CN113063606A - 一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其可以针对自动驾驶汽车联网通讯功能，灵活方便的搭建搭建测试环境，成本较低，且可实施性强，极大的提高了测试效率。本专利通过移动式通信装置发送模拟测试信息，模拟一个车辆，与待测试自动驾驶车辆共同行使在测试区域中；待测试自动驾驶车辆通过车载联网通讯单元接受模拟测试信息，作出判断后，实施自动驾驶行为；信息处理模块计算模拟车辆的实时位置信息，基于车载联网通讯单元回传的实时定位信息，判断模拟车辆、待测试自动驾驶车辆的实时位置关系，进而对待测试自动驾驶车辆的联网通讯功能进行测试。同时本专利也公开了一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法。

Description

一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统及方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶测试技术领域，具体为一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统及方法。

背景技术

自动驾驶汽车与车联网技术都是未来智能交通的重要组成部分。在未来的智能交通领域，应用车联网技术实现车车、车路通信，通过公共通信设施为自动驾驶汽车提供实时道路环境信息是必然发展的一个方向。现有技术中，对于自动驾驶汽车的联网通信功能，大多需要构建比较庞大的实验环境进行测试。因为实际生活中的交通环境存在各种不同的情景，为了保证测试的准确性和实用性，随着实验的推进，实验环境所需成本越来越高。为了控制成本，有些实验环境又需要不断的改建，无法反复应用，严重的限制了测试的效率。

发明内容

为了解决现有技术中，对于自动驾驶汽车的联网通信功能的测试存在成本高、测试效率低的问题，本发明提供一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其可以针对自动驾驶汽车联网通讯功能，灵活方便的搭建搭建测试环境，成本较低，且可实施性强，极大的提高了测试效率。同时本专利也公开了一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法。

本发明的技术方案是这样的：一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于，其包括：测试区域、移动式通信装置、测试服务器、车载联网通讯单元；

所述测试服务器分别与所述移动式通信装置、所述车载联网通讯单元通信连接；所述移动式通信装置安装在所述测试区域内；

所述移动式通信装置发送模拟测试信息；所述模拟测试信息为在指定测试场景下，模拟车辆的模拟信息；所述模拟测试信息包括：所述测试场景信息，和所述模拟车辆的外廓尺寸、车辆航向、车辆速度；

所述车载联网通讯单元设置于待测试自动驾驶车辆内，并与所述待测试自动驾驶车辆中的决策单元、执行单元通信连接；所述车载联网通讯单元接收所述模拟测试信息，同时传递给所述决策单元、执行单元；所述待测试自动驾驶车辆根据接收到的所述模拟测试信息作出判断后，实施自动驾驶行为；

所述测试服务器中包括数字化电子地图、信息处理模块；

所述数字化电子地图覆盖所述测试区域；所述待测试自动驾驶车辆、所述移动式通信装置基于GPS定位功能，显示在所述数字化电子地图内；

所述信息处理模块接收所述待测试自动驾驶车辆回传的实时定位信息、所述移动式通信装置回传的所述模拟测试信息；对所述待测试自动驾驶车辆、所述模拟车辆的相对位置关系进行计算，并将两个车辆的位置关系传给测试人员。

其进一步特征在于：

其还包括路侧通信单元，所述路侧通信单元安装在所述测试区域内，与所述移动式通信装置形成组网；所述路侧通信单元分别与所述测试服务器、车载联网通讯单元通信连接；

所述移动式通信装置发送所述模拟测试信息到所述路侧通信单元，所述路侧通信单元在所述测试区域内广播所述模拟测试信息；所述车载联网通讯单元基于射频模块进行数据的收发，接收所述路侧通信单元发送的广播信息；

所述路侧通信单元基于RSU路侧单元实现，所述移动式通信装置、所述车载联网通讯单元基于OBU实现；所述路侧通信单元包括：RSU路侧单元、移动式支架；所述移动式支架为伸缩式的可移动三角支撑结构；

所述移动式通信装置具备方位指向功能，所述数字化电子地图以所述移动式通信装置的水平纵向为X轴，水平横向为Y轴，以所述路侧通信单元为坐标原点，进行显示；

所述测试区域包括：测试开始区域、测试结束区域、模拟测试信息接收区域；

当所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试开始区域后，表示所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试区域，准备开始本次测试；当所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试结束区域时，表示所述待测试自动驾驶车辆离开所述测试区域，结束本次测试；

在所述测试区域内，根据测试中指定的所述待测试自动驾驶车辆的通讯距离设置模拟测试信息接收区域；所述模拟测试信息接收区域为以所述路侧通信单元为圆心，所述待测试自动驾驶车辆的通讯距离为半径的圆形区域；

