CN114279719A - 无人驾驶汽车测试模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人驾驶汽车测试模拟装置，用于模拟无人驾驶汽车的测试环境，包括具有路面槽的车道、放置在车道上的模拟故障物、载重横梁、横向运动直线电机运行轨道和横向运动直线电机、中央驱动直线电机、分别放置在中央驱动直线电机两侧的左轨道、右轨道，载重横梁通过路面槽与中央驱动直线电机连接，中央驱动直线电机为所述模拟故障物沿车道纵向运动提供动力，横向运动直线电机为所述模拟故障物沿车道横向运动提供动力。本发明的模拟与现实生活场景更为贴近的多种场合，免去真人测试员的陪同，避免不必要的损伤；此外，对障碍物的速度、加速度及方向等更加精确地模拟，可以对无人驾驶汽车测试提供更多具有参考意义的数据。

Description

无人驾驶汽车测试模拟装置

技术领域

本发明属于无人驾驶汽车测试领域，尤其涉及一种用以检测无人驾驶汽车避障性能的故障物运行轨道测试模拟装置。

背景技术

无人驾驶汽车的测试是伴随着无人驾驶汽车研发和兴起的专业领域，也是衔接无人驾驶汽车研发与商业化的重要渠道。随着无人驾驶技术的推进，无人驾驶汽车的测试成了大众关心的一大热点。无人驾驶汽车可自动识别交通指示牌和行车信息，具备雷达、相机、全球卫星导航等电子设施，并安装同步传感器。车主只要向导航系统输入目的地，汽车即可自动行驶，前往目的地。在行驶过程中，汽车会通过传感设备上传路况信息，在大量数据基础上进行实时定位分析，从而判断行驶方向和速度。但是，随着各种技术在无人驾驶汽车技术方面的不断融合，无人驾驶汽车的智能化程度和复杂化程度也越来越高，因此需要更高效、更全面、更安全的测试装备。目前国内外在无人驾驶汽车的测试时大多是让真人测试员留在无人驾驶汽车中陪同测试。这种测试方法最大的一个弊端就是对于真人测试员存在巨大的安全隐患。

模拟实际道路的路况为无人驾驶车辆提供一种测试环境是无人驾驶汽车性能测试中十分重要的内容。对于无人驾驶车辆来说，需要测试其面对不同故障物在道路上不同运动曲线时的应变能力。当前该领域的测试方法及技术条件尚未成熟，现有的无人驾驶汽车测试系统中，故障物运动轨迹大多是固定的，无法模拟实际道路的路况，故无法很好地测试无人驾驶汽车的实际操作性能。

有鉴于此，有必要设计一种无人驾驶汽车测试模拟装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为无人驾驶汽车测试提供模拟装置，用以模拟与现实生活场景更为贴近的多种场合，同时模拟故障物的匀速、加速、减速、改变车道等多种情况，如此免去真人测试员的陪同，避免不必要的损伤；此外，对障碍物的速度、加速度及方向等更加精确地模拟，可以对无人驾驶汽车测试提供更多具有参考意义的数据。

为实现以上目的，本发明提供了一种无人驾驶汽车测试模拟装置，用于模拟无人驾驶汽车的测试环境，包括具有路面槽的车道、放置在车道上的模拟故障物、载重横梁、设置在载重横梁上的横向运动直线电机运行轨道和设置在横向运动直线电机运行轨道的横向运动直线电机、放置在车道中央路面以下的中央驱动直线电机、分别放置在中央驱动直线电机两侧的左轨道、右轨道，所述左轨道和右轨道安装在车道两侧的路面之下，通过路面槽与所述载重横梁连接，为载重横梁提供运行轨道，所述载重横梁通过路面槽与中央驱动直线电机连接，所述中央驱动直线电机为所述模拟故障物沿车道纵向运动提供动力，所述横向运动直线电机为所述模拟故障物沿车道横向运动提供动力。

