CN114397115A - 港口自动驾驶车辆的定位性能测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种港口自动驾驶车辆的定位性能测试方法及系统，属于自动驾驶领域。本申请包括：选取具有附着能力的混凝土或沥青路面，平整无凹坑的测试场地；之后进行车辆准备；对车辆进行测试；数据记录；判断自动驾驶车辆的运行轨迹是否达到预设标准；若达到预设标准，则输出判断结果。本申请能客观地测试自动驾驶车辆在港口复杂作业环境下的定位性能，以确认自动驾驶系统能否满足实际作业要求，保障其运行安全性。
Description
技术领域
本申请属于自动驾驶领域，具体涉及港口自动驾驶车辆的定位性能测试及系统。
背景技术
港口自动驾驶车辆在实际作业过程中，面临港口作业环境实时变化，加之多径效应的影响，极为挑战性的是需实时进行高精定位，以确定后续驾驶路径的准确性和可靠性，避免出现碰撞港口设备设施、其他车辆、行人等情况的发生。
然而，目前国内外并没有适用于港口自动驾驶车辆的定位性能测试方法。
发明内容
为此，如何基于港口的特定作业环境，形成一种自动驾驶车辆的定位性能测试方法并搭建一套完整的测试系统，弥补汽车自动驾驶系统测试体系在该领域的空白，是本发明专利的根本出发点和立足点，同时，也是本专利的创新点所在。
为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种自动驾驶车辆的定位性能测试方法，所述方法包括：
S11、选取具有附着能力的混凝土或沥青路面，平整无凹坑的测试场地；
S12、保持测试车辆轮胎气压为规定的车辆满载时的冷态轮胎气压；
S13、安装测试设备并进行均匀配载，使整车载重达到最大允许总质量；
S14、保持制动器温度在60℃～200℃的范围内；
S15、令测试车辆在自动驾驶模式下，以预设速度沿预设的运行轨迹行驶；
S16、利用港口自动驾驶定位测试系统实时记录车辆的动态参数，所述动态参数包括运行轨迹、运行速度、航向角；
S17、判断自动驾驶车辆的运行轨迹是否达到预设标准；
S18、若达到预设标准，则输出判断结果。
进一步地，所述的方法，所述测试场地为测试区域周围无遮挡物的测试场地。
进一步地，所述的方法，所述以预设速度沿预设的运行轨迹行驶，包括：
以20km/h的设定车速沿半径20m的圆形轨迹行驶5圈。
进一步地，所述的方法，所述预设标准为同轨迹运行最大偏差小于等于10cm。
如上方法为基础定位性能测试方法，可用于对测试车辆进行基础定位性能测试。
进一步地，所述的方法，所述测试场地为测试通道布置龙门吊架或铁架类设施且设施之间相距不超过5m、设施垂直投影宽度不低于0.2m。
进一步地，所述的方法，所述以预设速度沿预设的运行轨迹行驶，包括：
测试车辆以10km/h的设定车速沿宽度为W1米、长度不低于L1米、两侧最大高度不超过车高的2/3的通道内行驶，并在规定的位置停车，W1＝W+0.1,L1＝L+20,其中，W为测试车辆宽度，W≥0；L为车长，L≥0。
进一步地，所述的方法，所述动态参数还包括与通道中心线的偏差。
进一步地，所述的方法，所述预设标准，包括：
车辆在通道内行驶时，其中心线与通道中心线的偏差≤5cm；车辆定点停车时，与停车基准位置纵向偏差≤5cm；在车辆驶入、驶出通道的过程中，系统定位经纬度与真实经纬度误差≤10cm。
如上为进阶定位性能测试方法，用于对测试车辆进行进阶定位性能测试。
第二方面，本发明提供一种港口自动驾驶车辆定位性能测试系统，包括：
传感器组，用于采集被测车辆的定位性能相关参数；所述传感器组包括厘米级高精度惯导系统；
处理模块，用于分析所述车辆自动驾驶系统的定位性能参数，以得到其定位性能结果；
输出模块，用于输出所述定位性能结果。
进一步地，所述的港口自动驾驶车辆定位性能测试系统，还包括惯导差分基站；
