CN115171429A - 用于验证前向碰撞预警的测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于验证前向碰撞预警的测试系统及方法，该系统包括：第一惯性导航设备，用来采集测试车的第一行驶数据；第二惯性导航设备，用来采集背景车的第二行驶数据；数据采集设备，与第一惯性导航设备连接，用于采集第一行驶数据、第二行驶数据；预警信号采集设备，安装在测试车上，用于采集测试车的人机界面的碰撞预警信号；数据分析模块，用于根据第一行驶数据、第二行驶数据和碰撞预警信号计算出测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离，以及根据相对纵向距离和安全距离验证预警时机的合理性。本发明可以客观科学的验证前方碰撞预警系统触发预警时机的合理性。

Description

用于验证前向碰撞预警的测试系统及方法
技术领域
本发明主要涉及汽车试验技术领域，尤其涉及一种用于验证前向碰撞预警的测试系统及方法。
背景技术
高级辅助驾驶系统是智能交通的重要组成部分，如前向碰撞预警(FloridaChampionship Wrestling，FCW)、自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking，AEB)等都可以大大提高交通系统的安全性。实时准确的检测汽车前方行驶车辆等障碍物位置、速度信息是汽车前向碰撞预警、自动紧急制动系统等高级驾驶辅助系统实现的前提。
目前，大多数测试车与背景车通过车车通信技术(Vehicle To Vehicle，V2V)通信，前向碰撞预警系统通过提取测试车的车载单元(On board Unit，OBU)的数据包作分析，通过解析基本安全消息(Basic Safety Message，BSM)输出的测试车与背景车的相对位置和相对速度，基于相对位置和相对速度进行碰撞预警。而当前现有的V2V通信技术的成熟度还有待商榷，在通信方面，城市密集建筑群或茂密树木遮挡下的丢包率、通信距离以及通讯时延能否满足量产化使用。在功能方面，针对前方静止、制动、低速等网联背景车，车载OBU通过解析BSM消息输出的相对位置精度，相对速度精度等相对姿态是否准确可靠，车载OBU内部碰撞算法计算后输出到人机界面是否正常显示或语音播报该报警信号。另外，提醒驾驶员采取制动或避让等措施的预警时机是否合理。
因此，亟需一种科学客观的用于验证前向碰撞预警的测试系统及方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种科学客观的用于验证前向碰撞预警的测试系统及方法，以验证前向碰撞预警系统的预警时机是否合理。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于验证前向碰撞预警的测试系统，包括：第一惯性导航设备，安装在测试车上，用来采集所述测试车的第一行驶数据，所述第一惯性导航设备包括第一通信单元；第二惯性导航设备，安装在背景车上，用来采集所述背景车的第二行驶数据，所述第二惯性导航设备包括第二通信单元，所述第一通信单元与所述第二通信单元通信；数据采集设备，与所述第一惯性导航设备连接，用于采集所述第一行驶数据、所述第二行驶数据；预警信号采集设备，安装在所述测试车上，用于采集所述测试车的碰撞预警信号；数据分析模块，与所述数据采集设备和所述预警信号采集设备连接，用于根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离，以及根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性。
在本发明的一实施例中，所述第一行驶数据和/或所述第二行驶数据包括速度、加速度、经纬度和航向角。
在本发明的一实施例中所述数据分析模块根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述测试车的碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离的步骤包括：所述数据分析模块根据所述测试车的碰撞预警信号获取产生所述碰撞预警信号的预警时刻；根据所述预警时刻从所述第一行驶数据和所述第二行驶数据中获取到在所述预警时刻下测试车的经纬度、速度和加速度以及背景车的经纬度和速度；根据所述测试车的经纬度和所述背景车的经纬度计算出所述相对纵向距离；根据所述测试车的速度、加速度和所述背景车的速度计算出所述安全距离。
在本发明的一实施例中通过下列公式计算所述安全距离：
Figure BDA0003720364110000021
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离。
在本发明的一实施例中，根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性的步骤包括：取驾驶员对报警的反应时间为第一值对应的安全距离作为所述安全距离的最晚报警距离；取驾驶员对报警的反应时间为第二值对应的安全距离作为所述安全距离的最早报警距离，其中所述第二值大于所述第一值；验证所述相对纵向距离是否在所述最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的。