本发明的进一步改进在于，所述横向运动直线电机包括横向运动直线电机定子、横向运动直线电机动子、转向力矩电机、横向运动直线电机运行轨道。

本发明的进一步改进在于，所述横向运动直线电机运行轨道为载重横梁上的横向驱动直线电机定子、动子以及转向力矩电机提供运行轨道，从而为其上的故障物提供横向运动轨道。

本发明的进一步改进在于，所述模拟故障物可模拟汽车、自行车、人、牲畜等故障物。

本发明的进一步改进在于，所述中央驱动直线电机、安装在载重横梁上的横向驱动直线电机定子、动子以及转向力矩电机被配置为共同驱动，从而实现模拟故障物在路面上的各种运动曲线。

本发明的进一步改进在于，所述载重横梁还包括载重横梁延长结构，以实现模拟故障物长距离的横向运动，当模拟故障物进入相邻车道行驶时即完成跨车道运动路线的模拟。

本发明的进一步改进在于，所述载重横梁还具有与载重横梁延长结构钢结构连接的万向轮以减小阻力和提供支撑力。

本发明的进一步改进在于，所述载重横梁还具有连接钢结构，用于连接左轨道、右轨道及中央驱动直线电机。

本发明的进一步改进在于，所述车道既可以是模拟的车道，也可以由真实的路面构成。

本发明的有益效果是：本发明提出的无人驾驶汽车测试模拟装置使用地面载重横梁拖动模拟故障物运动，将直线电机等安置在地面之下，使得引入的干扰物较少，具有更好的速度、加速度等运动控制精确，同时，安装在载重横梁钢结构上的横向运动直线电机可以驱动模拟故障物作横向运动，安装在横向运动直线电机之上的转向力矩电机可以为模拟故障物转向提供动力，在两者的共同作用下，可以更好的模拟障碍物的在车道内的各种运动情况，借助载重横梁延长结构可以推动模拟故障物进入相邻车道行驶，模拟跨车道运动路线。

附图说明

图1是本发明实施例提供的无人驾驶汽车测试模拟装置在单车道内运行时的结构图。

图2是本发明实施例提供的无人驾驶汽车测试模拟装置跨车道运行时的结构图。

图3是本发明实施载重横梁细节图。

图4是本发明实施载重横梁延长结构细节图。

图中：1、模拟故障物；2、载重横梁；3、中央驱动直线电机；4、左轨道；5、右轨道；6、横梁延长结构；21、横向运动直线电机定子；22、横向运动直线电机动子；23、转向力矩电机；24、横向运动直线电机运行轨道；25、载重横梁钢结构；61、载重横梁延长结构钢结构；62、万向轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

需要强调的是，在描述本发明过程中，各种公式和约束条件分别使用前后一致的标号进行区分，但也不排除使用不同的标号标志相同的公式和/或约束条件，这样设置的目的是为了更清楚的说明本发明特征所在。

本发明记载了一种可以模拟接近于实际道路路况的装置，用以检测无人驾驶汽车的避障系统性能。

请结合参阅图1至图4所示，本发明的无人驾驶测试系统装置包括模拟的故障物1、载重横梁2、中央驱动直线电机3、左轨道4、右轨道5、横梁延长结构6、横向运动直线电机定子21、横向运动直线电机动子22、转向力矩电机23、横向运动直线电机运行轨道24、载重横梁钢结构25、载重横梁延长结构钢结构61、万向轮62。

放置在测试场中的模拟故障物1可模拟假的路面上行驶的汽车、自行车、人、牲畜等故障物，用于检测车辆的避障系统性能。载重横梁2通过路面槽与车道中央地面下的中央驱动直线电机3连接。中央驱动直线电机3为故障物1沿道路纵向运动提供动力。左轨道4和右轨道5安装在车道两侧的路面之下，通过路面槽与载重横梁2连接，为载重横梁2提供运行轨道。通过中央驱动直线电机3、安装在载重横梁2上的横向驱动直线电机定子21、动子22以及转向力矩电机23的共同驱动，可以实现模拟故障物1在道路上的各种运动曲线。横向运动直线电机运行轨道24主要为载重横梁上2横向驱动直线电机定子21、动子22以及转向力矩电机23提供运行轨道，从而为其上的故障物1提供运动轨迹。本发明中，可将中央路面槽假设为Y轴、将横向运动直线电机运行轨道24假设为X轴。载重横梁延长结构钢结构61的下面与万向轮62连接，可以有效减小运动时的阻力。