所述惯导差分基站包括GPS与通信天线；
所述惯导系统包括GPS与通信天线；
所述惯导差分基站与所述惯导系统通过通信天线相互通信。
本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
对港口自动驾驶车辆的定位性能进行测试，首先应选取测试场地，所选择的场地为具有良好附着能力的混凝土或沥青路面，平整无凹坑，对测试场地的选取可以减少其他因素的干扰。然后进行车辆准备，保持测试车辆轮胎气压为规定的车辆满载时的冷态轮胎气压；安装测试设备并进行均匀配载，使整车载重达到最大允许总质量；保持制动器温度在60℃～200℃的范围内。之后对车辆进行测试，测试车辆在自动驾驶模式下，以预设速度沿预设的运行轨迹行驶。之后需要对数据进行记录，利用港口自动驾驶定位测试系统实时记录车辆的动态参数。最后进行评估，判断自动驾驶车辆的运行轨迹与预设轨迹最大偏差是否小于等于预设值。便可得出对自动驾驶车辆的评估结果。对定位性能测试方法进一步限定，可以包括基础定位性能方法和进阶定位性能测试方法，测试人员可根据实际情况选择需要的测试方法。通过以上方法，可以基于港口的特定作业环境，对自动驾驶车辆的性能进行测试，从而弥补了汽车自动驾驶系统测试体系在该领域的空白。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是测试系统流程图；
图2是同轨迹运行偏差测试示意图；
图3是装卸锁通道模拟测试场景示意图；
图4是基础定位性能测试方法结合进阶定位性能测试方法的流程图；
图5是定位性能测试系统。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
本申请提供一种港口自动驾驶车辆定位性能测试方法，包括如下步骤：
S11、选取具有附着能力的混凝土或沥青路面，平整无凹坑的测试场地；
S12、保持测试车辆轮胎气压为规定的车辆满载时的冷态轮胎气压；
S13、安装测试设备并进行均匀配载，使整车载重达到最大允许总质量；
S14、保持制动器温度在60℃～200℃的范围内；
S15、令测试车辆在自动驾驶模式下，以预设速度沿预设的运行轨迹行驶；
S16、利用港口自动驾驶定位测试系统实时记录车辆的动态参数，所述动态参数包括运行轨迹、运行速度、航向角；
S17、判断自动驾驶车辆的运行轨迹是否达到预设标准；
S18、若达到预设标准，则输出判断结果。
在实际应用中使用本方法，可以有效的检测出自动驾驶车辆能否满足港口工作的要求，从而通过自动驾驶集装箱卡车打通水平运输系统，与龙门吊、桥吊等已完成自动作业的垂直运输系统联动，可实现基于整体最佳效率的全场景全工况自动化港口作业。港口自动驾驶不仅能大幅降低人力成本、减少燃油消耗，为企业降本增效，还能有效提升驾驶的安全性，避免疲劳驾驶、超载等人为因素导致的事故。
定位性能测试方法可进一步选定为基础定位性能测试，本申请给出如下实施例方案。
在一个实施例中，对自动驾驶车辆使用了基础定位性能测试方法，所述基础定位性能测试方法在原方法的基础上，做出如下限定：
进一步地，所述的方法，所述测试场地为测试区域周围无遮挡物的测试场地。
进一步地，所述的方法，所述以预设速度沿预设的运行轨迹行驶，包括：
以20km/h的设定车速沿半径20m的圆形轨迹行驶5圈。
进一步地，所述的方法，所述预设标准为同轨迹运行最大偏差小于等于10cm。
使用上述技术方案，可以给自动驾驶车辆做基础的定位性能测试，来获取所述自动驾驶车辆的动态参数，再根据获取到的动态参数，来判断所述自动驾驶车辆能否满足基本需求。请参阅图2，图2为同轨迹运行偏差测试示意图，用于展示自动驾驶车辆的测试场景，在实际应用中，自动驾驶车辆顺时针行驶或逆时针行驶均可；测定的自动驾驶车辆运行轨迹，轨迹基准点可以任意设置，如车辆几何重心、车轮前轴中心点等；所述确定测试场景步骤中的车速和圆形区域的半径可以根据现场环境做出相应变化，并不局限于20km/h的设定车速和半径R＝20m的圆形区域，同时，所述评估指标的最大偏差也应做出相应变化，并不局限于10厘米。
