WO2023207812A1 - 一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统及方法，系统包括车载电源装置、GPS/RTK天线模块、数据采集处理模块、车车通讯天线、汽车CAN盒工具以及上位机电脑；方法包括：安装测试系统设备；标定；将车辆运动状态要素与外部环境状态要素进行关联，完成测试用例；测试用例生成完毕后，按照用例进行测试，执行期间，获得各用例对应的车辆CAN信号与两车位置信息；测试完成后，将上位机记录的相应信号进行回放，按照功能指标及性能要求逐条与测试数据进行分析对比；完成此种会车场景的车辆紧急车道保持的实车测试的测试验证。测试系统及方法减少了测试人员后期数据的分析工作，提升了测试效率，有效改善此类场景下的紧急车道保持功能的测试效率及质量。
Description
本发明涉及汽车电气测试技术领域，涉及一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统及方法，尤其涉及一种会车场景的车辆紧急车道保持的实车测试系统及方法。
随着汽车工业的发展，不同的智能网联装备配置成为各汽车主机厂打造的产品魅点的竞争方向，汽车消费者在选购车辆时也愈加重视与青睐智能网联装备。其中，紧急车道保持功能(Emergency Lane Keeping)作为近几年新增的ADAS装备，随各厂商具体的配置方案，紧急车道保持可分为路沿场景下的紧急车道保持、对向会车场景下的紧急车道保持、后方超车场景下的紧急车道保持。功能复杂程度的提升也给汽车电气功能测试人员的测试验证工作带来了新的挑战。目前，针对紧急车道保持等驾驶辅助功能的验证大多采用虚拟仿真验证的方法进行测试与评价，此类测试方案虽然可实现测试场景搭建与序列的自动执行。但因使用了较为理想化的模型进行仿真，从而测试结果无法完全等效真实外部环境下的实车表现。而现有的实车测试方案存在测试数据精度不高、各类测试数据格式一致性、数据查看存储便利性等的一系列问题，基于上述现状，亟需开发出基于实车会车场景下的紧急避让测试系统及方法。
专利文献1(CN105151043A)，提供了一种无人驾驶车辆紧急避让的系统和方法。首先利用无人驾驶车辆的环境检测系统，对周围环境进行感知，判别避让物的类型、状态等情况；再根据避让物的实际情况，进行分析决策，得出紧
急避让的方案；然后将决策信息发送到车辆控制装置，执行避让动作；最后根据实时信息，判断避让是否成功，是否需要重新规划。这种紧急避让系统能让车辆在发生事故前主动采取措施，可以有效降低车辆事故的发生率。
专利文献2(CN113361098A)，提供了一种车辆盲区监测功能的测试方法、装置及车辆，其中，方法包括：建立盲区监测功能模型；编写用于读取功能测试用例的目标文件，并利用目标文件运行盲区监测功能模型，得到报警测试数据；根据报警测试数据生成测试用例对应的数据表格，展现车辆盲区监测功能的测试结果。该测试方法解决了智能驾驶盲区监测功能开发过程中开发测试时间过长以及开发过程中的原型验证问题，减少功能单元测试负担，显著提高测试速率，大大减少盲区监测功能开发验证测试时间。
专利文献3(CN202111514559.2)提出的一种车辆紧急避让实车测试系统及方法，通过高精度定位装置实现对紧急避让功能的测试验证，该系统除了可以记录存储试验车辆测试紧急避让功能期间整车CAN总线数据之外，还有如下特点：测试车辆与路边道沿的精确距离，位置状态和运动状态的实时同步更新，并能将前述信息以CAN数据的形式传送到车辆CAN总线，方便存储在上位机中，便于测试和开发人员进行数据回放与分析，该仿真系统和方法通过精确地测量车辆与路边道沿的距离有效提升了测试的精确度。
综上：对于专利文献1中基于紧急避让功能的实现给出了解决措施，专利文献2采用的是虚拟仿真的测试方式，专利文献3针对的测试工况及功能与本发明不同，以上文献与本测试系统及方法不存在内容及权利冲突和替换。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的测试数据精度不高、缺乏各类测试数据格式一致性、数据查看存储便利性等问题，提供了一种高精
度定位会车场景的紧急车道保持测试系统及方法。
