CN116601612A - 用于测试车辆的控制器的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于测试车辆的控制器(20)的方法，其中，所述控制器(20)获得所模拟的至少一个环境传感器的在使用环境传感器模拟的情况下计算出的环境数据和所模拟的车辆的在使用车辆模拟和环境模拟的情况下计算出的运动数据，其中，所述车辆模拟和环境模拟通过计算机程序实现，所述计算机程序在能够编程的计算机装置(102)上实施，其中，计算出的运动数据经由所模拟的车辆数据总线(106)传输给所述控制器(20)，其中，计算出的环境数据在使用传感器测试单元(104)的情况下经由与所述车辆数据总线(106)不同的传感器数据连接(110)传输给所述控制器(20)，所述传感器测试单元与所述能够编程的计算机装置(102)连接。为了通过所述控制器(20)实施对环境数据的模拟检测，设置，向所述传感器测试单元(104)发送用于实施测量的指令，向所述计算机装置(102)传输用于辨认所模拟的至少一个环境传感器的位置的说明，计算并且向所述传感器测试单元(104)传输所述车辆环境中的所模拟的对象上的反射点的位置，基于关于所述反射点的计算出的位置的说明确定并且向所述控制器(20)传送计算出的环境数据。本发明的另一方面涉及一种用于测试车辆的控制器(20)的系统(10)，该系统设立用于实施所述方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测试车辆的控制器的方法，其中，控制器获得所模拟的至少一个环境传感器的在使用环境传感器模拟的情况下计算出的环境数据和所模拟的车辆的在使用车辆模拟和环境模拟的情况下计算出的运动数据，其中，车辆模拟和环境模拟通过计算机程序实现，计算机程序在能够编程的计算机装置上实施，其中，计算出的运动数据经由所模拟的车辆数据总线传输给控制器，其中，计算出的环境数据在使用传感器测试单元的情况下经由与车辆数据总线不同的传感器数据连接传输给控制器，传感器测试单元与能够编程的计算机装置连接。本发明的另一方面涉及一种用于测试车辆的控制器的系统，该系统设立用于实施所述方法。
背景技术
现代车辆具有多个辅助系统，例如泊车助手和紧急制动助手，以便在实施驾驶机动动作时支持驾驶员。对于所述辅助系统的功能，辅助系统依赖于环境数据，所述环境数据经由布置在车辆上的环境传感器获得，例如超声波传感器、雷达传感器、激光雷达传感器和光学摄像机。在此，用于实施辅助系统的控制器的开发是复杂的过程，并且通常需要对用于新车辆的控制器进行调谐。
在开发新车辆和安装在车辆中的系统时，通常使用模拟。这例如允许，在环境传感器安装到新车辆中之前测试环境传感器的功能。同样地，可以测试控制器对由环境传感器所提供的环境数据的反应。
DE 10 2013 212 710 A1描述一种模拟器和一种用于模拟传感器测量的方法。模拟器包括传感器模块，该传感器模块描述传感器的硬件和/或物理特性。此外，设置有环境模型和车辆模型，所述环境模型和车辆模型用于执行虚拟测量。在通过硬件技术实现的情况下，所使用的计算单元可以构造为车辆的控制计算器。
DE 103 14 129A1描述一种用于模拟传感器的探测区域的方法和计算机程序。通过模拟回波的振幅值和接收时间点来求取传感器的、尤其是超声波传感器的探测区域，如果标准体位于在具有已知的方向特征的传感器的辐射源的辐射区域中的不同位置上并且在那里被该辐射源照射，则传感器的接收器在固定预给定的安装位置上会将所述回波接收为辐射在标准体上的反射。在此，在考虑辐射的传播速度以及标准体、接收器和辐射源相对于彼此的相应的位置之间的间距和角度关系的情况下，执行所述模拟。接下来确定，对于所述位置中的哪些位置而言，标准体的回波的相应的振幅值大于定义的阈值，其中，这些位置在空间中的分布代表传感器的探测区域。
US 2018/0060725 A1描述一种用于模拟例如虚拟超声波传感器的传感器反射的方法和测试台。该测试台包括硬件以及软件，该硬件实现并且提供用于车辆的机械特性的数学模型，该软件与硬件耦合并且包括用于处理从虚拟车辆环境获得的反射的测试算法。
