CN113589794A - 一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动驾驶汽车测试技术领域，具体涉及一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统，包括：数据采集模块，用于实时采集真实目标信息，以及测试车辆的真实位置信息和真实状态信息；车载仿真模块，用于根据测试车辆的真实位置信息和真实状态信息，实时更新测试车辆在仿真环境中的虚拟位置信息和虚拟状态信息，得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息；虚实融合模块，用于得到多种类型的融合测试场景；自动驾驶模块，根据虚实融合后的融合测试场景，规划测试车辆的行驶路径，并按照路径驾驶。本发明实现了自动驾驶汽车通过接收虚实结合场景信息的整车级测试，提高了整车测试的真实度，也可提升自动驾驶整车级测试的效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶汽车测试技术领域，具体涉及一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统。
背景技术
随着自动驾驶技术的迅速发展，主流的汽车企业均开发自动辅助驾驶汽车，目的在于应对多类型的驾驶场景和高动态、高复杂度的驾驶场景。比如说，已有现有技术实现虚实结合场景测试，首先，获取并发送真实场景数据和虚拟场景数据；然后，收集并整合采集的场景数据，并接收整合的场景数据来构建世界模型；最后，在世界模型中进行场景测试，构造虚拟场景并将虚拟场景数据导入至数据库。通过这样的方式，可实现虚实结合场景测试，同时，具有可移植性强、场景可回放、测试简便高效等优点。
通常，对于自动驾驶汽车的测试来说，基于可控的目标物和目标车，在场地中开展针对性的场地测试；同时，由于自动驾驶功能越来越多，适配场景越也来越复杂，为了适应更多随机的场景，也在运行的开放道路范围内开展开放道路测试。但是，在开放道路测的测试过程中，测试场景具有随机性，也存在不可复现的问题，从而难以精准地进行测试。
发明内容
本发明提供一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统，解决了现有技术在开放道路的检测过程中，由于测试场景随机性测试精确度低的技术问题。
本发明提供的基础方案为：一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统，包括：
数据采集模块，用于实时采集真实环境中的真实目标信息，以及测试车辆的真实位置信息和真实状态信息；
车载仿真模块，用于根据测试车辆的真实位置信息和真实状态信息的变化，实时更新测试车辆在仿真环境中的虚拟位置信息和虚拟状态信息，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息变化，得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息；
虚实融合模块，用于根据真实位置信息、真实状态信息、真实目标信息和虚拟位置信息、虚拟状态信息、虚拟目标信息按照预设融合逻辑进行融合，得到多种类型的融合测试场景；
自动驾驶模块，用于接收融合后的融合测试场景，并根据融合后的虚实相结合的融合测试场景规划测试车辆的行驶路径，并按照路径驾驶。
本发明的工作原理及优点在于：首先，根据测试车辆的真实位置信息和真实状态信息的变化，实时更新测试车辆在仿真环境中的虚拟位置信息和虚拟状态信息，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息变化，测试车辆映射的虚拟状态信息的变化被导入后，触发仿真场景中测试车辆按照预设轨迹移动，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息发生变化，通过测试车辆的信息变化和目标车辆等周边信息的变化，实时更新测试车辆与周边环境的关联信息，得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息；然后，根据真实位置信息、真实状态信息、真实目标信息和虚拟位置信息、虚拟状态信息、虚拟目标信息按照预设融合逻辑进行融合，预设融合逻辑将真实场景信息、仿真场景信息、虚实融合状态信息等效于一条通讯链路中，且在同一个时间周期都发送当前测试周期发现的虚拟目标和真实目标，并设定当前测试场景的所需数据是采用真实还虚拟，最终按照虚实选择实现虚实融合，得到融合测试场景；最后，在融合测试场景中，根据真实位置信息、真实状态信息和虚拟目标信息规划测试车辆的行驶路径。通过这样的方式，融合测试场景具有多种类型，可以满足实际测试过程中的随机性要求，也能够很容易的重复再现，从而精准地进行测试。
本发明介绍了虚实结合的四种不同类型的结合方式以及虚实结合的详细逻辑，并根据实际的测试场景论述实施方法，实现了自动驾驶汽车通过接收虚实结合场景信息的整车级测试，达到了丰富场景信息和接近于实地测试的真实度的效果；可提升自动驾驶整车级测试效率，降低相关时间成本和经济成本，缩短自动驾驶技术的研发周期。
进一步，融合测试场景包括静态目标和动态目标，静态目标为测试车辆行驶所必要且相对于测试地面静止的场景要素，动态目标为测试车辆行驶所必要且相对于测试地面运动的场景要素。
有益效果在于：在融合测试场景中同时包括静态目标和动态目标，有利于真实地逼近实际的开放道路的情况，从而提高测试的针对性与准确性。
进一步，虚实融合模块还用于设定融合测试场景的场景模式，并根据场景模式进行虚实融合，场景模式包括真实场景和虚拟场景。
有益效果在于：通过融合真实场景和虚拟场景两种场景模式，便于实现随机测试；在不同种类的场景下，融合真实的静态目标物、真实的动态目标物、虚拟的静态目标物和虚拟的动态目标物。
进一步，虚实融合模块可实现四种类型融合，得到四种融合测试场景：
类型A，包括虚拟的静态目标物和真实的动态目标物；
类型B，包括虚拟的静态目标物、虚拟的动态目标物和真实的动态目标物；