在本发明的一实施例中，还包括：网络差分设备，用于为所述第一惯性导航设备和所述第二惯性导航设备提供差分信号以提高所述第一行驶数据和所述第二行驶数据的精度。
在本发明的一实施例中，还包括：第一车载单元，位于所述测试车上，用于发送第一基础安全信息以及接收第二基础安全信息，所述第一基础安全信息包括所述测试车的速度、加速度、经纬度和航向角；第二车载单元，位于所述背景车上，用于发送所述第二基础安全信息，所述第二基础安全信息包括所述背景车的速度、加速度、经纬度和航向角；其中所述第一车载单元和所述第二车载单元通过车车通信技术(V2V)通信。
在本发明的一实施例中，所述第一车载单元与所述数据采集设备连接，所述数据采集设备还用于采集所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息并将所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息发送给所述数据分析模块；所述数据分析模块还用于根据所述第一行驶数据和所述第二行驶数据验证所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息的准确性。
在本发明的一实施例中，所述测试车的碰撞预警信号由所述测试车的前方碰撞预警系统触发。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于验证前向碰撞预警的测试方法，包括：通过第一惯性导航设备采集测试车的第一行驶数据，通过第二惯性导航设备采集背景车的第二行驶数据；采集所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述测试车的碰撞预警信号；根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述测试车的碰撞预警信号碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离；以及根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性。
在本发明的一实施例中，所述第一行驶数据和/或所述第二行驶数据包括速度、加速度、经纬度、航向角。
在本发明的一实施例中，根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述测试车的碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离的步骤包括：根据所述测试车的碰撞预警信号获取产生所述碰撞预警信号的预警时刻；根据所述预警时刻从所述第一行驶数据和所述第二行驶数据中获取到所述预警时刻对应的测试车的经纬度、速度和加速度以及背景车的经纬度和速度；根据所述测试车的经纬度和所述背景车的经纬度计算出所述相对纵向距离；根据所述测试车的速度、加速度和所述背景车的速度计算出所述安全距离。
在本发明的一实施例中，通过下列公式计算所述安全距离：
Figure BDA0003720364110000041
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离。
在本发明的一实施例中，根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性的步骤包括：取驾驶员对报警的反应时间为第一值对应的安全距离作为所述安全距离的最晚报警距离；取驾驶员对报警的反应时间为第二值对应的安全距离作为所述安全距离的最早报警距离，其中所述第二值大于所述第一值；验证所述相对纵向距离是否在所述最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的。
在本发明的一实施例中，还包括：采集第一基础安全信息和第二基础安全信息，其中所述第一基础安全信息由所述测试车的第一车载单元提供，所述第二基础安全信息由所述背景车的第二车载单元提供，所述第一车载单元和所述第二车载单元通过车车通信技术(V2V)通信；根据所述第一行驶数据和所述第二行驶数据验证所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息的准确性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的用于验证前向碰撞预警的测试系统通过分别在测试车和背景车上安装惯性导航设备，采集各自的准确行驶数据，以及将行驶数据发送给数据分析模块，数据分析模块根据设计的安全距离模型判断预警时机的合理性，整个测试系统准确性高，可以客观科学的验证前方碰撞预警系统触发预警时机的合理性与正确性；数据分析模块将车载单元采集的数据与惯性导航设备采集到的数据进行对比，可以验证基于车车通信技术通信的车载单元发出的数据的准确性。
附图说明
附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1是本发明一实施例的用于验证前向碰撞预警的测试系统的系统框图；
图2A是本发明一实施例的测试场景；
图2B是图2A场景的测试车和背景车的安全距离的示意图；
图3A是本发明一实施例的另一测试场景；
图3B是图3A场景的测试车和背景车的安全距离的示意图；
