与处理器连接。

3.根据权利要求1所述的一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，其特征在于：

所述支撑机构包括设置在双车道道路（1）侧部的伸缩立柱，伸缩立柱上部设置滑轮，钢丝绳拉线穿过滑轮后与电动绞线盘连接。

4.根据权利要求2所述的一种测试无人驾驶车辆避让行人有效性的装置，其特征在于：

还包括形成局域网的无线AP（2），电动绞线盘、旋转激光测距仪均通过无线局域网连接处理器。

5.应用权利要求1~4任一项所述的装置的测试无人驾驶车辆避让行人有效性的方法，其特征在于，包括：

在电动绞线盘拉动钢丝绳拉线运动、且无人驾驶车辆在双车道道路（1）上行驶过程中，获取无人驾驶车辆距离最近假人的动态距离D1、距离最近假人的动态横向距离D2、自动驾驶车辆的动态速度V1；

在笛卡尔坐标系下，得到无人驾驶车辆与最近假人的数据变化曲线；

所述变化曲线为：横轴为时间、竖轴分别为动态距离D1、动态横向距离D2、动态速度V1的变化曲线。

Images