类型C，包括真实的静态目标物和虚拟的动态目标物；
类型D，包括真实的静态目标物、虚拟的动态目标物和真实的动态目标物。
有益效果在于：动态目标物可以按照部分虚拟的动态目标物与部分真实的动态目标物相结合、组合得到，不同的组合方式可以得到对应的不同的类型的虚实结合场景，也即融合测试场景，充分发挥真实的动态目标物的真实性的物体特性，虚拟的动态目标物则具有灵活可扩展的特性。
进一步，类型A中，虚拟的静态目标物为测试车辆行驶道路上的限速标识牌，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车。
有益效果在于：通过限速标识牌与测试车辆前方的汽车，有利于限速、减速行驶的自动驾驶功能测试。
进一步，类型B中，虚拟的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线和道路标识，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车，虚拟的动态目标物位于真实的动态目标物前方，虚拟的动态目标物的速度小于真实的动态目标物的速度。
有益效果在于：在此场景下，可以利用虚拟方式提供辅助的道路拓扑，动态目标可以试用灵活度更高的真实车辆，对于低速易发生碰撞危险的低速或静止车辆可以采用虚拟目标。
进一步，类型C中，真实的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车。
有益效果在于：在此场景下，便于测试车辆在真实的道路下，计划驶离当前主干道并进入到匝道，当前方出现虚拟的低速目标时的自动驾驶情况。
进一步，类型D中，真实的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车，虚拟的动态目标物位于真实的动态目标物前方。
有益效果在于：此场景下，便于测试车辆行驶在真实的主干道中，计划驶离该主干道进入匝道，前方车辆发现路径错误后快速切出，前方存在低速的车辆。
附图说明
图1为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的系统结构框图。
图2为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的融合方式分类表。
图3为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的融合逻辑示意图。
图4为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的类型A的融合测试场景的示意图。
图5为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的类型B的融合测试场景示意图。
图6为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的类型C的融合测试场景示意图。
图7为本发明一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统实施例1的类型D的融合测试场景示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进行详细的说明：
实施例1
实施例基本如附图1所示，包括：
数据采集模块，用于实时采集真实环境中的真实目标信息，以及测试车辆的真实位置信息和真实状态信息；
车载仿真模块，用于根据测试车辆的真实位置信息和真实状态信息的变化，实时更新测试车辆在仿真环境中的虚拟位置信息和虚拟状态信息，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息变化，得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息；
虚实融合模块，用于根据真实位置信息、真实状态信息、真实目标信息和虚拟位置信息、虚拟状态信息、虚拟目标信息按照预设融合逻辑进行融合，得到多种类型的融合测试场景；
自动驾驶模块，用于接收融合后的融合测试场景，并根据融合后的虚实相结合的融合测试场景规划测试车辆的行驶路径，并按照路径驾驶。
具体实施过程如下：
首先，数据采集模块实时采集真实环境中的真实目标信息，以及测试车辆的真实位置信息和真实状态信息。
然后，车载仿真模块根据测试车辆的真实位置信息和真实状态信息的变化，实时更新测试车辆在仿真环境中的虚拟位置信息和虚拟状态信息，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息变化，得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息。也就是说，测试车辆映射的虚拟状态信息的变化被导入后，触发仿真场景中测试车辆按照预设轨迹移动，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息发生变化，通过测试车辆的信息变化和目标车辆等周边信息的变化，实时更新测试车辆与周边环境的关联信息，即可得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息。
接着，虚实融合模块根据真实位置信息、真实状态信息、真实目标信息和虚拟位置信息、虚拟状态信息、虚拟目标信息按照预设融合逻辑进行融合，如附图2、附图3所示，得到多种类型的融合测试场景。在本实施例中，预设融合逻辑将真实场景信息、仿真场景信息、虚实融合状态信息等效于一条通讯链路中，且在同一个时间周期都发送当前测试周期发现的虚拟目标和真实目标，虚实融合状态信息设定当前测试场景的所需数据是采用真实还虚拟，最终按照虚实选择实现虚实融合，得到融合测试场景。
