CN114323677A - 一种车辆紧急避让实车测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车电气测试领域，涉及一种高精度定位车辆紧急避让实车测试系统及方法；包括GPS和RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪、汽车CAN盒工具和上位机；GPS和RTK天线模块使用GPS天线结合RTK差分定位技术获得试验车辆高精度位置信息；陀螺仪用于得到试验车辆的运动状态信息；数据采集处理模块用于采用试验车辆位置信息和运动状态信息；汽车CAN盒工具用于读取经数据采集处理模块转化后的CAN信号数据和试验车辆总线上的所需试验数据，发送到上位机，获得紧急避让过程中的试验数据；本发明可在真实道路环境中，获得紧急避让过程中的完整的且精确的测试数据，减少了测试人员对测试数据的分析工作量，提高了测试效率，有效的改善紧急避让功能的测试质量。

Description

一种车辆紧急避让实车测试系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车电气测试领域，尤其涉及一种高精度定位车辆紧急避让实车测试系统及方法。

背景技术

现今，配置不同的智能网联功能作为众多汽车制造厂打造的核心差异化竞争方向，汽车的智能化程度越来越高，这也得到了汽车消费者的日益期望和重视。其中，紧急避障作为ADAS功能的重要组成部分，对于提高驾驶员道路行驶安全，减少交通事故的发生有重要的意义。同时，因不同汽车制造厂对于同一功能会在不同车型不同配置会选用不同供应商等组合方案，这也给汽车测试人员如何对其功能进行完整可靠的测试验证带来挑战。

现今，紧急避让系统可划分为三个子系统功能，具体表现差异为三种不同的场景实现。具体为对向会车紧急避让、邻道超车紧急避让、路沿紧急避让。需要说明的是，本发明所针对描述的系统和方法为第三子系统。

目前，针对紧急避让的测试验证多采用虚拟仿真验证评价其功能完整性、功能可靠性以及具体的性能指标，此种测试方案因其需设置理想的外部环境，而无法验证其在真实道路环境的具体性能表现。而现有的实车测试数据存在测试数据精度不高、数据结果不直观的缺陷，因此需要一种可以实时测试数据的高精度定位测试系统来测试验证该功能的性能表现。

专利文献1(CN105151043A)提出的一种实现车辆紧急避让的控制方法及系统目地在于针对复杂的道路环境中所提出的6类避让情况，提出决策方法和规划避让方案。该方案避让系统包含三个模块：车辆主控制模块、信息采集模块、控制执行模块。而本发明提供一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法，针对的是紧急避让系统中车辆偏离车道这一典型场景和工况，获得这一过程的试验数据，而不与专利文献1冲突。

专利文献2(CN113361098A)提出的一种车辆盲区监测功能的测试方法、装置及车辆，该方法包括：建立盲区监测功能模型；编写用于读取功能测试用例的目标文件，并利用目标文件运行盲区监测功能模型，得到报警测试数据；根据报警测试数据生成测试用例对应的数据表格，展现车辆盲区监测功能的测试结果。该测试方法侧重于采用虚拟仿真的方式来解决原型验证问题，因此该方法仍然存在需设置大量理想条件来模拟验证，存在一些局限性，而本发明提供一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法，侧重于在实车道路环境中进行测试，验证该功能的真实性能表现。

专利文献3(CN109969175A)提出的一种实现车辆紧急避让的控制方法及系统，该控制方法及系统目的在于不增加硬件成本的情况下，实现车辆紧急避让时降低方向盘转向角度的同时实现较大的车辆转向角度，来避免行驶中车辆刮擦概率。而本发明提供一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法，目的在于对该系统在道路上的实际功能可靠性和性能表现进行验证及评价，不涉及功能成本的考量。