本发明的目的提供一种高精度定位会车场景的紧急避让测试系统及方法。测试人员可以通过此系统实时获取车辆自身内部CAN数据及对向来车与自车的位置数据，相应数据实时同步显示并存储至上位机电脑中。此系统和方法相比电脑仿真的测试验证方法，可以有效避免因模型理想化所带来的误差，满足测试试验人员对于会车场景的紧急避让测试功能的验证与评价，与虚拟仿真测试互为补充，完成会车场景下的紧急车道保持的功能及性能测试，使测试方案更加完善，进一步提升测试质量。
需要说明的是，因本发明为针对会场场景下的紧急车道保持功能进行测试，与盲区监测或换道辅助中某些场景或工况存在相似性，故它们的测试方法也存在类似性。在换道辅助或盲区监测功能中，测试装置需要实时监测的是本车与邻道后方车辆的距离及碰撞风险，而本发明所针对的会车场景为车辆与临道前方对向来车的识别与控制能力进行测试。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统，包括带有RTK的GPS模块、数据采集处理模块、车车通讯天线、汽车CAN盒工具、上位机电脑；
所述带有RTK的GPS模块，用于获取试验车及对向目标车两车的高精度位置信息，选用GPS天线并配合RTK差分定位技术来实现；
所述车车通讯天线将从车数据发送至主车，主车及从车位置信息数据经过所述数据采集处理模块汇总并转化为CAN信号发出，与本车CAN网络信息汇总到所述汽车CAN盒，发送到所述上位机电脑中进行显示、存储，得到会车场景下的紧急车道保持功能完整的测试数据。
一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统，还包括车载电源装置，用于供电。
供电设备从车辆点烟器12V供电处将电能转换为交流电，为GPS、CAN采集设备、上位机电脑、车车通讯天线、从车信号采集设备供电。
一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，包括以下步骤：
步骤一，安装测试系统设备：
主车与从车均安装GPS/RTK天线模块；
测试场地架设对应GPS便携式基站；
主车与从车均安装车车通讯模块；
主车安装数据采集处理模块将两车的位置数据进行汇总处理，装换为500KB的CAN信号，输送到上位机中；
步骤二，标定：
设置主车与从车左侧前大灯位置为两车碰撞发生的计算参考点；将两车碰撞点对齐，若此时系统输出距离信息不为零，通过系统输出位置距离调整为零，消除误差，使系统输出数据与实际信息保持一致；
步骤三，将车辆运动状态要素与外部环境状态要素进行关联，完成测试用例；
步骤四，测试用例生成完毕后，按照用例进行测试，执行期间，获得各用例对应的车辆CAN信号与两车位置信息；
步骤五，测试完成后，将上位机记录的相应信号进行回放，按照功能指标
及性能要求逐条与测试数据进行分析对比；完成此种会车场景的车辆紧急车道保持的实车测试的测试验证。
进一步地，所述车辆运动状态分为车辆档位状态、行驶姿态以及车速；车辆档位包括D、N、M或S不同档位状态，行驶姿态包括左侧快偏、左侧慢偏、右侧快偏、右侧慢偏。
进一步地，所述车速设定为25km/h、35km/h、45km/h或55km/h。
进一步地，测试人员通过匹配车辆档位状态、行驶姿态、车速三个变量获得完整的车辆运动状态要素。
进一步地，所述外部环境状态分为光线环境、道路环境、道路曲率。
进一步地，所述光线环境包括晴天顺光、晴天逆光、阴天、夜晚无路灯、夜晚有路灯；
所述道路环境按照道线包括双侧道线、右侧单线、左侧单线、右侧双线、左侧双线、无道线；
所述道路曲率包括右弯、左弯、直道。
进一步地，测试人员通过匹配光线环境、道路环境、道路曲率三个变量获得完整的外部环境状态要素。
进一步地，所述各用例对应的车辆CAN信号与两车位置信息，包括但不限于以下信号：被测车辆从车的车速、档位、方向盘手力矩、ELK工作状态信号。以及定位设备所提供的试验车辆偏移时刻的横向速度、加速度、碰撞距离、TTC数据。
TTC：Time-To-Collision的缩写，译为碰撞时间。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
此测试系统的正面效果为可在真实环境下，获得会车场景的紧急车道保持功能测试过程的完整并精确较高的测试数据，且实现定位数据与自车车身内部
CAN信号的同步显示及存储。高精度测试数据不仅包括两车实时的横向距离、纵向距离、速度、加速度等信息。还可以直接显示被测车辆与对向来车的碰撞TTC信息，减少了测试人员后期数据的分析工作，提升了测试效率，有效的改善此类场景下的紧急车道保持功能的测试效率及质量。