所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试区域后，先进入所述测试开始区域，后进入所述模拟测试信息接收区域；

所述测试场景包括：前碰撞预警、变道预警、逆向超车预警、异常车辆提醒、道路危险状况提醒、30km/h限速预警、40km/h限速预警、闯红灯预警、弱侧交通参与者碰撞预警、前方拥堵。

一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：指定测试场景、模拟测试信息，确定待测试自动驾驶车辆的接收距离；

S2：根据所述测试场景，在测试区域内相应位置上，设置移动式通信装置；

S3：测试开始后，所述移动式通信装置发送所述模拟测试信息；

S4：所述待测试自动驾驶车辆接收到所述模拟测试信息，根据所述模拟测试信息进行自动驾驶行为调整；

S5：在测试服务器的信息处理模块中，实时接收所述模拟测试信息，计算得到模拟车辆的实时位置信息；根据所述待测试自动驾驶车辆的实时GPS定位信息，得到所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息；

同时将所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的位置实时显示在数字化电子地图中；

S6：所述待测试自动驾驶车辆驶入所述测试区域后，所述信息处理模块根据所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息，计算二者的实时位置关系，直至所述待测试自动驾驶车辆驶出所述测试区域；

S7：所述信息处理模块将两车的实时位置信息、实时位置关系传递给测试人员。

其进一步特征在于：

步骤S4中，所述待测试自动驾驶车辆接收到所述模拟测试信息，包括以下途径：

所述移动式通信装置直接发送给所述待测试自动驾驶车辆中的车载联网通讯单元；

所述移动式通信装置发送给路侧通信单元，所述路侧通信单元在所述测试区域内广播所述模拟测试信息；所述车载联网通讯单元接收所述路侧通信单元的广播信息；

步骤S6中，对于所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息、实时位置关系的计算包括以下步骤：

所述信息处理模块根据所述模拟车辆的外廓尺寸、车辆航向、车辆速度计算得到所述模拟车辆的实时位置信息；根据所述待测试自动驾驶车辆的外廓尺寸、实时GPS定位信息，计算得到所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息；

根据所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的实时位置关系，计算获得二者之间的位置关系；

根据所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息，计算获得所述待测试自动驾驶车辆的实时车辆航向、车辆速度；根据所述待测试自动驾驶车辆的实时车辆航向、车辆速度变化，获得所述待测试自动驾驶车辆的实时驾驶行为；

其还包括以下步骤：

S8：对每个所述待测试自动驾驶车辆设置一个测试跟踪矩阵c_1x1，对所述待测试自动驾驶车辆的全部测试结果进行确认；

c_1x1＝a_1xN·b_Nx1

测试跟踪矩阵|c_1x1|＝1的时候，代表所述待测试自动驾驶车辆对应的测试场景测试完毕，并且测试结果为通过；

其中，N表示所述待测试自动驾驶车辆需要进行测试的所述测试场景的个数；

a_1xN为跟踪矩阵；在所述跟踪矩阵中，每个所述测试场景对应一个元素；每个元素的取值为1或者0，其中，1代表测试完毕测试项目；0代表未测试项目；

b_Nx1为评价结果矩阵；在所述评价结果矩阵中，每个所述测试场景对应一个元素；每个元素的取值为1或者0，其中，1代表未测试或测试未通过；0代表测试通过。

本发明提供的一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其通过移动式通信装置发送模拟测试信息，模拟一个车辆，与待测试自动驾驶车辆共同行使在测试区域中；待测试自动驾驶车辆通过车载联网通讯单元接受模拟测试信息，作出判断后，实施自动驾驶行为；测试服务器中的信息处理模块基于模拟测试信息计算模拟车辆的实时位置信息，基于车载联网通讯单元回传的实时定位信息，判断模拟车辆、待测试自动驾驶车辆的实时位置关系，进而对待测试自动驾驶车辆的联网通讯功能进行测试；本专利中，采用模拟测试信息代替真实联网通信实景信息，降低了测试成本，简化了联网通信功能的测试准备流程，极大的提高了测试效率；通过多条测试信息实时排序发布的方式，验证了自动驾驶汽车的联网通讯功能有效信息筛选功能，可控的测试信息的发布，确保了测试流程的可控性，避免了无效测试信息的出现，进一步提高了测试效率；基于路侧通信单元、移动式通信装置构建自组网，实现模拟测试数据的实时交互，易于移动的路侧通信单元、移动式通信装置、路侧通信单元，可以方便的模拟任何现有的交通场景，确保本专利技术方案适用于各种测试场景中，不但降低了测试成本，且可以很快的搭建测试环境，极大的提高了测试效率。

