CN113532884A - 智能驾驶及adas系统测试平台和测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能驾驶及ADAS系统测试平台，包括：车辆运动模拟执行模块内嵌运动学模型，该运动学模型进行车辆运动模拟，并将车辆运动模拟执行参数输出至联合仿真模块；联合仿真模块计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至车辆运动模拟执行模块的运动学模型；并根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号至测试场景模拟模块，以及计算并输出控制信号至车辆运动模拟执行模块；测试场景模拟模块根据场景随动信号实时控制测试场景机械运动执行机构模拟测试场景。本发明还公开了一种智能驾驶及ADAS系统测试方法本发明通过联合仿真和机械模拟来为车辆运动学模型与真实车辆建立连接，相对现有技术具有更好真实性、可靠性、安全性和可行性，能降低测试条件(空间、实车和人员等)，能大幅节约测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种智能驾驶及ADAS系统测试平台。本发明还涉及一种利用所述智能驾驶及ADAS系统测试平台的测试方法。
背景技术
近年来，市场上具有智能驾驶功能的车辆如雨后春笋，从合资车到自主车，都将智能驾驶功能作为发展的重点。智能驾驶已经成为车企的主要竞争力，同时市场对智能驾驶功能测试的需求也在不断增长。
由于计算机仿真技术的广泛应用和飞速发展，引入软件仿真技术对智能驾驶系统进行测试是主流方式，现今大量的智能驾驶测试的虚拟软件都是基于车辆运动学模型在全虚拟的测试环境中进行仿真，对智能驾驶及ADAS系统进行道路场景的模拟测试。这种测试可信度极低，只适用于智能驾驶及ADAS研发测试的初级阶段，而将测试车辆直接进行实际道路测试将面临安全性，经济性，场地可靠性，场景多样性，周期时间等各种问题。然而智能驾驶及ADAS车辆的研发已经是当今汽车行业的必然趋势，对专用的测试场景的开发也是刻不容缓。
因此，对于智能驾驶及ADAS系统测试急需一种真实可靠，安全性好，可行性更高的智能驾驶及ADAS测试平台显得尤为重要。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明要解决的技术问题是提供一种基于计算机编程技术的机械装置，能实现虚拟车辆与真实车辆实时交互进行智能驾驶及ADAS系统测试的平台。
本发明还提供了一种利用所述智能驾驶及ADAS系统测试平台的测试方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的智能驾驶及ADAS系统测试平台，包括：
车辆运动模拟执行模块，其用于容置测试车辆，其内嵌运动学模型，该运动学模型根据测试车辆发送的车辆运动请求和联合仿真模块发送的运动学模型参数进行车辆运动模拟，并将车辆运动模拟执行参数输出至联合仿真模块；
联合仿真模块，其根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至车辆运动模拟执行模块的运动学模型；
其根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号至测试场景模拟模块，以及计算并输出控制信号至车辆运动模拟执行模块；
测试场景模拟模块，其根据场景随动信号实时控制测试场景机械运动执行机构模拟测试场景；
其中，被测试车辆的感知系统实时感知测试车辆在车辆运动模拟执行模块上的运动状态以及感知测试场景模拟模块模拟的测试场景发送至测试车辆决策系统，测试车辆决策系统生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作，并同时将运动请求和车辆底盘执行器状态信号发送至联合仿真模块。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，运动学模型根据测试实车模型搭建，其能实时模拟车辆动态行驶过程。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，车辆运动模拟执行模块和测试场景模拟模块时间同步。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，车辆运动模拟执行模块是车辆测试台架。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，联合仿真模块是通过计算机编程技术手段能实现的联合仿真软件。
示例性的，联合仿真模块是基于计算机技术实现的联合仿真软件，例如：matlab，其能与ADAMS、Simplore、Fluent等软件进行联合仿真。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，测试场景机械运动执行机构用于模拟设计测试场景中物体与被测试车辆的相对运动，进而能节约测试所需的场地空间。
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用上述任意一项所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台的智能驾驶及ADAS系统测试方法，包括以下步骤：
