CN116859880A - 一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统 - Google Patents

一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统 Download PDF

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苏芮琦
张峻荧
王士焜
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221—Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

本发明公开了一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统，其中，该方法包括步骤：根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；采集所述山区道路的路况信息；通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。本申请通过仿真测试预见性巡航以规划车辆在前方道路行驶最优行驶车速，提高车辆在山区道路行驶的经济性。

Description

一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统
技术领域
本发明涉及自动驾驶仿真测试领域，尤其涉及一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统。
背景技术
随着汽车行业的迅速发展，预见性巡航控制(Predictive Cruise Control，PCC)系统综合道路坡度、曲率和限速信息，自动输出档位和扭矩，实现自车对速度的最优控制，能使营运货车在多坡道和弯道场景下有效降低燃油消耗，同时避免因驾驶员未预见前方视野盲区、疲劳驾驶而造成的车辆失控或刹车不及时，减少交通事故的发生，保证营运货车的行车安全。而预见性巡航测试现一般需要在山区道路实车测试，容易受到天气条件以及交通流的影响，导致测试结果可信度降低。
因此，如何通过仿真测试，提高车辆在山区道路行驶的经济性，是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统，通过仿真测试预见性巡航以规划车辆在前方道路行驶最优行驶车速，提高车辆在山区道路行驶的经济性。
第一方面，本申请提供了一种车辆预见性巡航仿真测试方法，其中该方法包括步骤：
根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；
根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；
采集所述山区道路的路况信息；
通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，对仿真测试场景中山区道路的特征进行坐标和格式转换，得到高精度地图数据，其中特征包括道路中心坐标、道路宽度、坡度和曲率。
结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，对仿真测试场景中测试车辆的位置坐标进行转换，得到测试车辆的经度、纬度和高程数据；
根据所述测试车辆的经度、纬度和高程数据，确定所述测试车位置的卫星信号。
结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头采集所述山区道路的路况信息，其中所述路况信息包括：前方道路坡度、曲率和设施信息，所述设施信息包括：路旁限速标识牌、上坡、下坡、转弯、连续上坡、连续下坡的警示牌。
结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据所述测试车位置的卫星信号，确定车辆在山区道路的位置；
根据所述高精度地图、车辆在山区道路的位置、前方道路坡度、曲率以及设施信息，对测试车辆进行速度规划。
结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据所述高精地图数据，确定前方道路坡度和曲率；
根据测试车位置的卫星信号，确定所述测试车辆在山区道路的位置；
利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头，采集设施信息；
通过所述前方道路坡度、曲率、测试车辆在山区道路的位置和设施信息，对测试车辆进行速度规划。
结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，将规划后的车速数据上传至上位机，并根据测试车辆在不同路段的车速变化，以对测试车辆速度规划进行评价。
第二方面，本申请提供了一种车辆预见性巡航仿真测试系统，该系统包括：
卫星信号模拟器，其用于根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；