专利文献4(CN111169474A)提出的一种自主式紧急转向避让辅助装置及方法，辅助装置包括：控制模块；环境感知模块，与控制模块相连，用于检测车辆周围交通环境并根据环境信息规划可行驶路径；驾驶员监控模块，与控制模块相连，用于监测驾驶员的注意力；制动执行模块，与控制模块相连，用于对汽车进行制动操作；转动执行模块，与控制模块相连，用于对汽车进行转向操作；报警模块，与控制模块相连，用于对驾驶员进行示警。辅助方法用于上述辅助装置用于实现车辆的自主式紧急转向避让。而本发明提供一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法，目的在于通过采用高精度定位装置，而对车辆配置的紧急避让功能进行功能验证及评价，且与该系统的面对场景不同。

综上：对于专利文献1中扩展了紧急避让系统应用场景的扩展，专利文献2采用的是虚拟仿真的方式，专利文献3侧重于使用改善的控制方法，专利文献4中的装置和方法不涉及高精度定位，与本测试系统及方法不存在内容及权利冲突和替换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的实车测试数据存在测试数据精度不高、数据结果不直观的缺陷问题，提供了一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

一种车辆紧急避让实车测试系统，包括GPS和RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪、汽车CAN盒工具和上位机；

所述GPS和RTK天线模块使用GPS天线并结合RTK差分定位技术获得试验车辆高精度位置信息；

所述陀螺仪用于得到试验车辆的运动状态信息；

所述数据采集处理模块用于采用试验车辆位置信息和运动状态信息，经过分析处理再转化为CAN信号传输到CAN总线上；

所述汽车CAN盒工具用于读取经数据采集处理模块转化后的CAN信号数据和试验车辆总线上的所需试验数据，发送到上位机，获得紧急避让过程中的试验数据。

进一步地，所述GPS和RTK天线模块为一定位模块，且携带便携式移动基站。

进一步地，所述GPS和RTK天线模块能够实现差分修正，利用GPS差分修正定位偏差，使定位精度由米级达到厘米级别。

一种车辆紧急避让实车测试系统，还包括车载电源转换装置；

GPS和RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪集成为一个装置，所述车载电源转换装置给这个集成装置供电。

一种车辆紧急避让实车测试方法，包括以下步骤：

步骤一，GPS和RTK天线模块连接GPS天线，开启移动基站，等待GPS和RTK天线模块搜索并移动卫星；

步骤二，标定：通过定位实际位置与系统输出位置距离，调整定位设备的参数，修正误差，使车辆紧急避让实车测试系统输出距离与实际距离保持一致；

步骤三，使用测试用例，测试用例包含驾驶员意图、外部环境条件、道路环境条件；

步骤四，改变测试车辆的运动状态与路边道线的起始偏转距离，获得车辆的不同状态下的碰撞时间TTC。

记录试验车辆向路边道沿测试时刻的速度、方向、加速度、距离、碰撞时间TTC等数据。

步骤五，数据采集处理模块读取GPS和RTK天线模块、陀螺仪所采集的状态信号，经过计算直接输出测试车辆与路边道沿的碰撞TTC，并将上述状态信息转化为CAN信号传输到车辆CAN总线上，经由CANoe传输到上位机中。

步骤六，上位机接收转化的CAN信号后，测试人员得到紧急避让系统测试的位置信息和运动状态信息。

进一步地，所述的运动状态是指速度、方向和加速度。

进一步地，步骤三中所述驾驶员意图主要分为车速快慢、驾驶方向两个因素；

所述外部环境条件主要分为晴朗顺光、晴朗逆光、落叶杂物、阴天、雨雪雾恶劣天气、夜晚有无路灯等不同因素构造的外部试验环境；

所述道路环境条件主要包含有无车道线、有无路沿、直道弯道三个因素。

测试人员通过上述驾驶员意图，外部环境条件，道路环境条件三个主要因素经过不同的排列组合便获得完整的该功能测试用例。

在步骤四与步骤五之间，测试人员可在车辆偏转时刻通过在数据采集处理模块预先设置并筛选好所需要处理的信号，并将其以一定的格式导出以供测试人员后续对比记录测试数据关键信息。