在测试控制器对从所模拟的环境传感器获得的环境数据的反应时，一方面需要借助环境中的所有对象对所模拟的车辆的环境进行模拟。如果在此应当检查控制器的复杂的系统的功能，例如泊车助手或者紧急制动助手，则在此需要尤其还考虑所模拟的车辆相对于所模拟的对象的相对运动。
已知的用于模拟环境传感器的功能的方法具有如下问题：在对环境和车辆的运动的模拟与对所模拟的环境数据的计算之间可能出现时间错位，由此可能妨碍借助模拟测试的控制器的反应。例如，在不实现运动数据与环境数据之间的同步的情况下，控制器不能够创建关于车辆的环境中的对象的可靠地图。
发明内容
提出一种用于测试车辆的控制器的方法，其中，控制器获得所模拟的至少一个环境传感器的在使用环境传感器模拟的情况下计算出的环境数据和所模拟的车辆的在使用车辆模拟和环境模拟的情况下计算出的运动数据，其中，车辆模拟和环境模拟通过计算机程序实现，计算机程序在能够编程的计算机装置上实施，其中，计算出的运动数据经由所模拟的车辆数据总线传输给控制器，其中，计算出的环境数据在使用传感器测试单元的情况下经由与车辆数据总线不同的传感器数据连接传输给控制器，传感器测试单元与能够编程的计算机装置连接。
此外提出，为了通过控制器实施对环境数据的模拟检测，在第一步骤a)中，通过控制器向传感器测试单元发送指令，用于在使用通过环境传感器模拟所模拟的至少一个环境传感器的情况下实施测量。
在随后的步骤b)中，通过传感器测试单元向计算机装置传输用于辨认所模拟的至少一个环境传感器的位置的说明。
随后，在步骤c)中，通过计算机装置计算车辆环境中的所模拟的对象上的反射点的位置，并且向传感器测试单元传输关于反射点的计算出的位置的说明。
在随后的步骤d)中，基于关于反射点的计算出的位置的说明，通过传感器测试单元确定计算出的环境数据。
随后，传感器测试单元在步骤e)中向控制器传送关于反射点的所获得的位置的计算出的环境数据。
控制器例如可以是用于实现车辆的功能的控制器，该功能基于环境数据的获得做出决策。该功能尤其可以是车辆的辅助系统或者自动化驾驶功能。例如，控制器可以实现泊车助手或者紧急制动助手。
为了准备对控制器的功能或在控制器中实现的功能的测试，设置，计算机装置和传感器测试单元获得关于所模拟的车辆和所模拟的至少一个环境传感器的说明。在此，这些说明优选包括关于至少一个环境传感器的物理特性的说明、关于至少一个环境传感器在车辆上的布置的说明、关于车辆的驾驶特性的说明和这些说明中的多个说明的组合。在此，尤其可以设置，定义所模拟的多个环境传感器。
另外，为了设立车辆模拟和环境模拟，优选为所模拟的车辆定义所模拟的环境。在此，尤其定义所模拟的对象。在此，所模拟的对象可以尤其通过关于其形状、对象类型、尺寸、定向和在所模拟的环境中的位置的参数和这些参数中的多个参数的组合来定义。例如，对于辅助系统的测试，可以通过定义如下参数来定义多个柱子：柱形形状、预给定的高度、预给定的直径和预给定的位置。
如果所模拟的车辆包括多于一个的所模拟的环境传感器，则优选的是，在步骤a)中连同用于实施测量的指令一起传送如下说明：所述说明使传感器测试单元能够辨认相应的环境传感器，由该环境传感器请求所模拟的测量。如果每个单个的环境传感器可以经由自己的线缆连接与控制器通信，则也可以省去这样的说明。
所模拟的至少一个环境传感器可以相应于真实存在的环境传感器，或者可以基于处在开发中的环境传感器的设计。优选地，所模拟的至少一个环境传感器可以是基于脉冲回波原理的环境传感器。相应地，通过环境传感器发出信号用于测量，接下来，接收该信号的回波，所述回波是在环境中的对象上反射的。如果回波在此由发出原始信号的同一环境传感器接收，则该回波被称为直接回波。如果回波由另一环境传感器接收，则该回波被称为交叉回波。相应地可以设置，用于实施测量的指令涉及唯一的所模拟的环境传感器或者涉及所模拟的环境传感器中的两个或者更多个环境传感器。相应地，优选的是，在步骤a)中，请求对交叉回波进行测量，在步骤b)中，传输关于进行发送的环境传感器的位置的说明和关于进行接收的环境传感器的位置的说明。
在该方法的步骤b)中，传感器测试单元向计算机装置传输用于辨认参与测量的所模拟的一个或者多个环境传感器的位置的说明。多个环境传感器可以例如在实施测量时参与，在该测量中，应当接收交叉回波。用于辨认至少一个环境传感器的位置的说明可以作为坐标被移交，所述坐标描述相应的环境传感器在车辆模拟和环境模拟中的位置。但是，如果计算机装置具有例如关于如下内容的说明：哪个所模拟的环境传感器在所模拟的车辆上布置在哪个部位上，则这种类型的说明也可以例如以明确唯一的辨认号码的形式传输。也能够考虑，传输关于所模拟的车辆的参考点的相对位置作为用于辨认位置的说明。