图4是本发明一实施例的用于验证前向碰撞预警的测试方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是本发明一实施例的用于验证前向碰撞预警的测试系统的系统框图。用于验证前向碰撞预警的测试系统100用于验证测试车在背景车后方同向行驶时，测试车发出碰撞预警时机是否合理。如图1所示，用于验证前向碰撞预警的测试系统100包括：第一惯性导航设备111、第二惯性导航设备121、预警信号采集设备131、数据采集设备141和数据分析模块151。第一惯性导航设备111安装在测试车10上，用来采集测试车10的第一行驶数据。在一些实施例中，第一行驶数据包括但不限于是速度、加速度、经纬度和航向角。第二惯性导航设备121安装在背景车20上，用来采集背景车20的第二行驶数据。在一些实施例中，第二行驶数据包括但不限于是速度、加速度、经纬度和航向角。第一惯性导航设备111包括第一通信单元(Base)(未示出)，第二惯性导航设备121包括第二通信单元(Client)(未示出)，第一通信单元与第二通信单元之间相互通信，换而言之，第一惯性导航设备111与第二惯性导航设备121之间相互通信。
在一些实施例中，第一惯性导航设备111包括第一通信单元(Base)和第一数据处理模块(Hunter)，第二惯性导航设备121包括第二通信单元(Client)和第二数据处理模块(Target)。第二通信单元将第二行驶数据发送给第一通信单元，第一通信单元接收第二行驶数据并将第二行驶数据传输到第一数据处理模块，第一数据处理模根据第一行驶数据和第二行驶数据可以计算出测试车与背景车之间的相对纵向距离、速度差等信息。
在一些实施例中，如图1所示，用于验证前向碰撞预警的测试系统100还包括网络差分设备161。网络差分设备161用于为第一惯性导航设备111和第二惯性导航设备121提供实时动态定位差分信号(Real-time kinematic，RTK)，使惯性导航设备的定位精度可以达到2cm的误差，以提高第一行驶数据和第二行驶数据的精度。
继续参考图1所示，数据采集设备141与第一惯性导航设备111连接，用于采集第一行驶数据、第二行驶数据。在一些实施例中，数据采集设备还用于将采集的第一行驶数据、第二行驶数据通过内置的惯导数据解析软件解析出测试车和背景车的速度、加速度、经纬度、航向角等相关数据，以及计算出两车相对横向距离、两车相对纵向距离、两车碰撞时间(Time-To-Collision，TTC)、两车时距等数据。
预警信号采集设备131安装在测试车10上，用于采集测试车10的人机界面(HumanMachine Interface，HMI)的碰撞预警信号。在一些实施例中，碰撞预警信号包括图像预警信号和/或声音预警信号。预警信号采集设备131采集HMI的屏幕上的图像和/或麦克风发出的声音。碰撞预警信号由测试车10的前方碰撞预警系统触发。具体地，测试车10的前方碰撞预警系统根据获取到的测试车10和背景车20的速度、加速度、经纬度等数据，通过内置的防碰撞预警算法计算与背景车20的位置关系，判断是否预警。如需预警，则通过整车CAN总线以报文方式发送碰撞预警信号到电子控制器单元(Electronic Control Unit，ECU)，ECU发送碰撞预警信号到HMI，提醒驾驶员前方即将碰撞，请采取制动措施。
数据分析模块151与数据采集设备141和预警信号采集设备131连接。数据分析模块151用于根据第一行驶数据、第二行驶数据和碰撞预警信号计算出测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离，以及根据相对纵向距离和安全距离验证预警时机的合理性。在一些实施例中，数据分析模块根据第一行驶数据、第二行驶数据和碰撞预警信号计算出测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离的步骤包括：
首先，根据测试车的碰撞预警信号获取产生碰撞预警信号的预警时刻，具体地，获取预警信号采集设备采集到的碰撞预警信号的时间戳，该时间戳即为碰撞预警信号的预警时刻。
然后，根据预警时刻从第一行驶数据和第二行驶数据中获取到在预警时刻下测试车的经纬度、速度和加速度以及背景车的经纬度和速度。
接着，根据测试车的经纬度和背景车的经纬度计算出相对纵向距离。
最后，根据测试车的速度、加速度和背景车的速度计算出安全距离。
以下选取了两种测试场景，来说明安全距离的计算方法。
图2A是本发明一实施例的测试场景。在本场景中，背景车20为静止状态，即背景车的速度为0。背景车20和测试车10在同一车道内，背景车20停在测试车10的前方，测试车10匀速驶向背景车20。
图2B是图2A场景的测试车和背景车的安全距离的示意图。如图2B所示，测试车10和背景车20之间的安全距离包括自由行驶距离S1和测试车刹车距离S2。其中自由行驶距离S1＝VSV*T，VSV是测试车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间。测试车刹车距离
Figure BDA0003720364110000091
VSV是测试车的速度，a1是测试车的加速度。
在一些实施例中，通过下列公式计算安全距离：
Figure BDA0003720364110000092