进一步地，所述的一定的格式是指EXCEL、PDF或TXT格式。

一种车辆紧急避让实车测试方法，还包括：

步骤七，测试人员依据测试用例一条条与测试预期结果进行比对，或者当测试因意外状况中断、对测试功能表现或数据有争议时重复进行测试；当测试数据量很大时，测试人员将测试数据保存在上位机中以便后续回放查看测试结果，同时将测试功能异常数据交于开发人员进行分析，改善功能指标。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明可在真实道路环境中，获得紧急避让过程中的完整的且精确的测试数据，通过使用这种可以实时测试数据的高精度定位测试系统能够直接计算车辆与路边道沿的碰撞时间TTC信息，减少了测试人员对测试数据的分析工作量，数据直观，提高了测试效率，且测试数据具有实时性和同步性高、易存储的优势，有效的改善紧急避让功能的测试质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1车辆紧急避让实车测试系统架构图；

图2测试道路环境示意图；

图3车辆紧急避让实车测试方法构成元素示意图；

图4车辆紧急避让实车测试方法实现示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明目的是提供一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法，涉及汽车电气测试领域。

该系统和方法能够实现对紧急避让功能的功能逻辑和实车表现进行完整的测试，以此解决紧急避让系统传统测试方案不精确地弊端。

该系统利用高精度定位设备实现对搭载有紧急避让功能的测试车辆测试过程中的精确定位，并通过使用数据采集处理模块实现对高精度定位设备得到的信号转化成CAN信号，并可选择的通过数据采集处理装置导出测试车辆偏转时刻后的筛选后的信号记录等关键信息，通过以上操作便于CANoe记录数据并保存在上位机中。

该系统和方法能对汽车功能测试人员对该功能的实际道路表现提供真实的控制器数据支撑。

目前在可查询的公开专利文献中，对该功能的评价方案或主要使用虚拟仿真验证进行测试，或使用传统测试方法缺少高精度定位数据的数据支撑，或缺少本文方案对路沿紧急避让的测试验证方法，因此本文提出的一种高精度定位的车辆紧急避让实车测试系统及方法可以解决上述弊端之外，还能避免单一虚拟仿真验证测试方案的不完善性，保证测试质量，给相关从业人员带来参考。

试验人员可以依据此系统实时获取车辆数据，并可以实时评测系统功能表现或后续分析整理试验数据用做备份验证。

此系统和方法可以有效避免因忽视现实复杂多变的试验环境条件而对虚拟仿真测试设置多项理想化条件所带来的误差，保证测试人员可以准确验证和评价所试验车型紧急避让系统在实际道路上的功能、性能表现，从而与虚拟仿真测试相互补充辅助测试紧急避让功能，避免单一测试方案的不完善性，保障测试质量。

下面说明一下本发明的实现路径：一种车辆紧急避让的实车测试系统及方法。

图2描述的为以测试车辆向右偏转测试紧急避让系统的测试场景为例。

此测试精度可达到厘米级误差，具体组成包括车载电源转换装置、GPS/RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪、汽车CAN盒工具、以及上位机组成。

GPS/RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪可以集成为一个装置，而车载电源转换装置是主要用作给这个集成装置供电的，类似于车载逆变器。

/表示为和，GPS起到定位的作用，RTK可以使定位精度达到厘米级。

使用GPS天线并结合RTK差分定位技术获得试验车辆高精度位置信息。陀螺仪用于得到试验车辆的运动状态信息。数据采集处理模块采取上述试验车辆位置信息和运动状态信息经过分析处理再转化为CAN信号传输到CAN总线上，汽车CAN盒工具则读取经数据采集处理模块转化后的CAN信号数据和试验车辆总线上的所需试验数据，发送到上位机，获得紧急避让过程中的试验数据。

下面结合图2、图3、图4对本实车测试系统及方法作进一步说明：

如图1所示，步骤一，所述GPS/RTK天线模块为一定位模块，且携带便携式移动基站。该模块可以实现差分修正，利用GPS差分修正定位偏差，使定位精度由米级达到厘米级别。该装置工作时，首先连接GPS天线，开启移动基站，此时等待一段时间，等待装置搜索并移动卫星。