在该方法的步骤c)中，计算机装置基于车辆模拟和环境模拟执行如下计算：所模拟的对象中的哪些对象反射所模拟的至少一个环境传感器的信号的回波，并且该计算机装置确定在所模拟的对象上的反射点的位姿。
在确定反射点的位姿时，车辆模拟和环境模拟尤其考虑所模拟的对象相对于所模拟的车辆的相对位置，在所模拟的车辆和/或所模拟的对象中的一个对象自行运动时，该相对位置连续地发生变化。换言之，计算机装置通过实施车辆模拟和环境模拟来确定如下模型的几何：该模型在所模拟的环境中代表所模拟的车辆。在此，为了确定反射点的位姿，可以例如检查从所模拟的环境传感器的位置出发的射束与所模拟的对象的表面的交点，该射束在所模拟的环境传感器的主轴线的方向上伸展。然后，所述交点的位置构成反射点的位置。另外，可以在考虑预给定的规则的情况下计算反射点。例如，已知的是，在将超声波传感器用作环境传感器的情况下，一个对象产生多个回波，其中，一个回波在对象的足点处产生。
优选地，连续地通过计算机装置实施车辆模拟和环境模拟。在此设置，有规律地向控制器传输所模拟的车辆的计算出的运动数据，其中，根据步骤c)使反射点的位置的确定与车辆模拟和环境模拟在时间上同步。
计算出的运动数据尤其包括所模拟的车辆传感器的所模拟的数据，所模拟的车辆传感器求取所模拟的车辆的运动。所模拟的车辆传感器尤其包括里程表传感器、转数传感器、偏航率传感器、加速度传感器和这些传感器中的多个传感器的组合。
为了计算出的运动数据与计算出的环境数据之间的时间同步，经由同一车辆模拟和环境模拟获得运动数据的计算和反射点的计算，在所述运动数据和反射点的基础上确定环境数据。另外设置，将在传输运动数据和环境数据时的时间延迟构型得尽可能小，所述运动数据和环境数据经由不同路径到达所述控制器。
优选地，在步骤d)中，在考虑相应的所模拟的环境传感器的可视区域(也被称为视场，field-of-view)的情况下和/或在考虑在车辆上的预定的(beabsichtigten)安装位置的情况下，确定计算出的环境数据。
环境传感器的可视区域一方面通过传感器的相应的构型和技术确定。另一方面，相应的环境传感器的安装位置显著地影响该环境传感器的可视区域。例如，基于超声波的环境传感器通常集成到车辆的保险杠中，其中，保险杠的成型、材料选择和紧固可以影响环境传感器的可视区域。为了在车辆的设计过程中在早期就已经可以测试控制器对这样布置的传感器的环境数据的反应，在确定计算出的环境数据时考虑通过环境传感器的所规划的布置产生的可视区域。
为了考虑安装位置和在安装位置处的环境，优选的是，执行对所发出的信号的传播行为和接收到的回波的传播行为的模拟，其中，为此优选使用3D模型。例如在将环境传感器安装到保险杠中的情况下，可以使用该保险杠的3D模型以及可能可以使用该保险杠在车辆上的环境的3D模型。然后，因此可以在必要时也考虑另外的因素的影响，例如在车辆的号牌上、在车辆的散热器格栅上和/或在地面上的信号反射。除此之外，该模拟优选考虑信号和回声的相应的传播特性，所述传播特性尤其也可以与信号的频率有关。
在具体计算通过所模拟的传感器获得的环境数据的情况下，首先计算所模拟的回波，其中，除了反射点的位姿之外，尤其是可视区域也纳入到该计算中。如果获得多个反射点，则优选的是，附加地考虑由此产生的多个回波之间的干涉。
在计算所模拟的回波之后，优选设置，实施与相应的真实传感器也会为相应的回波所遍历的信号处理相同的信号处理，以便获得计算出的环境数据。
为了确定计算出的传感器数据，在第一实施变型i)中，可以事先计算计算出的环境数据，并且将其保存在传感器测试单元的存储器中，其中，将具有预给定的步距的网格用于所模拟的车辆的和所模拟的对象的位置参数。
因此，以确定的预给定的步距为参数已经事先确定计算出的环境数据并且将其保存在传感器测试单元的存储器中，所述参数例如是所模拟的环境传感器与所模拟的对象之间的相对间距和相对于所模拟的对象的方向。然后，如果传感器测试单元获得反射点的计算出的位置，则从事先计算出的环境数据的集合中确定如下数据集：该数据集的参数与相应的反射点的参数具有最小的偏差。