设计测试用例，所述测试用例包括测试场景(即后续待模拟的测试场景)、车辆运动测试参数和运动学模型；
该测试场景模拟设计测试场景内的一切对智能驾驶及ADAS决策会产生影响的物体。例如，行人、车辆、树木、障碍物(路障)等。可选择的模拟，设计测试场景内的不会对智能驾驶及ADAS决策会产生影响的物体；
将车辆置于车辆运动模拟执行模块；
根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至运动学模型；
运动学模型根据运动学模型参数进行车辆运动模拟，获得车辆运动模拟执行参数；
根据车辆运动模拟执行参数控制车辆运动模拟执行模块执行模拟动作；
根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号控制模拟测试场景，以及计算并输出控制信号控制模拟车辆运动状态；
测试车辆实时感知测试运动状态以及感知模拟的测试场景，决策生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作。
将测试车辆置于测试台架上，该台架能实现测试车辆的横向移动及车身运动模拟。测试开始前将车辆运动学模型参照测试实车的模型进行搭建，软件模型能实时模拟测试车辆的运动状态，同时台架机构能实时模拟测试车辆的真实状态。
兹对本发明的工作原理进一步说明如下：
车辆运动模拟执行模块上的车辆行驶时，测试车辆决策系统将测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器进行动作执行，还同时将测试车辆运动请求及状态信号通过CAN总线实时传输至联合仿真模块(软件)，联合仿真模块接收到数据后立即执行运动学模型参数计算，运动学模型参数实时输出至车辆运动学模型，车辆运动学模型通过模型参数模拟车辆动态行驶过程，并实时输出模拟的车辆运动参数至联合仿真模块。联合仿真模块在接收到运动学模型模拟出的车辆运动参数后，将车辆运动参数转化成场景随动信号及控制信号，分别控制场景机械运动系统及台架机械动作执行系统进行动作执行。
参考图1、图2所示，将运动学模型嵌入车辆运动模拟执行模块中。当实车控制器发出请求信号至实车底盘执行器时，同时也将请求信号发送至车辆运动模拟执行模块，嵌入车辆运动模拟执行模块中的运动学模型接收到请求信号后进行运动模拟，并将模拟后需要控制的车辆运动模拟执行模块执行参数输出至联合仿真模块，联合仿真模块完成动作执行。在整个动作执行过程中，运动学模型的计算时间几乎忽略不计，由于将其嵌入至车辆运动模拟执行模块中，其传输的执行参数属于软件层面的通信，也几乎可以忽略，而车辆运动模拟执行模块进行动作执行的时间与实车底盘执行器执行动作的时间相抵，因此车辆运动模拟执行模块与实车底盘执行器间可实现同步完成动作执行。
本发明通过联合仿真和机械模拟来为车辆运动学模型与真实车辆建立连接，使虚拟车辆与真实车辆能实时交互，通过实车运动参数及状态定义虚拟车，虚拟车再通过模型运动预测实车运动轨迹，达到软硬件结合来完成运动控制的效果。相对现有技术单纯依靠软件模拟的方案具有更好真实性、可靠性、安全性和可行性。相对现有技术实路测试的方案能降低测试条件(空间、实车和人员等)，能大幅节约测试成本。
附图说明
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明系统结构示意图。
图2是本发明原理示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
第一实施例；
本发明提供一种智能驾驶及ADAS系统测试平台，包括：
车辆运动模拟执行模块，其用于容置测试车辆(使车辆在原地运动)，其内嵌运动学模型，该运动学模型根据测试车辆发送的车辆运动请求和联合仿真模块发送的运动学模型参数进行车辆运动模拟，并将车辆运动模拟执行参数输出至联合仿真模块；
联合仿真模块，其根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至车辆运动模拟执行模块的运动学模型；
其根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号至测试场景模拟模块，以及计算并输出控制信号至车辆运动模拟执行模块；
测试场景模拟模块，其根据场景随动信号实时控制测试场景机械运动执行机构模拟测试场景；
其中，被测试车辆的感知系统实时感知测试车辆在车辆运动模拟执行模块上的运动状态以及感知测试场景模拟模块模拟的测试场景发送至测试车辆决策系统，测试车辆决策系统生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作，并同时将运动请求和车辆底盘执行器状态信号发送至联合仿真模块。
第二实施例；
本发明提供一种智能驾驶及ADAS系统测试平台，包括：
车辆运动模拟执行模块，例如车辆测试台架，其用于容置测试车辆(使车辆在原地运动)，其内嵌运动学模型，该运动学模型根据测试车辆发送的车辆运动请求和联合仿真模块发送的运动学模型参数进行车辆运动模拟，并将车辆运动模拟执行参数输出至联合仿真模块；
运动学模型通过计算机编程技术手段根据测试实车模型搭建，其能实时模拟车辆动态行驶过程；
联合仿真模块，其根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至车辆运动模拟执行模块的运动学模型；
其根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号至测试场景模拟模块，以及计算并输出控制信号至车辆运动模拟执行模块；
