CN114708564A - 一种用于视觉融合泊车功能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于视觉融合泊车功能测试系统，包括：测试场景设计单元，其按照测试需求确定多个场景元素，以分析多个场景元素之间的关联性并在参数范围进行取值的形式对多个场景元素进行设定，将设定后的多个场景元素排列重组生成泊车功能测试场景；待测车辆生成单元，其在泊车功能测试场景中生成待测车辆，待测车辆通过雷达装置和摄像装置感知泊车功能测试场景中的多个场景元素；以及车辆泊车控制单元，根据泊车路线控制待测车辆在泊车功能测试场景的规定车位泊车。由此，本发明能评估在视觉融合下车辆的自动泊车能力，测试场景逻辑性强、覆盖率高。

Description

一种用于视觉融合泊车功能测试系统

技术领域

本发明属于智能驾驶领域，涉及一种用于视觉融合泊车功能测试系统。

背景技术

随着中国城镇化进程的加快，城市中的停车场资源愈发紧张，停车位空间越来越小，人们在工作和生活中需要花费大量时间寻找车位和停车。为解决停车难的问题，针对视觉融合泊车技术的研究和开发随之展开。

视觉融合自动泊车是在使用超声波传感器对周围环境进行检测的基础上，添加融合了环视摄像头的感知信息，使车辆的感知能力进一步增强，提升了自动泊车功能的使用体验。与原系统相比，新系统的车位识别能力和泊车能力实现了大幅进化。

目前关于视觉融合自动泊车测试有两种主要方法。第一种方法是使待测车辆到目标停车区域进行真实停车环境下测试，由于测试过程中会受到社会车辆的干扰，测试效率和安全性难以保证；第二种方法是检测测试用的场景库，然后在封闭场地中针对每个场景进行测试，场景库是智能驾驶汽车测试的重要资源，是衡量智能驾驶性能边界和安全底线的依据，是评价智能汽车等级的重要参考。测试场景主要通过仿真环境还原重现，因此场景库是场景数据与测试场景之间的关键桥梁。然而由于技术的限制以及标准不统一，缺乏规范的场景设计方法，存在场景库不完善，不能覆盖视觉融合泊车的所有场景的情况。但由于测试场景中的场景元素复杂多变，目前行业内并没有公认的行之有效的测试场景库，且测试场景库的建立需要大量时间。

发明内容

发明要解决的问题：

针对以上存在的问题，本发明目的在于提供一种用于视觉融合泊车功能测试系统。

解决问题的技术手段：

为解决上述问题，本发明提供一种用于视觉融合泊车功能测试系统，包括：

测试场景设计单元，其按照测试需求确定多个场景元素，以分析所述多个场景元素之间的关联性并在参数范围进行取值的形式对所述多个场景元素进行设定，将设定后的所述多个场景元素排列重组生成所述泊车功能测试场景；

待测车辆生成单元，其在所述泊车功能测试场景中生成待测车辆，所述待测车辆通过雷达装置和摄像装置感知所述泊车功能测试场景中的所述多个场景元素；以及

车辆泊车控制单元，根据泊车路线控制所述待测车辆在所述泊车功能测试场景的规定车位泊车。

也可以是，本发明中，所述测试场景设计单元包括：分析测试需求生成所述多个场景元素的元素生成模块；分析所述多个场景元素之间的关联性并进行取值的元素设定模块；以及将所述多个场景元素排列重组成所述泊车功能测试场景的元素重组模块。

也可以是，本发明中，所述待测车辆生成单元包括：设定所述待测车辆的几何、性能参数的待测车辆生成模块；在所述待测车辆中模拟雷达装置生成雷达信息的雷达模拟模块；以及在所述待测车辆中模拟摄像装置生成视觉信息的视觉模拟模块。

也可以是，本发明中，所述车辆泊车控制单元包括：对所述待测车辆设定驾驶条件的驾驶条件设定模块；根据所述雷达信息和所述视觉信息规划所述待测车辆的泊车路线的泊车路线规划模块；以及控制所述待测车辆沿设定好的所述泊车路线进行泊车的泊车控制模块。