该方法的该变型允许使用复杂的模型来确定计算出的环境数据。由于事先计算出环境数据，在转发给控制器时有利地出现特别小的延迟。
在第二实施变型ii)中，在获得关于计算出的位置的说明之后，通过传感器测试单元的计算单元对计算出的环境数据进行计算。
由于为了由车辆模拟和环境模拟确定计算出的环境数据只需要关于反射点的位姿的一般的几何说明，因此，在计算机装置与传感器测试单元之间交换的数据量非常小，这能够实现迅速的传输。另外，这些数据不允许推断出所模拟的环境传感器的内部功能，使得也不需要加密保护，该加密保护可能使数据的传送延迟。
在步骤e)中，向控制器传输所确定的计算出的环境数据。在此，选择用于控制器与传感器测试单元之间的通信的通信协议，该通信协议优选与通过传感器测试单元所模拟的至少一个环境传感器的真实样本会使用的协议相同。另外，优选以加密的方式来保护该通信。
优选地，所模拟的至少一个环境传感器是超声波传感器。但是，所提出的方法也可以应用到其他类型的传感器上，例如激光雷达传感器或者雷达传感器。
对于所模拟的至少一个环境传感器是超声波传感器的情况而言，计算出的环境数据优选包括所模拟的环境传感器、相应的反射点之间的距离以及描述接收到的超声回波的质量的至少一个属性。
用于描述接收到的超声回波的质量的属性的例子包括：振幅、背景噪声、R值及其组合。
超声回波的“R值”描述接收到的回波的形状与原始发出的信号的形状相一致的程度。例如，最佳滤波器可以用于比较该形状。
优选地，车辆数据总线是CAN总线或者FlexRay。然而，原则上，在车辆中使用的任何传输技术都是适合的。
通过将计算机装置与相应于真正车辆的车辆数据总线的总线系统连接，可以直接在尽可能真实的条件下测试控制器。
如果所测试的控制器设立用于经由车辆数据总线发送用于影响所模拟的车辆的纵向引导和/或横向引导的控制指令，则优选设置，车辆模拟和环境模拟这样设立，使得该车辆模拟和环境模拟对控制指令做出反应并且相应地影响所模拟的车辆的运动。另外，优选地，车辆模拟和环境模拟向控制器提供所谈及的(angesprochenen)车辆系统的相应的反馈。这对于如下控制器的测试尤其是有利的：所述控制器实现干预车辆的运动的功能，例如泊车助手或者紧急制动助手。
本发明的另一方面是，提供一种用于测试车辆的控制器的系统，其中，该系统包括计算机装置，该计算机装置能够经由车辆数据总线与控制器连接，并且该系统包括传感器测试单元，该传感器测试单元与计算机装置连接并且能够经由传感器连接与控制器连接。
该系统设立用于，在与用于车辆的控制器连接时实施这里描述的方法中的一种方法。相应地，在该方法中的一种方法的框架下描述的特征适用于该系统，反过来，在该系统的框架下描述的特征适用于所述方法。
该系统包括计算机装置。该计算机装置优选是能够自由编程的，并且在该方法的框架下实施车辆模拟和环境模拟。计算机装置优选是常见的PC，该PC例如借助Windows、Linux或者MacOS运行系统来运行并且通过实施相应的软件参与所述方法。
传感器测试单元是与计算机装置分开的单元，该单元经由数据连接与计算机装置连接。传感器测试单元可以包括存储器和/或计算单元，用于确定计算出的环境数据。为了实现传感器测试单元的功能，例如可以使用能够编程的微控制器和/或特定于应用的集成电路(ASIC)。
本发明的优点
通过所提出的用于测试控制器的方法或所提出的用于测试控制器的系统，有利地将所执行的模拟的在时间上特别关键的部分(即对计算出的环境数据的确定)转移到专门的硬件、即传感器测试单元上。因此，所设置的计算机装置只需要进行一般的任务并更新车辆模拟和环境模拟。与常见的、作为计算机装置的PC相比，传感器测试单元等专门的单元在在时间上关键的行动中具有确定性行为，由此，一方面减小运动数据与环境数据之间的时间延迟，另一方面可能残留的延迟是均匀的。相反，在常见的计算机装置中，通过这些计算机装置通常并行地实施许多不同任务，其中，各个任务的实施可能以非确定性的方式延迟。
通过借助根据本发明的方法和系统实现的、运动数据与环境数据之间的同步，才可以在所模拟的车辆运动中真实地模拟并因此测试控制器的行为。