附图说明

图1为前碰撞预警测试场景示意图；

图2为变道预警测试场景示意图；

图3为逆向超车预警测试场景示意图；

图4为异常车辆提醒测试场景示意图；

图5为道路危险状况提醒测试场景示意图；

图6为30km/h限速预警测试场景示意图；

图7为40km/h限速预警测试场景示意图；

图8为闯红灯预警测试场景示意图；

图9为弱侧交通参与者碰撞预警测试场景示意图；

图10为前方拥堵测试场景示意图。

具体实施方式

本发明一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其包括：测试区域、移动式通信装置6、测试服务器(图中未标出)、车载联网通讯单元7、路侧通信单元4。

测试区域包括：测试开始区域1、测试结束区域2、模拟测试信息接收区域3；

当待测试自动驾驶车辆5进入测试开始区域1后，表示待测试自动驾驶车辆5进入测试区域，准备开始本次测试；当待测试自动驾驶车辆5进入测试结束区域2时，表示待测试自动驾驶车辆5离开测试区域，结束本次测试；

在测试区域内，根据测试中指定的待测试自动驾驶车辆5的通讯距离设置模拟测试信息接收区域3；模拟测试信息接收区域3为以路侧通信单元4为圆心，待测试自动驾驶车辆5的通讯距离为半径的圆形区域；待测试自动驾驶车辆5进入测试区域后，先进入测试开始区域1，后进入模拟测试信息接收区域3；通过模拟测试信息接收区域3的设置，对车载联网通讯单元7在自动驾驶汽车联网通讯功能中通讯距离进行测试，如果待测试自动驾驶车辆5进入模拟测试信息接收区域3后，仍然无法接收到路侧通信单元4广播的信息，或者接收到的广播信息不对，则表示车载联网通讯单元7通讯距离这项内容测试结果不合格。

具体实施时，测试区域的两端分别通过如红外传感器、重量传感器等方式设置区域驶入端传感器(图中未标出)、区域驶出端传感器(图中未标出)；当待测试自动驾驶车辆5进入测试开始区域1，触发区域驶入端传感器时，表示待测试自动驾驶车辆5进入测试区域，当待测试自动驾驶车辆5进入测试结束区域2，触发区域驶出端传感器时，表示待测试自动驾驶车辆5离开测试区域。测试开始、测试结束的信号，由传感器回传给测试服务器。

也可以通过在测试服务器中设置测试开始区域1、测试结束区域2、模拟测试信息接收区域3的经纬度坐标数据作为启动坐标，当车载联网通讯单元7回传的实时GPS坐标与启动坐标相同时，则表示测试开始、测试结束。完全通过软件方式进行触发的方式，对测试环境的硬件需求更低，更有利于提高测试环境搭建的效率。通过将测试区域划分为测试开始区域1、测试结束区域2、模拟测试信息接收区域3，基于区域化的测试区域，形成层次化的测试应用流程，优化了测试实施方法，简化了测试流程。

测试服务器分别与移动式通信装置6、车载联网通讯单元7基于通过UDP或TCP的方式通信连接；路侧通信单元4、移动式通信装置6安装在测试区域内，具体实施时，路侧通信单元4、移动式通信装置6根据不同的测试场景，安装在不同的位置。

路侧通信单元4选择现有技术中的具备GPS等定位功能，定位精度小于等于5cm的RSU(Road Side Unit)路侧单元，配一个移动式支架实现；其中，移动式支架基于现有技术中的伸缩式三角支撑结构实现，高度范围为50cm至100cm；将RSU通过移动式支架可移动的安装在测试区域内，确保本专利技术方案可以适用于不同面积的测试区域，简化了测试环境的构建流程，提高测试环境的搭建效率；因为移动式通信装置6、车载联网通讯单元7都基于具备GPS定位功能的OBU(On board Unit，车载单元)实现，本专利技术方案无需专门设计通信模块，基于现有技术即可实现，确保本专利技术方案更具实用性，同时成本较低。同时，路侧通信单元4也允许基于RS232串口与PC连接，对其中的模拟测试信息进行人工修改，确保本专利技术方案更具实用性。

移动式通信装置6发送模拟测试信息；模拟测试信息为在指定测试场景下的模拟车辆的模拟信息；模拟测试信息包括：测试场景信息，和模拟车辆的外廓尺寸、车辆航向、车辆速度；具体实施时，模拟测试信息为符合CSAE-53 2017标准的应用场景信息。