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离，M的值可以为两车相对车速乘以0.5。
驾驶员的反应时间经过大量的资料搜集，大部分驾驶员的反应时间在1.2s～2s之间。在本实施中，取驾驶员对报警的反应时间为1.2s对应的安全距离作为安全距离的最晚报警距离；取驾驶员对报警的反应时间为2s对应的安全距离作为安全距离的最早报警距离。验证预警时刻两车的相对纵向距离是否在最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的，否则，预警时机是不合理的。
图3A是本发明一实施例的另一测试场景。在本场景中，背景车20低速向前行驶，背景车20和测试车10在同一车道内，测试车10匀速驶向背景车20。
图3B是图3A场景的测试车和背景车的安全距离的示意图。如图3B所示，测试车和背景车之间的安全距离包括自由行驶距离S3、测试车刹车距离S4和背景车行驶距离S5。其中自由行驶距离S3＝VSV*T，VSV是测试车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间。测试车刹车距离
Figure BDA0003720364110000101
VSV是测试车的速度，a1是测试车的加速度。背景车行驶距离S5＝VTV*T，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间。
在一些实施例中，通过下列公式计算安全距离：
Figure BDA0003720364110000102
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离，M的值可以为两车相对车速乘以0.5。
在本实施中，取驾驶员对报警的反应时间为1.2s对应的安全距离作为安全距离的最晚报警距离；取驾驶员对报警的反应时间为2s对应的安全距离作为安全距离的最早报警距离。验证预警时刻两车的相对纵向距离是否在最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的，否则，预警时机是不合理的。
如图1所示，用于验证前向碰撞预警的测试系统100还包括：第一车载单元112和第二车载单元122。其中第一车载单元112和第二车载单元122通过车车通信技术(V2V)通信。第一车载单元112位于测试车10上，第一车载单元112不断往外发送第一基础安全信息，第一基础安全信息包含测试车的速度、经纬度、航向角、方向盘转角、制动踏板信号、转向灯信号等。第二车载单元122位于背景车20上。第二车载单元122不断往外发送第二基础安全信息，第二基础安全信息包含背景车的速度、经纬度、航向角、方向盘转角、制动踏板信号、转向灯信号等。第一车载单元112接收第二基础安全信息，此时，第一车载单元112中同时包括第一基础安全信息和第二基础安全信息。
第一车载单元112与数据采集设备141连接，数据采集设备141还用于采集第一基础安全信息和第二基础安全信息并将第一基础安全信息和第二基础安全信息发送给数据分析模块151。在一些实施例中，数据采集设备141还用于通过内置的基础安全信息解析软件对第一基础安全信息和第二基础安全信息进行解析，分别获取测试车和背景车的经速度、经纬度、航向角等相关数据。数据分析模块151还用于根据第一行驶数据和第二行驶数据验证第一基础安全信息和第二基础安全信息的准确性。由于第一行驶数据和第二行驶数据是通过惯性导航设备采集的，惯性导航设备具有不依赖外部信号自主导航的特点，因此采集的第一行驶数据和第二行驶数据都是高精度的。数据分析模块151将第一行驶数据和第二行驶数据解析出的测试车和背景车的经速度、经纬度、航向角等相关数据与第一基础安全信息和第二基础安全信息解析出的测试车和背景车的经速度、经纬度、航向角等相关数据进行对比，验证第一车载单元发出的第一基础安全信息和第二基础安全信息是否准确。
本发明的用于验证前向碰撞预警的测试系统通过分别在测试车和背景车上安装惯性导航设备，采集各自的准确行驶数据，以及将行驶数据发送给数据分析模块，数据分析模块根据设计的安全距离模型判断预警时机的合理性，整个测试系统准确性高，可以客观科学的验证前方碰撞预警系统触发预警时机的合理性与正确性；数据分析模块将车载单元采集的数据与惯性导航设备采集到的数据进行对比，可以验证基于车车通信技术通信的车载单元发出的数据的准确性。
本发明还提供一种用于验证前向碰撞预警的测试方法。该测试方法可以通过前述的用于验证前向碰撞预警的测试系统100实现，也可以通过其他系统实现。因此，关于用于验证前向碰撞预警的测试系统100的详细说明皆可以用于测试方法的说明，在此不再赘述。
图4是本发明一实施例的用于验证前向碰撞预警的测试方法的流程图。如图4所示，用于验证前向碰撞预警的测试方法400包括如下步骤：
步骤S401：通过第一惯性导航设备采集测试车的第一行驶数据，通过第二惯性导航设备采集背景车的第二行驶数据；
步骤S402：采集第一行驶数据、第二行驶数据和测试车的碰撞预警信号，碰撞预警信号由测试车的前方碰撞预警系统触发；
步骤S403：根据第一行驶数据、第二行驶数据和测试车的碰撞预警信号计算出测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离；以及
步骤S404：根据相对纵向距离和安全距离验证预警时机的合理性。