定位性能测试方法可进一步选定为进阶定位性能测试，本申请给出如下实施例方案。
在一个实施例中，对自动驾驶车辆使用了进阶定位性能测试方法，所述进阶定位性能测试方法在原方法的基础上，做出如下限定：
进一步地，所述的方法，所述测试场地为测试通道布置龙门吊架或铁架类设施且设施之间相距不超过5m、设施垂直投影宽度不低于0.2m。
进一步地，所述的方法，所述以预设速度沿预设的运行轨迹行驶，包括：
测试车辆以10km/h的设定车速沿宽度为W1米、长度不低于L1米、两侧最大高度不超过车高的2/3的通道内行驶，并在规定的位置停车，W1＝W+0.1,L1＝L+20,其中，W为测试车辆宽度，W≥0；L为车长，L≥0。
进一步地，所述的方法，所述动态参数还包括与通道中心线的偏差。
进一步地，所述的方法，所述预设标准，包括：
车辆在通道内行驶时，其中心线与通道中心线的偏差≤5cm；车辆定点停车时，与停车基准位置纵向偏差≤5cm；在车辆驶入、驶出通道的过程中，系统定位经纬度与真实经纬度误差≤10cm。
如上为进阶定位性能测试方法，用于对测试车辆进行进阶定位性能测试。
通过进阶定位性能测试，可以更加判断自动驾驶车辆能否满足港口环境的作业需求，图3是装卸锁通道模拟测试场景示意图。与传统测试方法不同，该定位性能测试选取的测试场地结合港口自动驾驶车辆实际运行环境搭建，测试方法结合实际运用，具有代表性、典型性，能有效测试自动驾驶车辆在实际作业环境下的定位性能。同样，所述选取测试场地的设施之间距离和设施垂直投影宽度可随实际应用环境做出相应变化；所述确定测试场景中的设定车速、设定宽度和设定长度可随实际应用环境做出相应变化；所述评估指标中中心线与通道中心线的偏差、车辆与停车基准位置纵向偏差和系统定位经纬度与真实经纬度误差可随实际应用环境做出相应变化。
请参阅图4,图4是基础定位性能测试方法结合进阶定位性能测试方法的流程图。本申请提供另一种实施例，该实施例将基础定位性能测试方法与进阶定位性能测试方法相结合，从而得出更加准确的测试结果。
步骤S401、车辆准备：保持测试车辆轮胎气压为规定的车辆满载时的冷态轮胎气压；安装测试设备并进行均匀配载，使整车载重达到最大允许总质量；保持制动器温度在60℃～200℃的范围内；
步骤S402、进行基础定位性能测试；
步骤S403、判断基础定位性能测试中的同轨迹运行最大偏差是否小于等于10厘米，若是则进行步骤S404；
步骤S404、进行进阶定位性能测试；
步骤S405、对进阶定位性能测试的数据进行采集并进行评估；
通过本实施例可以得出，应用本方法，可以检测自动驾驶车辆在港口这种特定环境下能否胜任工作，定位性能测试通过“基础测试”和“进阶测试”进行多工况综合测试，以保证定位性能测试的可靠性、有效性，可避免因单一工况测试带来的测试结果偶然性。
请参阅图5，图5是定位性能测试系统示意图，该港口自动驾驶车辆定位性能测试系统包括：
传感器组，用于采集被测车辆的定位性能相关参数；
处理模块，用于分析所述车辆自动驾驶系统的定位性能参数，以得到其定位性能测试结果；
输出模块，用于输出定位性能测试结果。
在实际应用中，当对自动驾驶车辆进行定位性能测试时，传感器组可以有效采集所述自动驾驶车辆的性能参数，为后续的数据分析提供准确可靠的检测数据结果。当处理模块接收到来自传感器组传递过来的数据后，根据预先设定好的程序，对所述数据进行分析，并将分析结果传递给输出模块。输出模块根据处理模块传递过来的分析结果，输出所述定位性能的测试结果。
进一步地，所述传感器组包括厘米级高精度惯导系统。
本发明所设计的定位性能测试系统采用厘米级高精度惯导系统，配备分析模块、输出模块，能快速、便捷、准确地实现对定位性能的综合测试，极大提高测试效率及准确性。