在本实施例中，融合测试场景包括静态目标和动态目标；其中，静态目标为测试车辆行驶所必要且相对于测试地面静止的场景要素，比如说，车道线、道路边缘、道路护栏、道路标识、交通信号灯、道路障碍物；动态目标为测试车辆行驶所必要且相对于测试地面运动的场景要素，比如说，机动车、非机动车、行人。融合测试场景包括四种类型，其中，类型A包括虚拟的静态目标物和真实的动态目标物；类型B包括虚拟的静态目标物、虚拟的动态目标物和真实的动态目标物；类型C包括真实的静态目标物和虚拟的动态目标物；类型D包括真实的静态目标物、虚拟的动态目标物和真实的动态目标物。采用这样的方式，动态目标物可以按照部分虚拟的动态目标物与部分真实的动态目标物相结合、组合得到，不同的组合方式可以得到不同的类型的虚实结合场景，也即融合测试场景，充分发挥真实的动态目标物的真实性的物体特性，虚拟的动态目标物则具有灵活可扩展的特性。
在类型A中，如附图4所示，虚拟的静态目标物为测试车辆行驶道路上的限速标识牌，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车。在此场景下，通过限速标识牌与测试车辆前方的汽车，有利于限速、减速行驶的自动驾驶功能测试。
在类型B中，如附图5所示，虚拟的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线和道路标识，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车，虚拟的动态目标物位于真实的动态目标物前方，虚拟的动态目标物的速度小于真实的动态目标物的速度。在此场景下，可以利用虚拟方式提供辅助的道路拓扑，动态目标可以试用灵活度更高的真实车辆，对于低速易发生碰撞危险的低速或静止车辆可以采用虚拟目标，从而提高测试的灵活性。
在类型C中，如附图6所示，真实的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车。在此场景下，便于测试车辆在真实的道路下，当前方出现虚拟的低速目标时，计划驶离当前主干道并进入到匝道的自动驾驶情况。
在类型D中，如附图7所示，真实的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车，虚拟的动态目标物位于真实的动态目标物前方。此场景下，便于测试车辆行驶在真实的主干道中，前方存在低速的车辆的情况下，计划驶离该主干道进入匝道，或者前方车辆发现路径错误后快速切出。
最后，自动驾驶模块接收融合后的融合测试场景，并根据融合后的虚实相结合的融合测试场景规划测试车辆的行驶路径，并按照路径驾驶。
实施例2
与实施例1不同之处仅在于，虚实融合模块还设定融合测试场景的场景模式，并根据场景模式进行虚实融合，场景模式包括真实场景和虚拟场景。通过设定真实场景和虚拟场景两种场景模式，便于实现融合；在真实场景下，融合真实场景下的真实的静态目标物和真实的动态目标物；在虚拟场景下，融合虚拟场景下的虚拟的静态目标物和虚拟的动态目标物。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于实时采集真实环境中的真实目标信息，以及测试车辆的真实位置信息和真实状态信息；
车载仿真模块，用于根据测试车辆的真实位置信息和真实状态信息的变化，实时更新测试车辆在仿真环境中的虚拟位置信息和虚拟状态信息，并驱动仿真环境中测试车辆周边的信息变化，得到仿真环境中测试车辆周边的虚拟目标信息；
虚实融合模块，用于根据真实位置信息、真实状态信息、真实目标信息和虚拟位置信息、虚拟状态信息、虚拟目标信息按照预设融合逻辑进行融合，得到多种类型的融合测试场景；
自动驾驶模块，用于接收融合后的融合测试场景，并根据融合后的虚实相结合的融合测试场景规划测试车辆的行驶路径，并按照路径驾驶。
2.如权利要求1所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，融合测试场景包括静态目标和动态目标，静态目标为测试车辆行驶所必要且相对于测试地面静止的场景要素，动态目标为测试车辆行驶所必要且相对于测试地面运动的场景要素。
3.如权利要求2所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，虚实融合模块还用于设定融合测试场景的场景模式，并根据场景模式进行虚实融合，场景模式包括真实场景和虚拟场景。
4.如权利要求1所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，虚实融合模块可实现四种类型融合，得到四种融合测试场景：
类型A，包括虚拟的静态目标物和真实的动态目标物；
类型B，包括虚拟的静态目标物、虚拟的动态目标物和真实的动态目标物；
类型C，包括真实的静态目标物和虚拟的动态目标物；
类型D，包括真实的静态目标物、虚拟的动态目标物和真实的动态目标物。
5.如权利要求4所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，类型A中，虚拟的静态目标物为测试车辆行驶道路上的限速标识牌，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车。
6.如权利要求5所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，类型B中，虚拟的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线和道路标识，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车，虚拟的动态目标物位于真实的动态目标物前方，虚拟的动态目标物的速度小于真实的动态目标物的速度。
7.如权利要求6所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，类型C中，真实的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车。
8.如权利要求7所述的虚实结合的自动驾驶整车测试系统，其特征在于，类型D中，真实的静态目标物为测试车辆行驶道路上的车道线，虚拟的动态目标物为测试车辆前方的汽车，真实的动态目标物为测试车辆前方的汽车，虚拟的动态目标物位于真实的动态目标物前方。
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