另外，通过所提出的方法，可以以加密的方式保护用于由所获得的回波确定环境数据的方法，而在传送给控制器时不发生延迟。这通过下述方式实现：传感器测试单元构成封闭的系统，该系统不允许访问具有事先计算出的环境数据的、事先保存的数据库，或者不允许访问用于计算环境数据的算法。传感器测试单元本身从在计算机装置上实施的车辆模拟和环境模拟仅获得关于反射点的位姿的一般的几何说明，所述说明不允许推断出所模拟的环境传感器的功能。因此，计算机装置与传感器测试单元之间的通信一方面减少为能够快速传输的少量数据。另一方面，不需要加密保护，使得不出现由于加密造成的时间延迟。
然后由传感器测试单元提供的计算出的环境数据经由与真实传感器也会使用的协议相同的协议提供给控制器，使得可以在尽可能真实的条件下测试该控制器。这使得在车辆的设计阶段中在早期已经能够测试环境传感器和控制器的功能。
附图说明
根据附图和下面的描述更详细地阐述本发明的实施方式。
附图示出：
图1示出根据现有技术的用于测试控制器的系统，
图2示出根据本发明的用于测试控制器的系统，
图3示出所模拟的车辆的所模拟的环境的示意性视图，
图4示出根据距离在所模拟的回波的振幅与真实回波的振幅之间的比较，
图5示出根据距离在所模拟的回波的R值与真实回波的R值之间的比较，
图6示出根据距离在通过控制器为所模拟的回波和真实回波进行的显著性分级之间的比较，
图7示出根据距离在通过控制器为所模拟的回波和真实回波进行的对象分类之间的比较，
图8a和8b示出在速度为2.5km/h的情况下根据距离在通过控制器为所模拟的回波和真实回波进行的高度分类之间的比较，
图9a和9b示出在速度为4.5km/h的情况下根据距离在通过控制器为所模拟的回波和真实回波进行的高度分类之间的比较。
具体实施方式
在下面对本发明的实施方式的描述中，相同的或者相似的元件用相同的附图标记表示，其中，在个别情况下省去对这些元件的重复描述。附图仅示意性示出本发明的主题。
在图1中示出根据现有技术的用于测试控制器20的系统10’。系统10’包括计算机装置102和传感器测试单元104，该计算机装置和该传感器测试单元借助数据线缆108彼此连接并且可以交换数据。
传感器测试单元104经由传感器数据连接110与待测试的控制器20连接。此外，控制器20和计算机装置102经由车辆数据总线106连接。
为了模拟控制器20对环境数据的行为，设置，计算机装置102连续地更新车辆模拟和环境模拟，其中，通过控制器20的用于影响所模拟的车辆401的纵向引导和/或横向引导的控制指令来影响该模拟。在图1中，控制指令的发送通过带有附图标记206的箭头来标示。从图3中能够得出通过车辆模拟和环境模拟所代表的状况的示意图。
通过连续实施的车辆模拟和环境模拟来计算运动数据，如借助带有附图标记205的箭头所标示的那样，所述运动数据经由车辆数据总线106传输给控制器20。与此并行地，计算机装置102确定可能的环境传感器数据，所述环境传感器数据能够通过所模拟的环境传感器402(参见图3)来检测并且可能通过控制器20来请求。在此，计算机装置102考虑所有可能的环境数据。这就是说，例如在多个基于超声波的环境传感器402的情况下并且在多个所模拟的对象404的情况下(参见图3)，为每个所模拟的环境传感器402确定所有可能的直接回波和交叉回波，并且确定与此相关的计算出的环境数据。
由于这些计算出的环境数据能够允许推断出在所模拟的环境传感器402中所使用的算法，因此，以加密的形式向传感器测试单元104传送全部计算出的环境数据，如借助带有附图标记201的箭头所标示的那样。现在，传感器测试单元104需要将计算出的环境数据解密并且保存在存储器中。由于大的数据量，经由数据线缆108的传输需要相当长的持续时间，并且由于耗时的加密和解密，出现另外的时间延迟，使得保存在传感器测试单元104的存储器中的计算出的环境数据与经由车辆数据总线106提供给控制器20的计算出的运动数据在时间上不是同步的。如果控制器20现在请求对所模拟的环境传感器402中的一个环境传感器进行测量，这借助带有附图标记202的箭头标示，则如借助箭头203所标示的那样，读出内部存储器并且将在此确定的计算出的环境数据如借助带有附图标记204的箭头所标示的那样传送给控制器20。
由于由控制器20获得的计算出的环境数据与所提供的计算出的运动数据不是同步的，因此，如此测试的控制器20的行为可能与在真实环境中的行为有偏差。