也可以是，本发明中，所述多个场景元素包括基础设施、周边目标、环境条件、互联条件和区域条件。

也可以是，本发明中，所述基础设施包括停车环境、路面类型、车位类型、道路几何、道路边缘。

也可以是，本发明中，所述周边目标包括交通参与者和道路标识。

也可以是，本发明中，所述环境条件包括天气状况和光照状况。

也可以是，本发明中，所述驾驶条件包括车速限制、驾驶员在环要求和交通流量。

也可以是，本发明中，所述车辆泊车控制单元包括人工寻库模式和自动寻库模式。

发明效果：

本发明能评估在视觉融合下车辆的自动泊车能力，测试场景逻辑性强、覆盖率高。

附图说明

图1是根据本发明一实施形态的用于视觉融合泊车功能测试系统构建的泊车功能测试场景的示意图；

符号说明：

1、测试场景；11、车道线；12、车位；13、干扰车辆；2、待测车辆。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明公开了一种用于视觉融合泊车功能测试系统，其生成泊车功能测试场景以测试车辆基于视觉信息进行自动泊车的能力。

本发明中，用于视觉融合泊车功能测试系统（以下有时简称“测试系统”）包括测试测试场景设计单元、待测车辆生成单元和车辆泊车控制单元。

[测试场景设计单元]

测试场景设计单元用于设计和生成检测待测车辆的泊车能力的泊车功能测试场景，其可以包括：通过分析测试需求生成多个场景元素的元素生成模块；分析多个场景元素之间的关联性并进行取值的元素设定模块；以及将多个场景元素排列重组成泊车功能测试场景的元素重组模块。

元素生成模块根据具体的测试需求，分析泊车功能测试场景中所应具备的场景元素种类、即场景关键元素。作为测试场景的构成要素，本发明中，场景元素可以包括基础设施、周边目标、环境条件、互联条件和区域条件。

（基础设施场景元素）

基础设施具体可以包括停车环境、路面类型、车位类型、道路几何、道路边缘等。

具体而言，停车环境是指待测车辆在哪种环境下进行泊车，例如可以是商场、医院、学校、小区、单位园区、火车站、飞机场以及公共道路边停车位等公共车位或私人车位，也包含地面和地下停车区域。

路面类型是指待测车辆在泊车过程中行驶过的是何种材质的路面，例如可以是沥青路面、水泥混凝土路面等铺装路面以及路面无较大的凹凸不平的非铺装路面等。

车位类型是指待测车辆将要泊车的车位种类以及车位状况，具体可以包括水平车位、垂直车位、斜列车位等，也可以包括车位内有障碍物、立起和放倒的地锁，不同车位线质量、不同颜色的车位线，带阴影、积水等对比度差异比较大的车位，车位线不清晰或无车位线时且单侧有车或两侧有车等。另外，车位类型还包括常规车位、较窄车位、极窄车位等多种车位宽度尺寸。

道路几何是指待测车辆的泊车路径上道路的具体尺寸，例如可以包括道路是否有弯道、道路的坡道倾斜度、道路宽度等。

道路边缘是指车道两侧的车道线以及车道两侧边缘是否包含路肩、混凝土护栏、栅栏、栏杆、路缘石、绿化带等。

（周边目标场景元素）

周边目标具体可以包括交通参与者和道路标识。具体地，交通参与者可以是人、动物、自行车等弱势交通参与者和作为干扰车辆的其他参考车辆等。道路标识涉及交通信号灯、交通标志、斑马线识别等。

（环境条件场景元素）

环境条件可以包括天气状况和光照状况。具体地，天气状况例如可以是风速、雨量、雪量等。光照状况可以是光照条件良好的白天、有路灯和照明灯光的夜晚、以及无公共照明下需要启用车辆近光灯进行照明的夜间停车场或昏暗的地库等。

（互联条件场景元素）

互联条件是指是否通过蓝牙、射频信号等进行自动泊车。例如，在自动寻库、智能泊入阶段和智能泊出可使用手机 APP通过蓝牙通讯。在智能泊入阶段和智能泊出的遥控钥匙泊车使用遥控钥匙通过射频信号进行通讯。