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统架构图；
图2为会车场景示意图；
图3为测试用例构成示意图。
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，
仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明作详细的描述：
本发明的目的提供一种高精度定位会车场景的紧急避让测试系统及方法。测试人员可以通过此系统实时获取车辆自身内部CAN数据及对向来车与自车的位置数据，相应数据实时同步显示并存储至上位机电脑中。
此系统和方法相比电脑仿真的测试验证方法，可以有效避免因模型理想化所带来的误差，满足测试试验人员对于会车场景的紧急避让测试功能的验证与评价，与虚拟仿真测试互为补充，完成会车场景下的紧急车道保持的功能及性能测试，使测试方案更加完善，进一步提升测试质量。
下面说明一下本发明的实现路径：
一种高精度定位会车场景的紧急避让测试系统及方法。此测试系统包括车载电源装置、GPS/RTK天线模块、数据采集处理模块、车车通讯天线、汽车CAN盒工具以及上位机电脑组成。
其特征在于：为了获取试验车及对向目标车两车的高精度位置信息，选用GPS天线并配合RTK差分定位技术来实现。
车车通讯天线将从车数据发送至主车，主车及从车位置信息数据经过数据采集处理模块汇总并转化为CAN信号发出，与本车CAN网络信息汇总到汽车CAN盒后，最终发送到上位机电脑中进行显示、存储，从而得到会车场景下的紧急车道保持功能完整的测试数据。
此测试系统的正面效果为可在真实环境下，获得会车场景的紧急车道保持功能测试过程的完整并精确较高的测试数据，且实现定位数据与自车车身内部CAN信号的同步显示及存储。
高精度测试数据不仅包括两车实时的横向距离、纵向距离、速度、加速度等信息。还可以直接显示被测车辆与对向来车的碰撞TTC信息，减少了测试人员后期数据的分析工作，提升了测试效率，有效的改善此类场景下的紧急车道保持功能的测试效率及质量。
下面结合附图对本测试系统及方法展开说明：
如图1所示，步骤一，测试系统设备安装，被测车辆(即测试主车)与目标车辆(即测试从车)均安装GPS/RTK天线模块进行，测试场地架设对应GPS便携式基站作为支持。便携式基站开机后，需等待一段时间，进行搜索锁定卫星。主车与从车均安装车车通讯模块，通过该天线将从车信息汇总到主车，主车安装数据采集处理模块将两车的位置数据进行汇总处理，装换为500KB的CAN信号，输送到上位机中。以上设备由车载电源进行供电。
步骤二，标定，设备完成后，为获得可靠的位置数据，如两车碰撞点的TTC时间，需要在系统工具中设定碰撞参考点，以右侧车道行驶对向会车为例，如图2所示，设置自车与目标车左侧前大灯位置为两车碰撞发生的计算参考点。将两车碰撞点对齐，若此时系统输出距离信息不为零，通过系统输出位置距离调整为零，消除误差，使系统输出数据与实际信息保持一致。
步骤三，本测试系统和方法所使用测试用例需包含外部环境条件、车辆运动状态两部分。
步骤四，如图3所示，车辆运动状态分为车辆档位状态、行驶姿态以及车速。车辆档位包括D/N/M/S不同档位状态，行驶姿态包括左侧快偏、左侧慢偏、右侧快偏、右侧慢偏。车速设定为25km/h、35km/h、45km/h、55km/h。测试人员通过匹配上述三个变量获得完整的车辆运动状态要素。
步骤五，如图3所示，如图3所示，外部环境状态分为光线环境、道路环境、道路曲率。光线环境包括晴天顺光、晴天逆光、阴天、夜晚无路灯、夜晚
有路灯。道路环境按照道线包括双侧道线、右侧单线、左侧单线、右侧双线、左侧双线、无道线。道路曲率包括右弯、左弯、直道。测试人员通过匹配上述三个变量获得完整的外部环境状态要素。
步骤六，将车辆运动状态要素与外部环境状态要素进行关联，完成测试用例。
步骤七，测试用例生成完毕后，按照用例进行测试，执行期间，获得各用例对应的车辆CAN信号与两车位置信息。包括但不限于以下信号：被测车辆的车速、档位、方向盘手力矩、ELK工作状态信号。以及定位设备所提供的试验车辆偏移时刻的横向速度、加速度、碰撞距离、TTC等数据。
