CN218332314U - 一种基于智能驾驶域控制器hil仿真测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车辆仿真技术领域，具体涉及一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其包括：上位机，与该上位机电性连接的视频仿真模块和/或超声波信号仿真模块和/或毫米波仿真模块和/或高精定位仿真模块和/或激光雷达点云仿真模块和/或视频采集模块；所述上位机适于根据控制信号选取对应的模块以进行仿真，实现了用户测试与验证智能驾驶系统模块逻辑功能和诊断功能测试的要求，并且可基于参数化的车辆模型和场景仿真软件，实时仿真目标车辆各种运行工况与环境，满足对电控单元的功能测试与集成测试。

Description

一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台

技术领域

本实用新型属于车辆仿真技术领域，具体涉及一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台。

背景技术

传统的车辆仿真需要根据项目测试需求，搭建台架进行手动测试，人工成本高，效率低，测试覆盖率低，并且操作复杂。开发域控制器自动化测试平台，能自动检测电子控制器的逻辑功能、总线通讯及诊断是否符合产品设计要求。满足多种控制器兼容性测试需求，能仿真模拟整车状态，自动测试并出局测试结果和报告。

因此，基于上述是技术问题需要设计一种新的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，以解决车辆仿真的统筹控制的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，包括：

上位机，与该上位机电性连接的视频仿真模块和/或超声波信号仿真模块和/或毫米波仿真模块和/或高精定位仿真模块和/或激光雷达点云仿真模块和/或视频采集模块；

所述上位机适于根据控制信号选取对应的模块以进行仿真。

进一步，所述视频仿真模块包括：摄像头视频暗箱仿真单元和摄像头视频注入仿真单元；

所述摄像头视频暗箱仿真单元适于通过显示器播放交通场景图像，并通过车辆的车载摄像头拍摄交通场景图像，以识别交通场景图像中的目标信息；

所述摄像头视频注入仿真单元适于接收上位机发送的交通场景图像，并将交通场景图像发送至车辆的车载摄像头控制器，以识别交通场景图像中的目标信息。

进一步，所述摄像头视频暗箱仿真单元包括：显示器、虚拟摄像头、环境模型和摄像头光学调节模组；

所述虚拟摄像头安装在环境模型中；

所述环境模型适于模拟车辆的行驶环境；

所述摄像头光学调节模组适于根据显示器的尺寸调节虚拟摄像头的视野，以在显示器上显示虚拟摄像头拍摄的交通场景图像。

进一步，所述超声波信号仿真模块包括：超声波雷达模拟器；

所述超声波雷达模拟器适于发射和接收超声波，以通过超声波对自主泊车进行仿真。

进一步，所述毫米波仿真模块包括：毫米波雷达；

通过所述毫米波雷达适于模拟距离、雷达散射截面(RCS)和相对目标速度，以及

通过屏蔽箱和运动转台，进行基于毫米波雷达的目标回波仿真。

进一步，所述高精定位仿真模块包括：GNSS模拟器；

所述GNSS模拟器适于仿真导航定位信息，以对自车定位功能进行仿真测试。

进一步，所述激光雷达点云仿真模块包括：激光雷达模型；

所述激光雷达模型适于输出点云数，以对点云处理算法和逻辑控制算法进行仿真测试。

进一步，所述视频采集模块包括：LVDS采集设备；

所述LVDS采集设备适于采集待测屏幕图像信息，将图像信息上传给上位机进行图像识别，以对车机显示状态进行判断。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过上位机，与该上位机电性连接的视频仿真模块和/或超声波信号仿真模块和/或毫米波仿真模块和/或高精定位仿真模块和/或激光雷达点云仿真模块和/或视频采集模块；所述上位机适于根据控制信号选取对应的模块以进行仿真，实现了用户测试与验证智能驾驶系统模块逻辑功能和诊断功能测试的要求，并且可基于参数化的车辆模型和场景仿真软件，实时仿真目标车辆各种运行工况与环境，满足对电控单元的功能测试与集成测试。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是本实用新型的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台的原理框图；

图2是本实用新型的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台的具体原理框图；

图3是本实用新型的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台的原理框图的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，包括：上位机，与该上位机电性连接的视频仿真模块和/或超声波信号仿真模块和/或毫米波仿真模块和/或高精定位仿真模块和/或激光雷达点云仿真模块和/或视频采集模块；所述上位机适于根据控制信号选取对应的模块以进行仿真，实现了用户测试与验证智能驾驶系统模块逻辑功能和诊断功能测试的要求，并且可基于参数化的车辆模型和场景仿真软件，实时仿真目标车辆各种运行工况与环境，满足对电控单元的功能测试与集成测试；基于上位机对整个平台的各部分功能进行集成管理，用户通过GUI软件界面，可实现对平台功能与数据实现在线配置与监控，并支持自动化测试的实施，并且基于模块化思路搭建，由各可扩展的模块单元共同搭建为测试平台，针对目标车型搭建并设计预留资源，故经配置可满足不同车型的测试需要。该平台可以连接真实车辆，以通过真实车辆的控制器进行数据处理。