图2示出根据本发明的用于测试控制器20的系统10。系统10包括计算机装置102和传感器测试单元104，该计算机装置和该传感器测试单元借助数据线缆108彼此连接并且可以交换数据。
传感器测试单元104经由传感器数据连接110与待测试的控制器20连接。此外，控制器20和计算机装置102经由车辆数据总线106连接。因此，控制器20在系统10中具有与在真实车辆中相同的连接。
为了模拟控制器20对环境数据的行为，设置，计算机装置102连续地更新车辆模拟和环境模拟，其中，通过控制器20的用于影响所模拟的车辆401的纵向引导和/或横向引导的控制指令来影响该模拟。在图2中，控制指令的发送通过带有附图标记216的箭头来标示。从图3中能够得出通过车辆模拟和环境模拟所代表的状况的示意图。
通过连续实施的车辆模拟和环境模拟来计算运动数据，如借助带有附图标记217的箭头所标示的那样，所述运动数据经由车辆数据总线106传输给控制器20。
如果控制器20现在请求对所模拟的环境传感器402中的一个环境传感器进行测量，则如借助箭头211所标示的那样，向传感器测试单元104发出相应的指令，其中，该指令包含用于辨认一个或多个参与的所模拟的环境传感器402的说明。通过传感器测试单元104向计算机装置102传递这些说明，如借助带有附图标记212的箭头所标示的那样。
计算机装置102现在根据参与的所模拟的环境传感器402的位置和车辆模拟和环境模拟的当前状态确定反射点410、412，并且将关于反射点410、412的位置的说明传输回给传感器测试单元104，如借助箭头213所标示的那样。由于这些关于位置的说明是纯粹的几何说明，因此，这些说明只构成小的数据量并且可以经由数据线缆108迅速地传输。另外，这些说明没有公开关于所模拟的环境传感器402的作用原理的细节，并且因此可以以不加密的方式传输，这进一步加速该传输。
现在，通过传感器测试单元104来确定计算出的环境数据，这在图2中借助带有附图标记214的箭头标示。接下来，向控制器20传送确定的环境数据，如借助带有附图标记215的箭头所示出的那样。
由控制器20获得的计算出的环境数据以最小的时间延迟到达控制器20，并且因此与所获得的计算出的运动数据在时间上同步。这能够实现，在所模拟的车辆401运动时也对控制器20的行为进行测试。
图3示出所模拟的车辆401的所模拟的环境的示意性视图。在图3中所示的状况中，所模拟的车辆401朝向呈圆柱形柱子的形式的所模拟的对象404运动。
所模拟的车辆401具有所模拟的环境传感器402，该环境传感器例如构型为超声波传感器。所模拟的环境传感器402具有可视区域408，在该可视区域内该环境传感器可以识别到所模拟的对象404。所模拟的环境传感器402在保险杠(未示出)的区域中在安装高度h上安装在前部。所模拟的环境传感器402水平地向前定向，使得所模拟的环境传感器402的主轴线406也平行于地面定向。
如果通过所模拟的环境传感器402发出信号，则该环境传感器可以识别到在所模拟的对象404上的反射点410、412上反射的回波。在图3中所示的状况中，所模拟的环境传感器402会获得两个回波，一个回波来自在安装高度h的高度上的第一反射点410，一个回波来自在所模拟的对象404的足点上的第二反射点412。由于从所模拟的环境传感器402到第二反射点412的路段比到第一反射点410的路段长，因此，所模拟的环境传感器402在示出的状况中获得两个连续的回波。
图4示出对于如在图3中示意性示出的状况根据距离在所模拟的回波的振幅与真实回波的振幅之间的比较。在此，具有所模拟的超声波传感器的所模拟的车辆401朝向呈柱子的形式的障碍物运动。
在图4的曲线图中，在Y轴上绘制以任意单位的振幅A，在X轴上绘制以mm为单位的、反射点410、412与所模拟的环境传感器402的距离d。在此，第一曲线301示出用于从对环境数据的真实测量中获得的振幅的平均走向，第二曲线302示出用于基于计算出的环境数据获得的振幅的平均走向。
从图4的示意图中可以得知，计算出的环境数据与真实测量出的环境数据很好地相一致。
图5示出对于如在图3中示意性示出的状况根据距离d在所模拟的回波的R值与真实回波的R值之间的比较。