本专利实施例中的测试场景包括：前碰撞预警、变道预警、逆向超车预警、异常车辆提醒、道路危险状况提醒、30km/h限速预警、40km/h限速预警、闯红灯预警、弱侧交通参与者碰撞预警、前方拥堵。

路侧通信单元4和移动式通信装置6安装在测试区域内，二者基于直连通信方式形成组网，基于自组网，实现了模拟测试数据的实时交互，确保在测试区域内的数据传递更符合实际需求，进而确保基于本专利技术方案的测试结果符合现实需求；路侧通信单元4分别与测试服务器、车载联网通讯单元7通信连接。

移动式通信装置6发送模拟测试信息到路侧通信单元4，路侧通信单元4在测试区域内广播模拟测试信息；车载联网通讯单元7基于射频模块进行数据的收发，接收路侧通信单元4发送的广播信息，或者接收移动式通信装置6发送的数据。具体实施时，移动式通信装置6、路侧通信单元4、车载联网通讯单元7三者之间，都基于T/CSAE 53-2017进行数据通信；确保自动驾驶汽车联网通讯功能测试，车载联网通讯单元7的车车通信、车路通信这两种联网接收信息的方式都被能被测试到。

车载联网通讯单元7设置于待测试自动驾驶车辆5内，并与待测试自动驾驶车辆5中的决策单元、执行单元通信连接；车载联网通讯单元7接收模拟测试信息，同时传递给决策单元、执行单元；待测试自动驾驶车辆5根据接收到的模拟测试信息作出判断后，实施自动驾驶行为。

测试服务器中包括数字化电子地图、信息处理模块；数字化电子地图覆盖测试区域，路侧通信单元4、待测试自动驾驶车辆5的车载联网通讯单元7、移动式通信装置6基于GPS定位功能，显示在数字化电子地图内；信息处理模块接收待测试自动驾驶车辆5回传的实时定位信息、移动式通信装置6回传的模拟测试信息后，对待测试自动驾驶车辆5、模拟车辆的相对位置关系进行计算，得到两个车辆的位置关系。通过两个车辆的位置关系，即对车载联网通讯单元7在自动驾驶汽车联网通讯功能中信息处理能力进行测试。比如：当两个车辆出现位置重叠，则代表车辆发生碰撞，即待测试自动驾驶车辆5中的车载联网通讯单元7根据接收到的模拟测试信息做出的驾驶行为判断出错；此项测试结果为不通过。

本专利中，基于针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统实现的测试方法，其包括以下步骤。

S1：指定测试场景、模拟测试信息；将模拟测试信息写入到移动式通信装置6中；本专利实施例中，待测试自动驾驶车辆的接收距离为400m。

S2：根据测试场景，在测试区域内相应位置上，设置移动式通信装置6的位置；同时将路侧通信单元4也设置在测试区域中相应位置；每个测试场景中二者的具体位置，参照说明书附图的图1～10，本专利实施例中，测试开始区域1距测试结束区域2为1km，模拟测试信息接收区域3以路侧通信单元4为圆心，半径为400m。

前碰撞预警测试场景设计如图1所示。测试在双向双车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行方向同车道内，位于模拟测试信息接收区域3内的随机位置，移动式通信装置6发送30至0km/h的紧急制动信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5能在适当位置采取紧急制动措施。

变道预警测试场景设计如图2所示。测试在双向四车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行方向相邻车道内，路侧通信单元4位于模拟测试信息接收区域3内路段的中心处，移动式通信装置6持续发送30km/h匀速行驶的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息，待测车辆驶过路段中心位置时接收变道指令；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5放弃变道操作并提示相邻车道有车辆驶来。

逆向超车预警测试场景如图3所示。测试在双向两车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5逆向相邻车道内，位于模拟测试信息接收区域3内路段的中心处，移动式通信装置6持续发送30km/h匀速行驶的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息，待测车辆同车道前方有慢速行驶车辆干扰，驶过路段中心位置时接收超车指令；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5放弃超车操作并提示相邻车道有车辆驶来。

预警测试场景如图4所示。测试在双向四车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行车道同车道内，位于模拟测试信息接收区域3内任意位置，移动式通信装置6持续发送30km/h匀速行驶(通行方向与待测试自动驾驶车辆5通行方向相反)的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5采取合理的避让措施，选择合适车道变更避让。

道路危险状况提醒测试场景如图5所示。测试在双向四车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行车道同车道内，位于模拟测试信息接收区域3内路段的中心处，移动式通信装置6持续发送前后30m为道路施工区域的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5采取合理的避让措施，选择合适车道变更避让。