在本实施例中，基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，可以是基于NIVeriStand软件平台，实现系统配置管理和测试管理。NI VeriStand是一款基于配置的专业实时测试与仿真软件，无需编程即可创建测试应用，快速将硬件I/O与多种环境下开发的仿真模型相集成，同时可以通过NI LabVIEW及其他软件添加自定义与其他自动化测试功能，在兼具灵活性与开放性的同时，降低系统开发难度，缩短开发时间。VeriStand试验管理软件具有以下功能：实现对系统、硬件、模型进行统一管理和配置功能；硬件配置管理：在VeriStand硬件配置界面中可显示实时仿真机箱和机箱中的板卡，可识别的板卡包括NI-DAQ板卡、反射内存卡、FPGA、I/O板卡、通讯板卡、定时和同步设备等。用户还可增加多个机箱及添加自定义设备，如可编程电源等；仿真模型导入及配置功能：用户可通过VeriStand将Matlab/Simulink模型、AMESim模型下载到实时仿真机中。如果存在多个模型，还可设定模型的运行顺序。导入时只需要选择路径，系统会自动识别模型的所有参数。实现仿真模型与硬件资源的映射、保存及修改功能；通过VeriStand可显示系统中所有源通道和目标通道间的对应关系。用户可通过系统配置映射窗口配置系统映射。VeriStand提供映射(mapping)工具，用户可方便的设置系统通道。用户使用映射工具可以方便地指定仿真模型中的信号与物理I/O接口的通道相连。通过选择Tools-Edit Mapping或点击ConfigureMapping按钮，就可以将模型输出与指定物理通道相连。可为多个模型分别指定运算的CPU，从而更有效的利用CPU资源，提高仿真实时性；可以以拖放方式建立试验监控界面；可以在线实时监控和修改仿真模型中的参数；能够集成CAN、LIN等通讯数据库，支持CAN、LIN、FlexRay总线通信功能。实现故障注入管理功能。可直接在界面上配置硬件系统参数，模拟各种不同驾驶员操作、试验环境和驾驶工况；可编辑和调用测试序列，实现自动化测试；可根据客户需求定制测试报告内容，自动导出测试报告；软件操作便捷，界面可视化；报警功能：用户可设置报警参数，以提醒用户通道中的某个值超限。报警也可触发某个流程工作；流程管理功能：用户可在VeriStand上配置流程，以执行一系列动作。可以在启动时执行流程，或者通过报警或其他流程触发该流程；数据共享网络：用户可增加反射内存网络，实现系统互联。智能驾驶域控制器为被测设备，通过NI VeriStand软件平台快速将硬件I/O与多种环境下开发的仿真模型相集成，同时可以通过NI LabVIEW及其他软件添加自定义与其他自动化测试功能。

在本实施例中，可以在上位机上连接驾驶模拟器或真实车辆，以获取车辆在行驶过程中的踏板以及方向盘转角信号。

在本实施例中，利用该测试平台设备模拟智能驾驶域控制器所需的运行环境，实现在实验室环境下完成对智能驾驶系统的开发验证工作，以提高智能驾驶产品验证能力、缩短测试验证周期、降低验证成本和安全风险、提升产品竞争力。该平台能模拟智能驾驶域控制器所需的各种输入信号，如电气信号、总线信号、射频信号，视频信号等，又能采集并分析控制器的输出信号，从而实现控制器对于模型以及真实负载的闭环控制，满足用户测试与验证智能驾驶系统模块逻辑功能和诊断功能测试的要求；该平台可基于参数化的车辆模型和场景仿真软件，实时仿真目标车辆各种运行工况与环境，满足对电控单元的功能测试与集成测试。

在本实施例中，所述视频仿真模块包括：摄像头视频暗箱仿真单元和摄像头视频注入仿真单元；所述摄像头视频暗箱仿真单元适于通过显示器播放交通场景图像，并通过车辆的车载摄像头拍摄交通场景图像，以识别交通场景图像中的目标信息；所述摄像头视频注入仿真单元适于接收上位机发送的交通场景图像，并将交通场景图像发送至车辆的车载摄像头控制器，以识别交通场景图像中的目标信息。涉及具备视频注入技术，实现将仿真的场景图像实时地注入给车辆摄像头的图像处理芯片，满足基于摄像头的目标信息识别验证，视频流可以来源于真实交通场景的采集，也可以来自于高仿真的交通场景模型。