进一步地，所述的港口自动驾驶车辆定位性能测试系统，还包括惯导差分基站；
所述惯导差分基站包括GPS与通信天线；
所述惯导系统包括GPS与通信天线；
所述惯导差分基站与所述惯导系统通过通信天线相互通信。
通过本发明，能客观地测试自动驾驶车辆在港口复杂作业环境(如因龙门吊、桥吊、堆场集装箱等遮挡而造成的多径效应)下的定位性能，以确认自动驾驶系统能否满足实际作业要求，保障其运行安全性。同时，该发明能有效弥补国内外在港口自动驾驶的定位测试领域的不足，完善自动驾驶测试体系。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种港口自动驾驶车辆的定位性能测试方法，其特征在于，该方法包括：
选取具有附着能力的混凝土或沥青路面，平整无凹坑的测试场地；
保持测试车辆轮胎气压为规定的车辆满载时的冷态轮胎气压；
安装测试设备并进行均匀配载，使整车载重达到最大允许总质量；
保持制动器温度在60℃～200℃的范围内；
令测试车辆在自动驾驶模式下，以预设速度沿预设的运行轨迹行驶；
利用港口自动驾驶定位测试系统实时记录车辆的动态参数，所述动态参数包括运行轨迹、运行速度、航向角；
判断自动驾驶车辆的运行轨迹是否达到预设标准；
若达到预设标准，则输出判断结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试场地为测试区域周围无遮挡物的测试场地。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以预设速度沿预设的运行轨迹行驶，包括：
以20km/h的设定车速沿半径20m的圆形轨迹行驶5圈。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设标准为同轨迹运行最大偏差小于等于10cm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试场地为测试通道布置龙门吊架或铁架类设施且设施之间相距不超过5m、设施垂直投影宽度不低于0.2m。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述以预设速度沿预设的运行轨迹行驶，包括：
测试车辆以10km/h的设定车速沿宽度为W1米、长度不低于L1米、两侧最大高度不超过车高的2/3的通道内行驶，并在规定的位置停车，W1＝W+0.1,L1＝L+20,其中，W为测试车辆宽度，W≥0；L为车长，L≥0。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述动态参数还包括与通道中心线的偏差。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设标准，包括：
车辆在通道内行驶时，其中心线与通道中心线的偏差≤5cm；车辆定点停车时，与停车基准位置纵向偏差≤5cm；在车辆驶入、驶出通道的过程中，系统定位经纬度与真实经纬度误差≤10cm。
9.一种港口自动驾驶车辆定位性能测试系统，其特征在于，包括：
传感器组，用于采集被测车辆的定位性能相关参数；所述传感器组包括厘米级高精度惯导系统；
处理模块，用于分析所述车辆自动驾驶系统的定位性能参数，以得到其定位性能结果；
输出模块，用于输出所述定位性能结果。
10.根据权利要求9所述的港口自动驾驶车辆定位性能测试系统，其特征在于，还包括惯导差分基站；
所述惯导差分基站包括GPS与通信天线；
所述惯导系统包括GPS与通信天线；
所述惯导差分基站与所述惯导系统通过通信天线相互通信。
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