30km/h限速预警测试场景如图6所示。测试在双向双车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行车道同车道路边缘处，位于模拟测试信息接收区域3内路段的随机位置，移动式通信装置6持续发送限速30km/h的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息，待测试自动驾驶车辆5以50km/h的时速进入模拟测试信息接收区域3；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5适时调整时速。

40km/h限速预警测试场景如图7所示。测试在双向双车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行车道同车道路边缘处，位于模拟测试信息接收区域3内路段的随机位置，移动式通信装置6持续发送限速40km/h的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息，待测试自动驾驶车辆5以50km/h的时速进入模拟测试信息接收区域3；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5适时调整时速。

红灯预警测试场景如图8所示。测试在无信号灯控制路口处进行，路侧通信单元4布置于路口中心处，移动式通信装置6布设于路口停止线，移动式通信装置6持续发送前方路口红灯的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5在停车线前停止。

弱侧交通参与者碰撞预警测试场如图9所示。测试在双向双车道上进行，路侧通信单元4布置于路段中心处，移动式通信装置6布设于待测试自动驾驶车辆5通行车道同车道路边缘处、纵向方向与道路边缘线垂直，位于模拟测试信息接收区域3内路段的随机位置，移动式通信装置6持续发送行人以5km/h的速度横穿马路的测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5减速避让。

前方拥堵测试示意图预警测试场景如图10所示。测试在无信号灯控制路口处进行，路侧通信单元4布置于路口中心处，移动式通信装置6布设于路口停止线，移动式通信装置6持续发送前方路口拥堵的模拟测试信息至路侧通信单元4，路侧通信单元4在模拟测试信息接收区域3范围内广播相关信息；本项测试中，期待测试结果为：待测试自动驾驶车辆5在停车线前停止。

S3：测试开始后，移动式通信装置6发送模拟测试信息。

S4：待测试自动驾驶车辆5接收到模拟测试信息，根据模拟测试信息进行自动驾驶行为调整；

本专利技术方案中，待测试自动驾驶车辆5接收到模拟测试信息，包括以下途径：

移动式通信装置6直接发送给待测试自动驾驶车辆5中的车载联网通讯单元；

移动式通信装置6发送给路侧通信单元，路侧通信单元在测试区域内广播模拟测试信息；车载联网通讯单元接收路侧通信单元的广播信息；

具体采用哪一种模拟测试信息传送方式，根据测试需要进行预先设定。

S5：在测试服务器的信息处理模块中，实时接收移动式通信装置6回传的模拟测试信息，计算得到模拟车辆的实时位置信息；同时接收由车载联网通讯单元7传回的待测试自动驾驶车辆5的实时GPS定位信息，得到待测试自动驾驶车辆5的实时位置信息；

将模拟车辆、待测试自动驾驶车辆5的位置实时显示在数字化电子地图中。

移动式通信装置6具备方位指向功能，数字化电子地图以移动式通信装置6的水平纵向为X轴，水平横向为Y轴；同时，数字化电子地图以路侧通信单元4元为坐标原点；实施例中电子地图显示范围为：半径方位为800m至1000m。

数字化电子地图以路侧通信单元4元为坐标原点，以移动式通信装置6的水平纵向为X轴、水平横向为Y轴，即，数字化电子地图设置了一个固定的坐标原点和变化和的X轴、Y轴，确保能够通过X轴的变化量体现模拟测试信息的纵向移动，通过Y轴的变化量表示模拟测试信息横向移动，形成车辆、行人等目标物的模拟函数或向量信息，进而确保能够高效的使用移动式通信装置发送的带有方向性的模拟测试信息，提高测试系统的处理效率；通过固定的坐标原点与变化的坐标轴配合，跟踪描绘出待测试自动驾驶车辆5的驾驶轨迹后，高效的计算出待测试自动驾驶车辆5的实际位置变化与模拟车辆的位置变化的相对关系，进一步提高测试系统的处理效率。

S6：待测试自动驾驶车辆5驶入测试区域后，信息处理模块根据模拟车辆、待测试自动驾驶车辆5的实时位置信息，计算二者的实时位置关系，直至待测试自动驾驶车辆5驶出测试区域。

其中，对于模拟车辆、待测试自动驾驶车辆5的实时位置信息、实时位置关系的计算包括以下步骤：

信息处理模块根据模拟车辆的外廓尺寸、车辆航向、车辆速度计算得到模拟车辆的实时位置信息；根据待测试自动驾驶车辆5的外廓尺寸、实时GPS定位信息，计算得到待测试自动驾驶车辆5的实时位置信息；