将移动基站和GPS/RTK天线模块开启，此时搜索并定位卫星，等待其与卫星连接，此过程需要求所连接的卫星需满足一定的数量要求(8颗以上为宜)。

步骤二，标定，通过定位实际位置与系统输出位置距离，调整定位设备的参数，修正误差，使系统输出距离与实际距离保持一致。

此系统即为由GPS/RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪汽车CAN盒工具、以及上位机所组成的测试系统。试验车辆与路边道沿的输出距离由上位机输出。这一步骤中，该系统输出距离即为车辆与路边路沿的距离。

步骤三，本测试系统和方法所使用测试用例需包含驾驶员意图、外部环境条件、道路环境条件。

步骤四，驾驶员意图主要分为车速快慢、驾驶方向两个因素；外部环境条件主要分为晴朗顺光、晴朗逆光、落叶杂物、阴天、雨雪雾等恶劣天气、夜晚有无路灯等不同因素构造的外部试验环境；道路环境条件主要包含有无车道线、有无路沿、直道弯道三个因素。测试人员通过上述三个主要因素经过不同的排列组合便获得完整的该功能测试用例。

三个主要因素指的是驾驶员意图，外部环境，道路环境三个主要因素。而上述三个主要因素又各自下分有不同的变量，如车速快慢、驾驶方向，顺光逆光，有无车道线，有无路沿等变量条件。

步骤五，标定完成后，按照步骤四完成的测试用例，通过改变测试车辆的运动状态(速度、方向、加速度)与路边道线的起始偏转距离，获得车辆的不同状态下的碰撞时间TTC。记录试验车辆向路边道沿测试时刻的速度、方向、加速度、距离、碰撞时间TTC等数据。测试人员可在车辆偏转时刻通过在数据采集处理模块预先设置并筛选好所需要处理的信号，并将其以一定的格式(EXCEL、PDF、TXT等)导出以供测试人员后续对比记录测试数据关键信息。

步骤六，在测试路段布置好移动基站，开启测试系统。数据采集处理模块通过读取GPS/RTK天线模块和陀螺仪所采集的状态信号后，并经过计算直接输出测试车辆与路边道沿的碰撞TTC，并将上述状态信息转化为CAN信号传输到车辆CAN总线上，经由CANoe传输到上位机中。

上述状态信息指的即为步骤五中的车辆运动状态信息。即试验车辆速度、方向、加速度、系统输出距离、碰撞时间TTC转化为CAN信号以便于发送到车辆CAN总线上供CANoe读取。

步骤七，上位机接收步骤四所转化的CAN信号后，测试人员便得到紧急避让系统测试的位置信息和运动状态信息。此过程上位机全程接收、记录并实时监控测试车辆的CAN数据，并以一定的记录规则将其存储在上位机中，可供测试人员或功能开发人员后续回放并继续分析测试数据。

步骤八，结合步骤四所获得的测试用例和步骤7的测试过程，测试人员便可依测试用例一条条与测试预期结果进行比对，或者当测试因意外状况中断、对测试功能表现或数据有争议时可重复进行测试。当测试数据量很大时，测试人员便可将测试数据保存在上位机中以便后续回放查看测试结果，同时将测试功能异常数据交于开发人员进行分析，改善功能指标，使功能达到良好表现。

本测试系统及方法的积极效果是汽车测试人员可在实际道路环境下，获得车辆紧急避让功能的真实、准确的测试数据。这种具有高精度定位的实车道路测试，可保证测试质量，提高功能辨识缺陷的能力，从而使开发人员能改善功能表现，进而提升主机厂的技术实力和竞争水平。

本发明能够通过高精度定位装置实现对紧急避让功能的测试验证，该系统除了可以记录存储试验车辆测试紧急避让功能期间整车CAN总线数据之外，还有如下特点：测试车辆与路边道沿的精确距离，位置状态和运动状态的实时同步更新，并能将前述信息以CAN数据的形式传送到车辆CAN总线，方便存储在上位机中，便于测试和开发人员进行数据回放与分析，该仿真系统和方法通过精确地测量车辆与路边道沿的距离有效提升了测试的精确度，并基于此系统和方法基础上设计给出详细的测试系统方案。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种车辆紧急避让实车测试系统，其特征在于：