应用时，将本发明的无人驾驶汽车测试装置设置在较为空旷、没有信号影响无人驾驶车辆的地方，把模拟故障物1固定在转向力矩电机23上，启动该装置。如图1所示，当中央驱动直线电机3运行时，载重横梁2沿中央驱动直线电机轨道向前运动，改变中央驱动直线电机3运行状态可改变载重横梁2的运动状态，进而实现模拟故障物1的匀速、加速或减速的运动情况。如图2所示，当横向运动直线电机运行时，横向运动直线电机动子22及固定在上面的模拟故障物1沿轨道横向运动，改变横向运动直线电机运行状态可实现故障物1的横向匀速、加速或减速运动。载重横梁2具有载重横梁延长结构6，其细节如图4所示，该结构6可以实现故障物1长距离的横向运动。通过中央直线电机3、横向运动直线电机21、22以及转向力矩电机23的共同驱动，可以改变故障物1的横向和纵向运动速度以及加速度等，进而最终实现故障物1可以沿各种轨迹运动，以此来模拟实际道路情况，完成无人驾驶汽车的测试。在本较佳实施例中，测试装置是设置在一个模拟路面上，该模拟路面有路面槽、车道等等供该测试装置的安装。可以理解地，在其他实施例中，本发明的测试装置也可以直接安置在地面上。

本发明提出的无人驾驶汽车测试装置使用载重横梁2拖动模拟故障物1运动，直线电机系统安置在路面之下，引入的干扰物较少，且具有更高的速度和加速度，运动控制精确等特点。安装在载重横梁2钢结构上的横向运动直线电机21、22可以驱动模拟故障物1作横向运动，安装在横向运动直线电机21、22之上的转向力矩电机23可以为模拟故障物1转向提供动力，在该结构的作用下，可以更好的模拟障碍物的在车道内的各种运动情况。借助安装在模拟故障物1和载重横梁延长结构6可以推动模拟故障物进入相邻车道行驶，模拟跨车道运动路线。

本发明通过简洁实用的机械结构设计，解决现阶段无人驾驶汽车测试中存在的问题：故障物运动轨迹固定的问题。利用本发明装置为无人驾驶汽车提供多种故障物不同的运动轨迹，可以极大提高无人驾驶汽车的测试效率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无人驾驶汽车测试模拟装置，用于模拟无人驾驶汽车的测试环境，其特征在于：包括具有路面槽的车道、放置在车道上的模拟故障物、载重横梁、设置在载重横梁上的横向运动直线电机运行轨道和设置在横向运动直线电机运行轨道的横向运动直线电机、放置在车道中央路面以下的中央驱动直线电机、分别放置在中央驱动直线电机两侧的左轨道、右轨道，所述左轨道和右轨道安装在车道两侧的路面之下，通过路面槽与所述载重横梁连接，为载重横梁提供运行轨道，所述载重横梁通过路面槽与中央驱动直线电机连接，所述中央驱动直线电机为所述模拟故障物沿车道纵向运动提供动力，所述横向运动直线电机为所述模拟故障物沿车道横向运动提供动力。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述横向运动直线电机包括横向运动直线电机定子、横向运动直线电机动子、横向运动直线电机运行轨道。

3.根据权利要求2所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述横向运动直线电机运行轨道为载重横梁上的横向驱动直线电机定子、动子以及转向力矩电机提供运行轨道，从而为其上的故障物提供横向运动轨道。

4.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述模拟故障物可模拟汽车、自行车、人、牲畜等故障物。

5.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述中央驱动直线电机、安装在载重横梁上的横向驱动直线电机定子、动子以及转向力矩电机被配置为共同驱动，从而实现模拟故障物在路面上的各种运动曲线。

6.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述载重横梁还包括载重横梁延长结构，以实现模拟故障物长距离的横向运动，当模拟故障物进入相邻车道行驶时即完成跨车道运动路线的模拟。

7.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述载重横梁还具有与载重横梁延长结构钢结构连接的万向轮以减小阻力和提供支撑力。

8.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述载重横梁还具有连接钢结构，用于连接左轨道、右轨道及中央驱动直线电机。

9.根据权利要求1-8任一项所述的无人驾驶汽车测试模拟装置，其特征在于：所述车道既可以是模拟的车道，也可以由真实的路面构成。

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