根据模拟车辆、待测试自动驾驶车辆5的实时位置关系，计算获得二者之间的位置关系；一旦二者的实时位置信息发生重叠，则代表模拟车辆、待测试自动驾驶车辆5发生了位置干涉，即，此项测试结果不通过；

根据待测试自动驾驶车辆5的实时位置信息，计算获得待测试自动驾驶车辆5的实时车辆航向、车辆速度；根据待测试自动驾驶车辆5的实时车辆航向、车辆速度变化，获得待测试自动驾驶车辆5的实时驾驶行为；

然后与具体的测试场景中相应的期待测试结果进行对比，既判断待测试自动驾驶车辆5在改测试场景中的测试是否通过。

下面以一个实施例说明在信息处理模块中进行的实时计算过程。

位置信息的格式如下所示：

$lwtxcs，(卫星时间),(经度),(维度),(高度),(方向角)，(俯仰角)，(速度角)，(速度)，(横滚)，(卫星定位状态)，(卫星定向状态)，(前天线可用星数)，(后天线可用星数)，(东向位置坐标)，(北向位置坐标)，(天向位置坐标)，(东向速度)，(北向速度)，(天向速度)，(预留位1)，(预留位2)，

*FFFFFFFF(校验位)：

$lwtxcs,20xx000000000000,0.00000000,0.00000000,0.0000,0.00,0.00,0.000,0.00,3,3,0,0,,,,,,,,,*1E

$lwtxcs,20xx000000000000,0.00000000,0.00000000,0.0000,0.00,0.00,0.000,0.00,3,3,0,0,,,,,,,,,*1E

$lwtxcs,20xx000000000000,0.00000000,0.00000000,0.0000,0.00,0.00,0.000,0.00,3,3,0,0,,,,,,,,,*1E

$lwtxcs,20xx000000000000,0.00000000,0.00000000,0.0000,0.00,0.00,0.000,0.00,3,3,0,0,,,,,,,,,*1E

$lwtxcs,20xx000000000000,0.00000000,0.00000000,0.0000,0.00,0.00,0.000,0.00,3,3,0,0,,,,,,,,,*1E。

利用位置信息数据，可以得到待测试自动驾驶车辆5、路侧通信单元4、移动式通信装置6的经纬度坐标，利用UTM坐标、米勒坐标等理论，将3类设备的经纬度坐标转化为平面直角坐标中，同时设以路侧通信单元转化后的坐标点为原点，建立参考坐标系。

设：参考坐标系与原坐标系旋转角度为α；

在原坐标系中，路侧通信单元4坐标为(x_a,y_a)；待测试自动驾驶车辆5的坐标为(x_b,y_b)；移动式通信装置6坐标为(x_c,y_c)；

则，在参考坐标系中，待测试自动驾驶车辆5的坐标为(x_b′,y_b′)，即：

移动式通信装置6坐标为(x″_c,y″_c)，即：

设，待测试自动驾驶车辆5在电子地图中由32个虚拟点位连成封闭的图形，虚拟点位坐标信息由转化函数f(x′)和待测试自动驾驶车辆5(x′_b,y′_b)计算得出；

信息处理模块接收到的模拟测试信息包括模拟轨迹信息，模拟车辆也由32个虚拟点位连成封闭的图形，虚拟点位坐标信息由转化函数f(x″)和移动式通信装置6坐标为(x_c″,y_c″)计算得出；其中，转化函数f基于现有技术实现；

以避让逆向行驶车辆为例，两车相向而行，假设待测试自动驾驶车辆5、虚拟车辆都是向右避让，判断是否发生干涉的方法为：

设待测试自动驾驶车辆5的虚拟点位的坐标为(x′,y′)；

对虚拟车辆的虚拟点位坐标进行筛选，设，模拟测试信息中出虚拟点位中，虚拟车辆的车头部分最突出的坐标(x_h1″,y_h1″)，车尾部分最突出的坐标为(x_h2″,y_h2″)，车身右侧做突出的坐标为(x_z2″,y_z2″)；

计算待测试自动驾驶车辆5的所有的虚拟点位坐标，若存在任意一点其坐标符合条件：

x′∈(x_h1″,x_h2″)，且y′∈(y_z1″,y_z2″)，

即可判断，待测试自动驾驶车辆5和虚拟车辆发生位置干涉，也就是说二者剐蹭或者碰撞；其对应的测试项目中，此项测试结果不通过。

S7：信息处理模块将两车的实时位置信息、实时位置关系传递给测试人员。

在实施测试的同时，测试人员通过测试终端、或者测试服务器对测试过程实时确认。测试终端通过UDP或者TCP的方式与移动式通信装置6、测试服务器进行通信连接。测试人员对对移动式通信装置回传的模拟测试信息，对数字化电子地图中实时显示的模拟车辆、待测试自动驾驶车辆5，进行实时确认。基于数字化电子地图，可视化的随时控制测试实施进程，极大的提高了测试进程、测试结果的确认效率。