联合仿真模块通过计算机编程技术手段能实现的联合仿真软件，例如matlab；
测试场景模拟模块，其根据场景随动信号实时控制测试场景机械运动执行机构模拟测试场景；测试场景机械运动执行机构用于模拟设计测试场景中物体与被测试车辆的相对运动；
其中，车辆运动模拟执行模块和测试场景模拟模块按时间同步计算，被测试车辆的感知系统实时感知测试车辆在车辆运动模拟执行模块上的运动状态以及感知测试场景模拟模块模拟的测试场景发送至测试车辆决策系统，测试车辆决策系统生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作，并同时将运动请求和车辆底盘执行器状态信号发送至联合仿真模块。
第三实施例；
本发明提供一种利用第一实施例或第二实施例中所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台的智能驾驶及ADAS系统测试方法，包括以下步骤：
设计测试用例，所述测试用例包括测试场景、车辆运动测试参数和运动学模型；
将车辆置于车辆运动模拟执行模块；
根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至运动学模型；
运动学模型根据运动学模型参数进行车辆运动模拟，获得车辆运动模拟执行参数；
根据车辆运动模拟执行参数控制车辆运动模拟执行模块执行模拟动作；
根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号控制模拟测试场景，以及计算并输出控制信号控制模拟车辆运动状态；
测试车辆实时感知测试运动状态以及感知模拟的测试场景，决策生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作。
除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智能驾驶及ADAS系统测试平台，其特征在于，包括：
车辆运动模拟执行模块，其用于容置测试车辆，其内嵌运动学模型，该运动学模型根据测试车辆发送的车辆运动请求和联合仿真模块发送的运动学模型参数进行车辆运动模拟，并将车辆运动模拟执行参数输出至联合仿真模块；
联合仿真模块，其根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至车辆运动模拟执行模块的运动学模型；
其根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号至测试场景模拟模块，以及计算并输出控制信号至车辆运动模拟执行模块；
测试场景模拟模块，其根据场景随动信号实时控制测试场景机械运动执行机构模拟测试场景；
其中，被测试车辆的感知系统实时感知测试车辆在车辆运动模拟执行模块上的运动状态以及感知测试场景模拟模块模拟的测试场景发送至测试车辆决策系统，测试车辆决策系统生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作，并同时将运动请求和车辆底盘执行器状态信号发送至联合仿真模块。
2.如权利要求1所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，其特征在于：运动学模型根据测试实车模型搭建，其能实时模拟车辆动态行驶过程。
3.如权利要求1所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，其特征在于：车辆运动模拟执行模块和测试场景模拟模块时间同步。
4.如权利要求1所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，其特征在于：车辆运动模拟执行模块是车辆测试台架。
5.如权利要求1所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，其特征在于：联合仿真模块是通过计算机编程技术手段能实现的联合仿真软件。
6.如权利要求1所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台，其特征在于：测试场景机械运动执行机构用于模拟设计测试场景中物体与被测试车辆的相对运动。
7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的智能驾驶及ADAS系统测试平台的智能驾驶及ADAS系统测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
设计测试用例，所述测试用例包括测试场景、车辆运动测试参数和运动学模型；
将车辆置于车辆运动模拟执行模块；
根据测试车辆运动请求和车辆底盘执行器状态信号计算运动学模型参数，将获得的运动学模型参数发送至运动学模型；
运动学模型根据运动学模型参数进行车辆运动模拟，获得车辆运动模拟执行参数；
根据车辆运动模拟执行参数控制车辆运动模拟执行模块执行模拟动作；
根据车辆运动模拟执行参数计算并输出场景随动信号控制模拟测试场景，以及计算并输出控制信号控制模拟车辆运动状态；
测试车辆实时感知测试运动状态以及感知模拟的测试场景，决策生成测试车辆运动请求发送至车辆底盘执行器执行动作。
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