虚拟摄像头，其用于采集所述山区道路的路况信息；
实时机柜，其用于通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
结合上述第二方面，作为一种可选的实现方式，所述实时机柜，还用于根据所述高精地图数据，确定前方道路坡度和曲率；
根据测试车位置的卫星信号，确定所述测试车辆在山区道路的位置；
利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头，采集设施信息；
通过所述前方道路坡度、曲率、测试车辆在山区道路的位置和设施信息，对测试车辆进行速度规划。
结合上述第二方面，作为一种可选的实现方式，还包括上位机，其用于根据测试车辆在不同路段的车速变化，以对测试车辆速度规划进行评价。
本申请提供的一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统，其中该方法包括步骤：根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；采集所述山区道路的路况信息；通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。本申请通过仿真测试预见性巡航以规划车辆在前方道路行驶最优行驶车速，提高车辆在山区道路行驶的经济性。
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的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本申请实施例中提供的一种车辆预见性巡航仿真测试方法流程图；
图2为本申请实施例中提供的一种车辆预见性巡航仿真测试系统示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
本申请实施例提供了一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统，通过仿真测试预见性巡航以规划车辆在前方道路行驶最优行驶车速，提高车辆在山区道路行驶的经济性。
为达到上述技术效果，本申请的总思路如下：
一种车辆预见性巡航仿真测试方法，该方法包括步骤：
S101：根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图。
S102：根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号。
S103：采集所述山区道路的路况信息。
S104：通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
参照图1，图1所示为本发明提供的一种车辆预见性巡航仿真测试方法流程图，如图1所示，该方法包括步骤：
步骤S101:根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图。
具体而言，根据测试需求搭建仿真测试场景，其中仿真测试场景包括山区道路，山区道路上设有测试车辆以及安装在测试车辆上的虚拟摄像头，可以理解的是，仿真测试场景中包含设置的山区道路、测试车辆和虚拟摄像头。
利用卫星信号模拟器将仿真测试场景中的山区道路的特征进行坐标和格式转化为高精度地图，其中特征包括道路中心坐标、道路宽度、坡度和曲率。
需要说明的是，山区道路坐标可在道路搭建的时候获取，该坐标为平面三维坐标(x,y,z)。
可以理解的是，山区道路仿真场景搭建的时候就有道路特征(道路中心坐标、道路宽度、坡度、曲率等)经过坐标转换和格式转换可得到高精度地图。
可选的，利用卫星信号模拟器将转换的高精度地图生成卫星信号，以供预见性巡航系统使用。
步骤S102:根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号。
具体而言，利用卫星信号模拟器对仿真测试场景中测试车辆的位置坐标进行转换，得到测试车辆的经度、纬度和高程数据，根据测试车辆的经度、纬度和高程数据，确定测试车位置的卫星信号。
需要说明的是，本车位置坐标转化成经纬度和高程数据提供给卫星信号模拟器，卫星信号模拟器生成对应的卫星导航电文，被测系统中卫星定位系统接收卫星导航电文进行位置解算，解算出经纬高数据。
一实施例中，仿真场景中本车位置坐标转化成经纬高数据提供给卫星信号模拟器用以生成本车位置信息的卫星信号，根据本车位置信息的卫星信号，确定本车位于山区道路的位置。
可以理解的是，将本车位置信息的卫星信号提供给预见性巡航系统的卫星定位系统中，用以确定本车位于山区道路的位置。
步骤S103:采集所述山区道路的路况信息。
具体而言，利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头采集所述山区道路的路况信息，其中所述路况信息包括：前方道路坡度、曲率和设施信息，所述设施信息包括：路旁限速标识牌、上坡、下坡、转弯、连续上坡、连续下坡的警示牌。
可以理解的是，虚拟摄像头可以提供的前方道路坡度、曲率和设施信息。