S8：对每个待测试自动驾驶车辆5设置一个测试跟踪矩阵c_1x1，对待测试自动驾驶车辆5的全部测试结果进行确认；

测试跟踪矩阵|c_1x1|＝1的时候，代表待测试自动驾驶车辆对应的测试场景测试完毕，并且测试结果为通过；

其中，N表示待测试自动驾驶车辆需要进行测试的测试场景的个数；

a_1xN为跟踪矩阵；在跟踪矩阵中，每个测试场景对应一个元素；每个元素的取值为1或者0，其中，1代表测试完毕测试项目；0代表未测试项目；

b_Nx1为评价结果矩阵；在评价结果矩阵中，每个测试场景对应一个元素；每个元素的取值为1或者0，其中，1代表未测试或测试未通过；0代表测试通过。

如果评价矩阵b^T＝[1,1,1,1,0,1,1,1,1,1]，a＝[0,0,0,0,1,0,0,0,0,0]，则∣c1x1＝a_1x10·b_10x1∣＝0；跟踪矩阵中第五项元素为1，则表示第五项的测试场景测试完毕，其在评价结果矩阵b_Nx1中对应的测试结果为0，即测试通过；

如果评价矩阵为b^T＝[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1]，a＝[0,0,0,0,1,0,0,0,0,0]，则∣c1x1＝a_1x10·b_10x1∣＝1；则表示，a＝[0,0,0,0,1,0,0,0,0,0]第五项的测试场景测试完毕，其在评价结果矩阵b_Nx1中对应的测试结果为1，未通过，则测试跟踪矩阵|c_1x1|＝1。

通过测试跟踪矩阵c_1x1、跟踪矩阵、可以很轻易的跟踪到每个测试场景的测试结果，极大的简化了测试结果确认的过程，进一步的提高了测试效率。

本专利技术方案能有效提升自动驾驶汽车联网通信功能的测试效率，依据测试需求实施读取并显示模拟测试信息的格式与内容，掌握模拟测试信息实时状态，基于数字化电子地图形成可视化测试方案，方便自动驾驶汽车联网通信功能的测试评价。

Claims (10)

1.一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于，其包括：测试区域、移动式通信装置、测试服务器、车载联网通讯单元；

所述测试服务器分别与所述移动式通信装置、所述车载联网通讯单元通信连接；所述移动式通信装置安装在所述测试区域内；

所述移动式通信装置发送模拟测试信息；所述模拟测试信息为在指定测试场景下，模拟车辆的模拟信息；所述模拟测试信息包括：所述测试场景信息，和所述模拟车辆的外廓尺寸、车辆航向、车辆速度；

所述车载联网通讯单元设置于待测试自动驾驶车辆内，并与所述待测试自动驾驶车辆中的决策单元、执行单元通信连接；所述车载联网通讯单元接收所述模拟测试信息，同时传递给所述决策单元、执行单元；所述待测试自动驾驶车辆根据接收到的所述模拟测试信息作出判断后，实施自动驾驶行为；

所述测试服务器中包括数字化电子地图、信息处理模块；

所述数字化电子地图覆盖所述测试区域；所述待测试自动驾驶车辆、所述移动式通信装置基于GPS定位功能，显示在所述数字化电子地图内；

所述信息处理模块接收所述待测试自动驾驶车辆回传的实时定位信息、所述移动式通信装置回传的所述模拟测试信息；对所述待测试自动驾驶车辆、所述模拟车辆的相对位置关系进行计算，并将两个车辆的位置关系传给测试人员。

2.根据权利要求1所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于：其还包括路侧通信单元，所述路侧通信单元安装在所述测试区域内，与所述移动式通信装置形成组网；所述路侧通信单元分别与所述测试服务器、车载联网通讯单元通信连接；

所述移动式通信装置发送所述模拟测试信息到所述路侧通信单元，所述路侧通信单元在所述测试区域内广播所述模拟测试信息；所述车载联网通讯单元基于射频模块进行数据的收发，接收所述路侧通信单元发送的广播信息。

3.根据权利要求2所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于：所述路侧通信单元基于RSU路侧单元实现，所述移动式通信装置、所述车载联网通讯单元基于OBU实现；所述路侧通信单元包括：RSU路侧单元、移动式支架；所述移动式支架为伸缩式的可移动三角支撑结构。