在本实施例中，所述摄像头视频暗箱仿真单元包括：显示器、虚拟摄像头、环境模型和摄像头光学调节模组；所述虚拟摄像头安装在环境模型中；所述环境模型适于模拟车辆的行驶环境；所述摄像头光学调节模组适于根据显示器的尺寸调节虚拟摄像头的视野，以在显示器上显示虚拟摄像头拍摄的交通场景图像；通过显示器播放交通场景图像来替代真实世界，并集成真实摄像头进行拍摄以识别目标信息；摄像头视频暗箱仿真：摄像头视频暗箱仿真方案主要用于前视摄像头的视频仿真，由三部分组成：虚拟摄像头、环境模型和摄像头光学调节模组。其中，虚拟摄像头安装在虚拟的车辆环境中(即环境模型)，安装位置与实车安装位置一致；虚拟车辆环境包含道路(车道线、交通标志)、交通(行人、车辆)和环境(天气、树木、建筑)，用于模拟现实场景中的车辆环境；光学调节模组根据显示器的尺寸调整摄像头的视野，并将显示器投影到规定的距离。摄像头视频注入仿真：摄像头视频注入仿真主要应用于VIL(车辆在环)测试，可对基于视频形式的智能驾驶控制器进行单独测试，也可结合仿真的交通环境、场景、传感器等模型构建不同类型的真实世界场景，完成智能驾驶多传感器融合测试。

在本实施例中，所述超声波信号仿真模块包括：超声波雷达模拟器；所述超声波雷达模拟器适于发射和接收超声波，以通过超声波对自主泊车进行仿真验证；超声波信号仿真：平台可以仿真E524.03芯片单线通信信号，可以实现以E524.03为主芯片的探头所组成的自动泊车或辅助泊车的测试。E524.03是一款专用的数字超声收发器和信号处理器，其具有40kHz至58kHz可编程频率范围，并且可通过单线I/O接口，实现编程和通信。本方案主要是实现对E524.03单线I/O接口的仿真，从而取代探头，实现对目标距离值的接收与直接模拟。

在本实施例中，所述毫米波仿真模块包括：毫米波雷达(毫米波雷达模拟器)；毫米波雷达可配置毫米波雷达回波仿真0测试系统，能够模拟距离(延迟)、雷达散射截面(RCS)和相对目标速度，以及搭配屏蔽箱和运动转台(可以将毫米波雷达设置在运动转台上等)，实现基于毫米波雷达的目标回波仿真。毫米波回波仿真：毫米波雷达模拟器(即毫米波雷达)是测试雷达功能的信号级仿真方案，雷达模拟器通过空馈方式将目标电磁回波传递给雷达，从而实现目标模拟。Konrad车载雷达测试系统是一个基于National InstrumentsVRTS技术的雷达传感器射频测量和目标仿真测试系统，该系统利用NI的mmWave产品和PXIe-5840矢量信号收发器和NI-5692可变延迟发生器来改进传感器的验证测试方法。毫米波目标仿真：基于CAN总线的仿真方案。在虚拟车辆中添加毫米波传感器模型，可检测周围障碍物的距离、速度、大小和角度，通过CAN总线将毫米波传感器模型所检测到的障碍物距离发生到ECU。由于传统的CAN卡无法满足雷达传感器特殊发送机制所需要的报文发送速率，将通过Labview编程调用NI底层CAN卡驱动，来实现最低0.25ms的报文发送间隔。

在本实施例中，所述高精定位仿真模块包括：GNSS模拟器；所述GNSS模拟器适于仿真导航定位信息，以对自车定位功能进行仿真测试。高精定位仿真：GNSS定位技术用于提供具体车辆定位信息，以支持车载导航、车辆追踪、自动寻车等功能。GNSS定位测试主要用于模拟GPS、北斗等系统下的车辆位置信息的变化情况，以实现在实验室环境模拟车辆行驶路径的功能，为车辆无线网络系统测试提供必要的模拟场景。此外，GNSS定位测试还能仿真定位系统信号强度的变化，以验证车辆无线网络系统定位功能的可靠性。