在图5的曲线图中，在Y轴上绘制以任意单位的R值，在X轴上绘制以mm为单位的、反射点410、412与所模拟的环境传感器402的距离d。在此，第一曲线303示出用于配属于环境数据的真实测量的R值的平均走向，第二曲线304示出用于配属于计算出的环境数据的R值的平均走向。
从图5的示意图中可以再次得知，计算出的环境数据与真实测量出的环境数据很好地相一致。
图6示出对于如在图3中示意性示出的状况根据距离d在通过控制器20为所模拟的回波和真实回波进行的显著性分级之间的比较。
在图6的曲线图中，在Y轴上绘制以任意单位的显著性P，在X轴上绘制以mm为单位的、反射点410、412与所模拟的环境传感器402的距离d。在此，第一曲线305示出用于从环境数据的真实测量中确定的显著性P的平均走向，第二曲线306示出用于基于计算出的环境数据求取的显著性P的平均走向。
显著性P由控制器20确定，并且构成用于如下内容的概率：所获得的环境数据代表实际存在于环境中的对象。
从图6的示意图中可以得知，在使用计算出的环境数据的情况下获得的显著性P与针对真实测量出的环境数据获得的显著性值很好地相一致。
图7示出对于如在图3中示意性示出的状况根据距离d在通过控制器20为所模拟的回波和真实回波进行的对象分类之间的比较。
在图7的曲线图中，在Y轴上标明标记对象类别的ID号码。在此，不同的对象类型，例如柱子、灌木丛、墙壁、路边石棱边和类似物，分别设有不同的ID号码。
在此，第一点307示出基于环境数据的真实测量的对象分类，第二点308示出基于计算出的环境数据求取的显著性的对象分类。
从图7的示意图中可以得知，在使用计算出的环境数据的情况下获得的对象分类与针对真实测量出的环境数据获得的对象分类很好地相一致。
图8a和8b示出在所模拟的车辆401接近柱子时在速度为2.5km/h的情况下根据距离在通过控制器20为所模拟的回波和真实回波进行的高度分类之间的比较。图9a和9b同样示出高度分类，然而针对速度为4.5km/h的情况。图8a、8b、9a、9b分别相对于以mm为单位的距离d示出以任意单位的高度参数H的走向，该走向说明存在高的、不可驶越的对象的概率。在此，图8a和9a分别示出用于真实的环境数据的高度参数的走向，图8b和9b分别示出用于计算出的环境数据的高度参数的走向。在图8a、9a和8b、9b中示出的曲线301、302、303、304、305、306分别是所执行的十次真实测量的平均值或以略微不同的参数实施的十次模拟的平均值。
从图8a和8b中可以得知，在车辆速度为2.5km/h的情况下，自小于大约1500mm的距离起，柱子可靠地分级为高的、不可驶越的对象，其中，用于模拟和测量的曲线301、302、303、304、305、306很好地相一致。由于控制器20为了该分类还访问运动数据，因此，该良好的一致性示出所提出的方法的特别的优点。
从图9a和9b中可以得知，在车辆速度为4.5km/h的情况下，自小于大约300mm的距离起，柱子才可靠地分级为高的、不可驶越的对象。基于所提出的方法的良好特性，尤其是涉及计算出的环境数据和运动数据的时间同步化的良好特性，不仅在真实测量时、还在模拟时，可靠地识别出控制器20的该不期望的行为。因此，所提出的方法适合用于可靠地模拟车辆的控制器20的功能。
本发明不限于在这里描述的实施例和在其中强调的方面。相反地，在通过权利要求给定的范围内能够实现处于本领域技术人员的能力范围内的多种修改。
Claims (10)
1.一种用于测试车辆的控制器(20)的方法，其中，所述控制器(20)获得所模拟的至少一个环境传感器(402)的在使用环境传感器模拟的情况下计算出的环境数据和所模拟的车辆(401)的在使用车辆模拟和环境模拟的情况下计算出的运动数据，其中，所述车辆模拟和环境模拟通过计算机程序实现，所述计算机程序在能够编程的计算机装置(102)上实施，其中，计算出的运动数据经由所模拟的车辆数据总线(106)传输给所述控制器(20)，其中，计算出的环境数据在使用传感器测试单元(104)的情况下经由与所述车辆数据总线(106)不同的传感器数据连接(110)传输给所述控制器(20)，所述传感器测试单元与所述能够编程的计算机装置(102)连接，其特征在于，为了通过所述控制器(20)实施对环境数据的模拟检测，遍历下述步骤：