以下将对上述步骤进行详细说明。
在步骤S401中，第一行驶数据和/或第二行驶数据包括速度、加速度、经纬度、航向角。
在步骤S402中，可以通过数据采集设备采集第一行驶数据、第二行驶数据，通过预警信号采集设备测试车的碰撞预警信号。数据采集设备与第一惯性导航设备连接，数据采集设备将采集的第一行驶数据、第二行驶数据通过内置的惯导数据解析软件解析出测试车和背景车的速度、加速度、经纬度、航向角等相关数据。预警信号采集设备与测试车的人机界面连接，当前方碰撞预警系统触发碰撞预警信号，前方碰撞预警系统通过整车CAN总线以报文方式发送碰撞预警信号到ECU，ECU发送碰撞预警信号到人机界面，预警信号采集设备从人机界面采集碰撞预警信号，以采集驾驶员真实接收到碰撞预警的时刻。
在步骤S403中，根据第一行驶数据、第二行驶数据和测试车的碰撞预警信号计算出测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离的步骤包括：
首先，根据测试车的碰撞预警信号获取产生碰撞预警信号的预警时刻。具体地，获取的碰撞预警信号的时间戳，该时间戳即为碰撞预警信号的预警时刻。
然后，根据预警时刻从第一行驶数据和第二行驶数据中获取到预警时刻对应的测试车的经纬度、速度和加速度以及背景车的经纬度和速度。
接着，根据测试车的经纬度和背景车的经纬度计算出相对纵向距离。
根据测试车的速度、加速度和背景车的速度计算出安全距离。在一些实施例中，通过下列公式计算安全距离：
Figure BDA0003720364110000131
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离，M的值可以为两车相对车速乘以0.5。
在步骤S404中，根据相对纵向距离和安全距离验证预警时机的合理性的步骤包括：
取驾驶员对报警的反应时间为第一值对应的安全距离作为安全距离的最晚报警距离。例如，取驾驶员对报警的反应时间为1.2s对应的安全距离作为安全距离的最晚报警距离。
取驾驶员对报警的反应时间为第二值对应的安全距离作为安全距离的最早报警距离，其中第二值大于第一值。例如，取驾驶员对报警的反应时间为2s对应的安全距离作为安全距离的最早报警距离。
最后，验证相对纵向距离是否在最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的。
在一些实施例中，用于验证前向碰撞预警的测试方法还包括：
采集第一基础安全信息和第二基础安全信息，其中第一基础安全信息由测试车的第一车载单元提供，第二基础安全信息由背景车的第二车载单元提供，第一车载单元和第二车载单元通过车车通信技术(V2V)通信。
根据第一行驶数据和第二行驶数据验证第一基础安全信息和第二基础安全信息的准确性。由于第一行驶数据和第二行驶数据是通过惯性导航设备采集的，惯性导航设备具有不依赖外部信号自主导航的特点，因此采集的第一行驶数据和第二行驶数据都是高精度的。通过将第一行驶数据和第二行驶数据解析出的测试车和背景车的速度、经纬度、航向角等相关数据与第一基础安全信息和第二基础安全信息解析出的速度、经纬度、航向角等相关数据进行对比，验证第一车载单元发出的第一基础安全信息和第二基础安全信息是否准确。
本发明的用于验证前向碰撞预警的测试方法通过高精度的第一行驶数据、第二行驶数据以及设计的安全距离模型判断预警时机的合理性，整个测试方法可以客观科学的验证前方碰撞预警系统触发预警时机的合理性与正确性。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种用于验证前向碰撞预警的测试系统，其特征在于，包括：
第一惯性导航设备，安装在测试车上，用来采集所述测试车的第一行驶数据，所述第一惯性导航设备包括第一通信单元；
第二惯性导航设备，安装在背景车上，用来采集所述背景车的第二行驶数据，所述第二惯性导航设备包括第二通信单元，所述第一通信单元与所述第二通信单元通信；
数据采集设备，与所述第一惯性导航设备连接，用于采集所述第一行驶数据、所述第二行驶数据；
预警信号采集设备，安装在所述测试车上，用于采集所述测试车的人机界面的碰撞预警信号；
数据分析模块，与所述数据采集设备和所述预警信号采集设备连接，用于根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离，以及根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性。
2.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述第一行驶数据和/或所述第二行驶数据包括速度、加速度、经纬度和航向角。
3.如权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述数据分析模块根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离的步骤包括：
所述数据分析模块根据所述测试车的碰撞预警信号获取产生所述碰撞预警信号的预警时刻；
根据所述预警时刻从所述第一行驶数据和所述第二行驶数据中获取到在所述预警时刻下测试车的经纬度、速度和加速度以及背景车的经纬度和速度；
根据所述测试车的经纬度和所述背景车的经纬度计算出所述相对纵向距离；