在本实施例中，所述激光雷达点云仿真模块包括：激光雷达模型；所述激光雷达模型适于输出点云数，以对点云处理算法和逻辑控制算法进行仿真测试。激光雷达点云仿真：激光雷达模型支持输出点云数据，基于GPU运算的传感器模型，可以实现16-64线激光雷达点云的实时模拟，并且可以模拟反射强度等特性；或通过多线传感器模型模拟激光光束，并通过旋转传感器达到点云效果。根据激光雷达输出点云的通讯协议，通过车载以太网/以太网通讯发送给ECU，以实现ECU对点云处理算法和逻辑控制算法的测试。

在本实施例中，所述视频采集模块包括：LVDS采集设备；所述LVDS采集设备适于采集待测屏幕图像信息，将图像信息上传给上位机进行图像识别，以对车机显示状态进行判断；基于LVDS视频采集设备，用于采集智能驾驶域控制器输出给仪表LVDS图像信息，并通过图像处理识别技术判断显示结果的正确性；基于LVDS的视频采集：通过使用6222VideoDragon可以捕获域控制器输出给仪表的图像用于上位机图像识别，设备通过LVDS的输入输出接口串在域控制器和仪表之间，将域控制器发给仪表的图像数据抓取并透传，并通过Efhernet或USB与上位机通讯，将图像数据上传给上位机进行图像识别，实现对车机显示状态的判断。平台基于LVDS采集设备采集待测屏幕图像信息后，利用图像识别软件的不同的图像分析算法，识别图像，满足功能测试。

在本实施例中，基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，具备CAN、LIN、车载以太网等总线网络仿真功能，能够对真实网络节点进行真实与虚拟切换，并仿真总线网络的虚拟节点，以满足对网络功能的相关测试，并实现毫米波雷达目标的仿真。

在本实施例中，可以根据所需的测试仿真需求配置相应的模块以实现相应的功能，无需为每个功能的测试单独搭建相应的平台，测试执行后减少人工操作，减少人员的测试时间，提升测试效率。

综上所述，本实用新型通过上位机，与该上位机电性连接的视频仿真模块和/或超声波信号仿真模块和/或毫米波仿真模块和/或高精定位仿真模块和/或激光雷达点云仿真模块和/或视频采集模块；所述上位机适于根据控制信号选取对应的模块以进行仿真，实现了用户测试与验证智能驾驶系统模块逻辑功能和诊断功能测试的要求，并且可基于参数化的车辆模型和场景仿真软件，实时仿真目标车辆各种运行工况与环境，满足对电控单元的功能测试与集成测试。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，包括：

上位机，与该上位机电性连接的视频仿真模块和/或超声波信号仿真模块和/或毫米波仿真模块和/或高精定位仿真模块和/或激光雷达点云仿真模块和/或视频采集模块；

所述上位机适于根据控制信号选取对应的模块以进行仿真。

2.如权利要求1所述的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，

所述视频仿真模块包括：摄像头视频暗箱仿真单元和摄像头视频注入仿真单元；

所述摄像头视频暗箱仿真单元适于通过显示器播放交通场景图像，并通过车辆的车载摄像头拍摄交通场景图像，以识别交通场景图像中的目标信息；

所述摄像头视频注入仿真单元适于接收上位机发送的交通场景图像，并将交通场景图像发送至车辆的车载摄像头控制器，以识别交通场景图像中的目标信息。

3.如权利要求2所述的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，

所述摄像头视频暗箱仿真单元包括：显示器、虚拟摄像头、环境模型和摄像头光学调节模组；

所述虚拟摄像头安装在环境模型中；

所述环境模型适于模拟车辆的行驶环境；

所述摄像头光学调节模组适于根据显示器的尺寸调节虚拟摄像头的视野，以在显示器上显示虚拟摄像头拍摄的交通场景图像。

4.如权利要求1所述的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，

所述超声波信号仿真模块包括：超声波雷达模拟器；

所述超声波雷达模拟器适于发射和接收超声波，以通过超声波对自主泊车进行仿真。

5.如权利要求1所述的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，

所述毫米波仿真模块包括：毫米波雷达；

通过所述毫米波雷达适于模拟距离、雷达散射截面（RCS）和相对目标速度，以及

通过屏蔽箱和运动转台，进行基于毫米波雷达的目标回波仿真。

6.如权利要求1所述的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，

所述高精定位仿真模块包括：GNSS模拟器；

所述GNSS模拟器适于仿真导航定位信息，以对自车定位功能进行仿真测试。

7.如权利要求1所述的基于智能驾驶域控制器HIL仿真测试平台，其特征在于，

所述视频采集模块包括：LVDS采集设备；

所述LVDS采集设备适于采集待测屏幕图像信息，将图像信息上传给上位机进行图像识别，以对车机显示状态进行判断。

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