（区域条件场景元素）

区域条件可以包括交通管制区域、国家/地区、信号干扰区域等。其中，交通管制区域可以是临时车道封闭、人工交通引导、施工区域等。 国家/地区例如可以是中国或具体的省市等。信号干扰区域可以是茂密树叶区、高层建筑区、地库阴影等。

在元素生成模块分析测试需求并生成相应的场景关键元素后，元素设定模块分析统计每种场景元素的参数范围以及关联性，对于没有相关性的场景元素，场景元素在参数范围内遍历选取，对于具有相关性的场景要素，通过分析统计获得限制条件，在其约束条件对应的参数范围内选取。

例如，对于道路几何参数，作为适合泊车的停车场的道路几何通常需满足以下的基本要求，即直路、弯道曲率半径≥80m，坡道倾斜度＜15°，单车道宽度＞待测车辆整车宽度+2×侧外后视镜宽度 +2×20cm，泊出通道空间最小宽度为车斜角长+60cm。

作为常规车位可以是空间宽度≥车宽+左右后视镜+300mm，作为较窄车位可以是空间宽度＜车宽+左右后视镜+300mm。

环境条件中的天气状况可以和路面类型、车位类型等相关联，例如在有雨有雪的天气状况下设定具有一定积水或积雪的车位，路面湿滑泥泞等。作为适合泊车的天气状况，风量通常设定为风力0-5级不包含强风，即风速＜10.7m/s；雨量通常设定为中雨（降雨量25mm）和小雨（降雨量10mm），雪量可以设定为小雪（2.5mm，无积雪）。

在对各场景关键元素进行赋值之后，元素重组模块根据遍历得到的场景元素信息将多个场景元素排列重组成泊车功能测试场景。

[待测车辆生成单元]

待测车辆生成单元用于在泊车功能测试场景中生成待测车辆，并通过设置在待测车辆上的雷达装置和摄像装置感知泊车功能测试场景中的多个场景元素。该待测车辆生成单元可以包括待测车辆生成模块、雷达模拟模块和视觉模拟模块。

待测车辆生成模块主要用于在泊车功能测试场景中生成待测车辆并设定待测车辆的几何、性能参数等。待测车辆的几何参数可以包括车辆类型、车宽、车长等参数，性能参数可以包括车辆的操纵性能、加速性能、制动性能等。

雷达模拟模块主要用于在已生成的待测车辆中模拟至少一个雷达装置，该雷达装置可以是激光雷达、毫米波雷达及超声波雷达中的一种或几种，能够检测待测车辆的运动速度、位置、姿态及与测试场景中包括交通参与者在内的场景元素的距离和种类等。作为一种实施方式，雷达模拟装置可以在待测车辆上同时模拟多个短距离超声波探头和多个长距离超声波探头等。

视觉模拟模块主要用于在已生成的待测车辆中模拟至少一个光学摄像装置，该光学摄像装置可以是能够拍摄待测车辆周边环境的摄像头。视觉模拟模块通过模拟摄像头拍摄车辆周边环境来识别场景元素的种类、状态和距离。作为一种实施方式，光学摄像装置可以是在待测车辆上模拟多个高清全景摄像头。

[车辆泊车控制单元]

车辆泊车控制单元用于生成泊车路线从而控制待测车辆在规定车位泊车。该车辆泊车控制单元包括驾驶条件设定模块、泊车路线规划模块以及泊车控制模块。

驾驶条件设定模块对待测车辆设定驾驶条件、即驾驶操作限制，该驾驶条件可以包括车辆限速、驾驶员在环要求、交通条件和交通流量等。

车辆限速可以针对车辆的不同行驶状态进行设定，作为一个示例，例如可以是在自动寻库是设定车机端为0-15km/h，手机端为0-5km/h，其中车机端适用于驾驶员在环，手机端适用于远程控制。在人工驾驶寻库时限速0-25km/h，在车辆泊入和泊出限速0-3km/h。