包括GPS和RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪、汽车CAN盒工具和上位机；

所述GPS和RTK天线模块使用GPS天线并结合RTK差分定位技术获得试验车辆高精度位置信息；

所述陀螺仪用于得到试验车辆的运动状态信息；

所述数据采集处理模块用于采用试验车辆位置信息和运动状态信息，经过分析处理再转化为CAN信号传输到CAN总线上；

所述汽车CAN盒工具用于读取经数据采集处理模块转化后的CAN信号数据和试验车辆总线上的所需试验数据，发送到上位机，获得紧急避让过程中的试验数据。

2.根据权利要求1所述的一种车辆紧急避让实车测试系统，其特征在于：

所述GPS和RTK天线模块为一定位模块，且携带便携式移动基站。

3.根据权利要求1所述的一种车辆紧急避让实车测试系统，其特征在于：

所述GPS和RTK天线模块能够实现差分修正，利用GPS差分修正定位偏差，使定位精度由米级达到厘米级别。

4.根据权利要求1所述的一种车辆紧急避让实车测试系统，其特征在于，还包括车载电源转换装置；

GPS和RTK天线模块、数据采集处理模块、陀螺仪集成为一个装置，所述车载电源转换装置给这个集成装置供电。

5.一种车辆紧急避让实车测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，GPS和RTK天线模块连接GPS天线，开启移动基站，等待GPS和RTK天线模块搜索并移动卫星；

步骤二，标定：通过定位实际位置与系统输出位置距离，调整定位设备的参数，修正误差，使车辆紧急避让实车测试系统输出距离与实际距离保持一致；

步骤三，使用测试用例，测试用例包含驾驶员意图、外部环境条件、道路环境条件；

步骤四，改变测试车辆的运动状态与路边道线的起始偏转距离，获得车辆的不同状态下的碰撞时间TTC。

记录试验车辆向路边道沿测试时刻的速度、方向、加速度、距离、碰撞时间TTC等数据。

步骤五，数据采集处理模块读取GPS和RTK天线模块、陀螺仪所采集的状态信号，经过计算直接输出测试车辆与路边道沿的碰撞TTC，并将上述状态信息转化为CAN信号传输到车辆CAN总线上，经由CANoe传输到上位机中。

步骤六，上位机接收转化的CAN信号后，测试人员得到紧急避让系统测试的位置信息和运动状态信息。

6.根据权利要求5所述的一种车辆紧急避让实车测试方法，其特征在于：

所述的运动状态是指速度、方向和加速度。

7.根据权利要求6所述的一种车辆紧急避让实车测试方法，其特征在于：

步骤三中所述驾驶员意图主要分为车速快慢、驾驶方向两个因素；

所述外部环境条件主要分为晴朗顺光、晴朗逆光、落叶杂物、阴天、雨雪雾恶劣天气、夜晚有无路灯等不同因素构造的外部试验环境；

所述道路环境条件主要包含有无车道线、有无路沿、直道弯道三个因素。

测试人员通过上述驾驶员意图，外部环境条件，道路环境条件三个主要因素经过不同的排列组合便获得完整的该功能测试用例。

8.根据权利要求5所述的一种车辆紧急避让实车测试方法，其特征在于：

在步骤四与步骤五之间，测试人员可在车辆偏转时刻通过在数据采集处理模块预先设置并筛选好所需要处理的信号，并将其以一定的格式导出以供测试人员后续对比记录测试数据关键信息。

9.根据权利要求8所述的一种车辆紧急避让实车测试方法，其特征在于：

所述的一定的格式是指EXCEL、PDF或TXT格式。

10.根据权利要求5所述的一种车辆紧急避让实车测试方法，其特征在于，

还包括：

步骤七，测试人员依据测试用例一条条与测试预期结果进行比对，或者当测试因意外状况中断、对测试功能表现或数据有争议时重复进行测试；当测试数据量很大时，测试人员将测试数据保存在上位机中以便后续回放查看测试结果，同时将测试功能异常数据交于开发人员进行分析，改善功能指标。

Images