步骤S104:通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
具体而言，利用卫星信号模拟器将仿真场景中的山区道路坐标进行转换，得到高精度地图，利用卫星信号模拟器将仿真场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号，利用测试车辆的位置信号，得到车辆在山区所在的位置，利用摄像头采集前方道路坡度、曲率以及设施信息，通过高精度地图、车辆在山区道路的位置、前方道路坡度、曲率以及设施信息，对测试车辆进行速度规划。
可选的，根据所述高精地图数据，确定前方道路坡度和曲率；根据测试车位置的卫星信号，确定所述测试车辆在山区道路的位置；利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头，采集设施信息；通过所述前方道路坡度、曲率、测试车辆在山区道路的位置和设施信息，对测试车辆进行预见性巡航速度规划。
需要说明的是，预见性巡航(PCC)系统是一种根据前方道路信息协调控制发动机与变速箱，最终控制速度变化的高级巡航系统，能有效的缓解驾驶疲劳和节油控制。
预见性巡航(PCC)系统其技术特点主要为根据GPS定位车辆位置，同时ADAS地图会为车辆提供前方道路包括坡度在内的实时地图信息。然后PCC将当前关于卡车精确定位的卫星定位信息与地图连接起来，通过计算得出一个“电子视野”模型，然后让卡车的驾驶风格来自动适应这个模型，系统会自动控制发动机和变速箱的匹配，根据驾驶员设置的车速、前方道路坡度信息，动态调整车速，从而优化发动机效率、变速箱挡位控制，避免不必要的能量损失，从而达到节油减排的效果。
可选的，待测预见性巡航系统将规划后的车辆控制信息(加速、转向、制动)传输给虚拟仿真场景中测试本车来进行行驶。
一实施例中，将规划后的车速数据上传至上位机，并根据测试车辆在不同路段的车速变化，以对测试车辆速度规划进行评价。可以理解的是，待测预见性巡航系统将规划后的车速数据通过硬件在环实时机柜上传至上位机用以评价预见性巡航系统在山区道路上的速度规划效果。评价方法是：在同一段山区道路上行驶，预见性巡航介入与否本车在不同路段的车速变化。其中，通过域控制器可以控制和读取预见性巡航是否开启。
参照图2，图2所示为本发明提供的一种车辆预见性巡航仿真测试系统示意图，如图2所示，该系统包括：
卫星信号模拟器：其用于根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号。
虚拟摄像头：其用于采集所述山区道路的路况信息。
实时机柜：其用于通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
进一步地，一种可能的实施方式中，卫星信号模拟器，还用于对仿真测试场景中山区道路的特征进行坐标和格式转换，得到高精度地图数据，其中特征包括道路中心坐标、道路宽度、坡度和曲率。
进一步地，一种可能的实施方式中，卫星信号模拟器，还用于对仿真测试场景中测试车辆的位置坐标进行转换，得到测试车辆的经度、纬度和高程数据；
根据所述测试车辆的经度、纬度和高程数据，确定所述测试车位置的卫星信号。
进一步地，一种可能的实施方式中，虚拟摄像头，还用于采集所述山区道路的路况信息，其中所述路况信息包括：前方道路坡度、曲率和设施信息，所述设施信息包括：路旁限速标识牌、上坡、下坡、转弯、连续上坡、连续下坡的警示牌。
进一步地，一种可能的实施方式中，实时机柜，还用于根据所述测试车位置的卫星信号，确定车辆在山区道路的位置；
根据所述高精度地图、车辆在山区道路的位置、前方道路坡度、曲率以及设施信息，对测试车辆进行速度规划。
进一步地，一种可能的实施方式中，实时机柜，还用于根据所述高精地图数据，确定前方道路坡度和曲率；
根据测试车位置的卫星信号，确定所述测试车辆在山区道路的位置；
利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头，采集设施信息；
通过所述前方道路坡度、曲率、测试车辆在山区道路的位置和设施信息，对测试车辆进行速度规划。
进一步地，一种可能的实施方式中，还包括上位机，其用于根据测试车辆在不同路段的车速变化，以对测试车辆速度规划进行评价。
需要说明的是，本发明利用硬件在环仿真测试技术，搭建仿真测试场景(软件)、环实时机柜(硬件)、卫星信号模拟器和上位机(测试系统)等设备搭建预见性巡航仿真测试系统，利用仿真测试场景复现山区道路及道路信息，并且通过卫星信号模拟器提供的高精地图数据、本车位置的卫星信号，加上虚拟传摄像头提供的前方道路坡度、曲率以及设施信息，规划出最优车速用以虚拟仿真场景中本车行驶。
需要说明的是，环仿真测试可以理解为硬件在环仿真测试。硬件在环hardware-in-the-loop，简称HIL。被测控制器、传感器接入测试链路中，形成一个闭合的回路里，这个回路即是控制器接收传感器、被控对象的状态并发出控制指令，然后得到被控对象反馈并再次发出控制指令的过程。以一个系统来说，域控制器、摄像头、卫星定位系统等控制器和传感器接入测试设备中，场景仿真软件模拟现实行车软件。