a)通过所述控制器(20)向所述传感器测试单元(104)发送指令，用于在使用通过所述环境传感器模拟所模拟的至少一个环境传感器(402)的情况下实施测量，
b)通过所述传感器测试单元(104)向所述计算机装置(102)传输用于辨认所模拟的至少一个环境传感器(402)的位置的说明，
c)通过所述计算机装置(102)计算所述车辆环境中的所模拟的对象(404)上的反射点(410，412)的位置，并且向所述传感器测试单元(104)传输关于所述反射点(410，412)的计算出的位置的说明，
d)基于关于所述反射点(410，412)的计算出的位置的说明，通过所述传感器测试单元(104)确定计算出的环境数据，
e)通过所述传感器测试单元(104)向所述控制器(20)传送关于所述反射点(410，412)的所获得的位置的计算出的环境数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述计算机装置(102)连续地实施所述车辆模拟和环境模拟，并且有规律地向所述控制器(20)传输所模拟的车辆(401)的计算出的运动数据，其中，使根据步骤c)对反射点(410，412)的位置的确定与车辆模拟和环境模拟在时间上同步。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，在考虑相应的所模拟的环境数据的可视区域(408)的情况下和/或在考虑在所模拟的车辆(401)上的预定的安装位置的情况下，确定计算出的环境数据，其中，
i)事先计算所述计算出的环境数据，并且将其保存在所述传感器测试单元(104)的存储器中，其中，将具有预给定的步距的网格用于所模拟的车辆(401)的位置参数和所模拟的对象(404)的位置参数，或者
ii)在获得关于计算出的位置的说明之后，通过所述传感器测试单元(104)的计算单元对所述计算出的环境数据进行计算。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，请求对交叉回波进行测量，并且相应地，在步骤b)中，传输关于进行发送的环境传感器的位置的说明和关于进行接收的环境传感器的位置的说明。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所模拟的至少一个环境传感器(402)是超声波传感器、激光雷达传感器或者雷达传感器。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算出的环境数据包括所模拟的环境传感器(402)与相应的反射点(410，412)之间的距离以及描述接收到的超声回波的质量的至少一个属性。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆数据总线(106)是CAN总线或者FlexRay。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，用于所述控制器(20)与所述传感器测试单元(104)之间的通信的通信协议选择得与通过所述传感器测试单元(104)模拟的至少一个环境传感器(402)所使用的协议的通信协议相同，并且以加密的方式保护所述通信。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制器(20)设立用于，经由所述车辆数据总线(106)发送用于影响所模拟的车辆(401)的纵向引导和/或横向引导的控制指令，并且所述车辆模拟和环境模拟设立用于，对所述控制指令做出反应并且相应地影响所模拟的车辆(401)的运动。
10.一种用于测试车辆的控制器(20)的系统(10)，其中，所述系统(10)包括计算机装置(102)，所述计算机装置能够经由车辆数据总线(106)与所述控制器(20)连接，并且所述系统包括传感器测试单元(104)，所述传感器测试单元与所述计算机装置(102)连接并且能够经由传感器连接与所述控制器(20)连接，其特征在于，所述系统(10)在与用于车辆的控制器(20)连接时设立用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法中的一种方法。
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