驾驶员在环要求可以包括人工驾驶寻库（Hands On）、自动驾驶的寻库、泊入以及泊出（Hands Free）。

交通条件和交通流量例如可以包括道路拥堵(自动驾驶寻库)、正常、畅通等状态。

在设定驾驶条件后，泊车路线规划模块结合设定的驾驶条件对上述雷达模拟模块输出的雷达信息和视觉模拟模块输出的视觉信息进行分析，识别允许停车的车位相对于待测车辆的防伪，确定待测车辆是通过前进寻库还是通过倒车寻库进行泊车，然后规划生成驱使待测车辆向该车位进行泊车的泊车路线。

在规划完成泊车路线后，泊车控制模块自动控制车辆的挡位系统、转向系统、制动系统、驱动系统等实现自动泊入车位。

图1是本发明的测试系统构建的泊车功能测试场景的示意图。以下参照图1详细说明测试系统构建的泊车功能测试场景。

如图1所示，本发明的测试系统的测试场景设计单元根据测试需求构建测试场景1，该测试场景1包括由车道线11划分出的供待测车辆2行驶的车道、位于车道左右两侧的车位12、以及行驶于车道上或已经泊入车位的干扰车辆13等场景元素。图1中生成的车位12的类型是垂直于车道的库位、即垂直车位。作为库位宽度的车位12的尺寸可以如上所述设定为常规车位或较窄车位。

待测车辆生成单元在测试场景设计单元生成的测试场景1的车道内生成待测车辆2，车辆泊车控制单元设定待测车辆2在不同档位的泊车方式，例如档位模式在D档下为往前寻库，或在R档模式下倒车寻库。由于在车道的左右两侧均形成有未泊入干扰车辆13的车位12，因此待测车辆2根据测试需求在车辆泊车控制单元的控制下向左侧的车位或右侧的车位泊车。

本发明能根据构建满足测试需求的泊车功能测试场景，评估待测车辆在视觉装置和雷达装置的融合下进行自动泊车的能力。本发明能评估在视觉融合下车辆的自动泊车能力，测试场景逻辑性强、覆盖率高。

以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

包括：

测试场景设计单元，其按照测试需求确定多个场景元素，以分析所述多个场景元素之间的关联性并在参数范围进行取值的形式对所述多个场景元素进行设定，将设定后的所述多个场景元素排列重组生成所述泊车功能测试场景；

待测车辆生成单元，其在所述泊车功能测试场景中生成待测车辆，所述待测车辆通过雷达装置和摄像装置感知所述泊车功能测试场景中的所述多个场景元素；以及

车辆泊车控制单元，根据泊车路线控制所述待测车辆在所述泊车功能测试场景的规定车位泊车。

2.根据权利要求1所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述测试场景设计单元包括：

分析测试需求生成所述多个场景元素的元素生成模块；

分析所述多个场景元素之间的关联性并进行取值的元素设定模块；以及

将所述多个场景元素排列重组成所述泊车功能测试场景的元素重组模块。

3.根据权利要求1所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述待测车辆生成单元包括：

设定所述待测车辆的几何、性能参数的待测车辆生成模块；

在所述待测车辆中模拟雷达装置生成雷达信息的雷达模拟模块；以及

在所述待测车辆中模拟摄像装置生成视觉信息的视觉模拟模块。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述车辆泊车控制单元包括：

对所述待测车辆设定驾驶条件的驾驶条件设定模块；

根据所述雷达信息和所述视觉信息规划所述待测车辆的泊车路线的泊车路线规划模块；以及

控制所述待测车辆沿设定好的所述泊车路线进行泊车的泊车控制模块。

5.根据权利要求1所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述多个场景元素包括基础设施、周边目标、环境条件、互联条件和区域条件。

6.根据权利要求5所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述基础设施包括道路类型、路面类型、车位类型、道路几何、道路边缘。

7.根据权利要求5所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述周边目标包括交通参与者和道路标识。

8.根据权利要求5所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述环境条件包括天气状况和光照状况。

9.根据权利要求4所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述驾驶条件包括车速限制、驾驶员再换要求和交通流量。

10.根据权利要求1所述的用于视觉融合泊车功能测试系统，其特征在于，

所述车辆泊车控制单元包括人工寻库模式和自动寻库模式。

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