环实时机柜可以理解为一个硬件在环仿真测试链路中的一个设备。
可以理解的是，仿真测试场景中包括山区道路、虚拟摄像头和测试车辆，实时机柜，包括预见性巡航系统和卫星定位，其中摄像头用以识别前方道路的坡度、曲率并进行处理，同时识别路旁的限速标识牌，并将上述信息传输给预见性巡航系统，预见性巡航系统作为待测样件安装在硬件在环实时机柜中，通过接收卫星信号模拟器提供的高精地图数据、本车位置的卫星信号，加上虚拟传摄像头提供的前方道路坡度、曲率以及设施信息，进行速度规划。
卫星信号模拟机，其用于将仿真场景中的山区道路坐标转换成高精度地图，将测试车辆位置坐标转换成经度纬度和高程，用以确定测试车辆在山区道路的位置。
待测预见性巡航系统将规划后的车速数据通过硬件在环实时机柜上传至上位机用以评价预见性巡航系统在山区道路上的速度规划效果。
综上所述，本申请提供的一种车辆预见性巡航仿真测试方法及系统，其中，该方法包括步骤：根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；采集所述山区道路的路况信息；通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。本申请通过仿真测试预见性巡航以规划车辆在前方道路行驶最优行驶车速，提高车辆在山区道路行驶的经济性。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆预见性巡航仿真测试方法，其特征在于，包括：
根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；
根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；
采集所述山区道路的路况信息；
通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图，包括：
对仿真测试场景中山区道路的特征进行坐标和格式转换，得到高精度地图数据，其中特征包括道路中心坐标、道路宽度、坡度和曲率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号，包括：
对仿真测试场景中测试车辆的位置坐标进行转换，得到测试车辆的经度、纬度和高程数据；
根据所述测试车辆的经度、纬度和高程数据，确定所述测试车位置的卫星信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述山区道路的路况信息，包括：
利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头采集所述山区道路的路况信息，其中所述路况信息包括：前方道路坡度、曲率和设施信息，所述设施信息包括：路旁限速标识牌、上坡、下坡、转弯、连续上坡、连续下坡的警示牌。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，包括：
根据所述测试车位置的卫星信号，确定车辆在山区道路的位置；
根据所述高精度地图、车辆在山区道路的位置、前方道路坡度、曲率以及设施信息，对测试车辆进行速度规划。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述高精地图数据，确定前方道路坡度和曲率；
根据测试车位置的卫星信号，确定所述测试车辆在山区道路的位置；
利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头，采集设施信息；
通过所述前方道路坡度、曲率、测试车辆在山区道路的位置和设施信息，对测试车辆进行速度规划。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对仿真场景中的测试车辆进行速度规划之后，包括：
将规划后的车速数据上传至上位机，并根据测试车辆在不同路段的车速变化，以对测试车辆速度规划进行评价。
8.一种车辆预见性巡航仿真测试系统，其特征在于，包括：
卫星信号模拟器，其用于根据搭建的仿真测试场景中的山区道路坐标，确定高精度地图；根据搭建的仿真测试场景中的测试车辆的位置坐标，确定测试车位置的卫星信号；
虚拟摄像头，其用于采集所述山区道路的路况信息；
实时机柜，其用于通过所述高精度地图、测试车位置的卫星信号以及路况信息，对仿真场景中的测试车辆进行速度规划，以进行预见性巡航仿真测试。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述实时机柜，还用于根据所述高精地图数据，确定前方道路坡度和曲率；的位置；
利用所述测试车辆上安装的虚拟摄像头，采集设施信息；
通过所述前方道路坡度、曲率、测试车辆在山区道路的位置和设施信息，对测试车辆进行速度规划。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：
上位机，其用于根据测试车辆在不同路段的车速变化，以对测试车辆速度规划进行评价。
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