4.根据权利要求2所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于：所述移动式通信装置具备方位指向功能，所述数字化电子地图以所述移动式通信装置的水平纵向为X轴，水平横向为Y轴，以所述路侧通信单元为坐标原点，进行显示。

5.根据权利要求1所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于：所述测试区域包括：测试开始区域、测试结束区域、模拟测试信息接收区域；

当所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试开始区域后，表示所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试区域，准备开始本次测试；当所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试结束区域时，表示所述待测试自动驾驶车辆离开所述测试区域，结束本次测试；

在所述测试区域内，根据测试中指定的所述待测试自动驾驶车辆的通讯距离设置模拟测试信息接收区域；所述模拟测试信息接收区域为以所述路侧通信单元为圆心，所述待测试自动驾驶车辆的通讯距离为半径的圆形区域；

所述待测试自动驾驶车辆进入所述测试区域后，先进入所述测试开始区域，后进入所述模拟测试信息接收区域。

6.根据权利要求1所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试系统，其特征在于：所述测试场景包括：前碰撞预警、变道预警、逆向超车预警、异常车辆提醒、道路危险状况提醒、30km/h限速预警、40km/h限速预警、闯红灯预警、弱侧交通参与者碰撞预警、前方拥堵。

7.一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：指定测试场景、模拟测试信息，确定待测试自动驾驶车辆的接收距离；

S2：根据所述测试场景，在测试区域内相应位置上，设置移动式通信装置；

S3：测试开始后，所述移动式通信装置发送所述模拟测试信息；

S4：所述待测试自动驾驶车辆接收到所述模拟测试信息，根据所述模拟测试信息进行自动驾驶行为调整；

S5：在测试服务器的信息处理模块中，实时接收所述模拟测试信息，计算得到模拟车辆的实时位置信息；根据所述待测试自动驾驶车辆的实时GPS定位信息，得到所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息；

同时将所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的位置实时显示在数字化电子地图中；

S6：所述待测试自动驾驶车辆驶入所述测试区域后，所述信息处理模块根据所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息，计算二者的实时位置关系，直至所述待测试自动驾驶车辆驶出所述测试区域；

S7：所述信息处理模块将两车的实时位置信息、实时位置关系传递给测试人员。

8.根据权利要求7所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法，其特征在于：步骤S4中，所述待测试自动驾驶车辆接收到所述模拟测试信息，包括以下途径：

所述移动式通信装置直接发送给所述待测试自动驾驶车辆中的车载联网通讯单元；

所述移动式通信装置发送给路侧通信单元，所述路侧通信单元在所述测试区域内广播所述模拟测试信息；所述车载联网通讯单元接收所述路侧通信单元的广播信息。

9.根据权利要求7所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法，其特征在于：步骤S6中，对于所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息、实时位置关系的计算包括以下步骤：

所述信息处理模块根据所述模拟车辆的外廓尺寸、车辆航向、车辆速度计算得到所述模拟车辆的实时位置信息；根据所述待测试自动驾驶车辆的外廓尺寸、实时GPS定位信息，计算得到所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息；

根据所述模拟车辆、所述待测试自动驾驶车辆的实时位置关系，计算获得二者之间的位置关系；

根据所述待测试自动驾驶车辆的实时位置信息，计算获得所述待测试自动驾驶车辆的实时车辆航向、车辆速度；根据所述待测试自动驾驶车辆的实时车辆航向、车辆速度变化，获得所述待测试自动驾驶车辆的实时驾驶行为。

10.根据权利要求7所述一种针对自动驾驶汽车联网通讯功能的测试方法，其特征在于：其还包括以下步骤：

S8：对每个所述待测试自动驾驶车辆设置一个测试跟踪矩阵c_1x1，对所述待测试自动驾驶车辆的全部测试结果进行确认；

c_1x1=a_1xN•b_Nx1

测试跟踪矩阵| c_1x1|=1的时候，代表所述待测试自动驾驶车辆对应的测试场景测试完毕，并且测试结果为通过；

其中，N表示所述待测试自动驾驶车辆需要进行测试的所述测试场景的个数；

a_1xN为跟踪矩阵；在所述跟踪矩阵中，每个所述测试场景对应一个元素；每个元素的取值为1或者0，其中，1代表测试完毕测试项目；0代表未测试项目；

b_Nx1为评价结果矩阵；在所述评价结果矩阵中，每个所述测试场景对应一个元素；每个元素的取值为1或者0，其中，1代表未测试或测试未通过；0代表测试通过。

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