根据所述测试车的速度、加速度和所述背景车的速度计算出所述安全距离。
4.如权利要求3所述的测试系统，其特征在于，通过下列公式计算所述安全距离：
Figure FDA0003720364100000021
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离。
5.如权利要求4所述的测试系统，其特征在于，根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性的步骤包括：
取驾驶员对报警的反应时间为第一值对应的安全距离作为所述安全距离的最晚报警距离；
取驾驶员对报警的反应时间为第二值对应的安全距离作为所述安全距离的最早报警距离，其中所述第二值大于所述第一值；
验证所述相对纵向距离是否在所述最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的。
6.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括：网络差分设备，用于为所述第一惯性导航设备和所述第二惯性导航设备提供差分信号以提高所述第一行驶数据和所述第二行驶数据的精度。
7.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括：
第一车载单元，位于所述测试车上，用于发送第一基础安全信息以及接收第二基础安全信息，所述第一基础安全信息包括所述测试车的速度、加速度、经纬度和航向角；
第二车载单元，位于所述背景车上，用于发送所述第二基础安全信息，所述第二基础安全信息包括所述背景车的速度、加速度、经纬度和航向角；
其中所述第一车载单元和所述第二车载单元通过车车通信技术(V2V)通信。
8.如权利要求7所述的测试系统，其特征在于，所述第一车载单元与所述数据采集设备连接，所述数据采集设备还用于采集所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息并将所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息发送给所述数据分析模块；
所述数据分析模块还用于根据所述第一行驶数据和所述第二行驶数据验证所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息的准确性。
9.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述碰撞预警信号由所述测试车的前方碰撞预警系统触发。
10.一种用于验证前向碰撞预警的测试方法，包括：
通过第一惯性导航设备采集测试车的第一行驶数据，通过第二惯性导航设备采集背景车的第二行驶数据；
采集所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和测试车的人机界面的碰撞预警信号，所述碰撞预警信号由测试车的前方碰撞预警系统触发；
根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离；以及
根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性。
11.如权利要求10所述的测试方法，其特征在于，所述第一行驶数据和/或所述第二行驶数据包括速度、加速度、经纬度、航向角。
12.如权利要求11所述的测试方法，其特征在于，根据所述第一行驶数据、所述第二行驶数据和所述碰撞预警信号计算出所述测试车发出预警时的相对纵向距离和安全距离的步骤包括：
根据所述碰撞预警信号获取显示所述碰撞预警信号的预警时刻；
根据所述预警时刻从所述第一行驶数据和所述第二行驶数据中获取到所述预警时刻对应的测试车的经纬度、速度和加速度以及背景车的经纬度和速度；
根据所述测试车的经纬度和所述背景车的经纬度计算出所述相对纵向距离；
根据所述测试车的速度、加速度和所述背景车的速度计算出所述安全距离。
13.如权利要求12所述的测试方法，其特征在于，通过下列公式计算所述安全距离：
Figure FDA0003720364100000041
其中，D是安全距离，VSV是测试车的速度，VTV是背景车的速度，T是驾驶员对报警的反应时间，a1是测试车的加速度，M是安全冗余距离。
14.如权利要求13所述的测试方法，其特征在于，根据所述相对纵向距离和所述安全距离验证预警时机的合理性的步骤包括：
取驾驶员对报警的反应时间为第一值对应的安全距离作为所述安全距离的最晚报警距离；
取驾驶员对报警的反应时间为第二值对应的安全距离作为所述安全距离的最早报警距离，其中所述第二值大于所述第一值；
验证所述相对纵向距离是否在所述最早报警距离和最晚报警距离的范围内，如果是，则预警时机是合理的。
15.如权利要求10所述的测试方法，其特征在于，还包括：
采集第一基础安全信息和第二基础安全信息，其中所述第一基础安全信息由所述测试车的第一车载单元提供，所述第二基础安全信息由所述背景车的第二车载单元提供，所述第一车载单元和所述第二车载单元通过车车通信技术(V2V)通信；
根据所述第一行驶数据和所述第二行驶数据验证所述第一基础安全信息和所述第二基础安全信息的准确性。
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