步骤八，测试完成后，将上位机记录的相应信号进行回放，按照功能指标及性能要求逐条与测试数据进行分析对比。完成此种会车场景的车辆紧急车道保持的实车测试的测试验证。
本测试系统及方法的积极效果是汽车测试人员可在实际道路环境下，获得车辆紧急车道保持功能的真实、准确的测试数据。通过高精度定位设备提升测试质量，从而将测试信息准确反馈开发端，保证主机厂的技术实力和竞争水平。
上述仅是本发明的方法及系统方案比较优选的实施案例，凡是在本发明的基础上所作的改进、替换等不脱离本发明中心思想的实施方法及技术方案都应该在本发明的保护范围之内。
本发明能够通过高精度定位装置实现对会车场景下的紧急车道保持功能进行测试验证，该系统除了可以记录存储试验车辆测试紧急车道保持功能作用期间被测车辆CAN总线数据之外，还具有如下特点：通过定位设备获取被测车辆与对向目标车两车之间的位置、运动姿态、速度、加速度等信息。且与车身CAN信号同步显示存储。利于测试和开发人员进行数问题分析及排查。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
- 一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统，其特征在于：包括带有RTK的GPS模块、数据采集处理模块、车车通讯天线、汽车CAN盒工具、上位机电脑；所述带有RTK的GPS模块，用于获取试验车及对向目标车两车的高精度位置信息，选用GPS天线并配合RTK差分定位技术来实现；所述车车通讯天线将从车数据发送至主车，主车及从车位置信息数据经过所述数据采集处理模块汇总并转化为CAN信号发出，与本车CAN网络信息汇总到所述汽车CAN盒，发送到所述上位机电脑中进行显示、存储，得到会车场景下的紧急车道保持功能完整的测试数据。
- 根据权利要求1所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试系统，其特征在于：还包括车载电源装置，用于供电。
- 一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，安装测试系统设备：主车与从车均安装GPS/RTK天线模块；测试场地架设对应GPS便携式基站；主车与从车均安装车车通讯模块；主车安装数据采集处理模块将两车的位置数据进行汇总处理，装换为500KB的CAN信号，输送到上位机中；步骤二，标定：设置主车与从车左侧前大灯位置为两车碰撞发生的计算参考点；将两车碰撞点对齐，若此时系统输出距离信息不为零，通过系统输出位置距离调整为零，消除误差，使系统输出数据与实际信息保持一致；步骤三，将车辆运动状态要素与外部环境状态要素进行关联，完成测试用例；步骤四，测试用例生成完毕后，按照用例进行测试，执行期间，获得各用例对应的车辆CAN信号与两车位置信息；步骤五，测试完成后，将上位机记录的相应信号进行回放，按照功能指标及性能要求逐条与测试数据进行分析对比；完成此种会车场景的车辆紧急车道保持的实车测试的测试验证。
- 根据权利要求3所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：所述车辆运动状态分为车辆档位状态、行驶姿态以及车速；车辆档位包括D、N、M或S不同档位状态，行驶姿态包括左侧快偏、左侧慢偏、右侧快偏、右侧慢偏。
- 根据权利要求4所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：所述车速设定为25km/h、35km/h、45km/h或55km/h。
- 根据权利要求5所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：测试人员通过匹配车辆档位状态、行驶姿态、车速三个变量获得完整的车辆运动状态要素。
- 根据权利要求6所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：所述外部环境状态分为光线环境、道路环境、道路曲率。
- 根据权利要求7所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：所述光线环境包括晴天顺光、晴天逆光、阴天、夜晚无路灯、夜晚有路灯；所述道路环境按照道线包括双侧道线、右侧单线、左侧单线、右侧双线、左侧双线、无道线；所述道路曲率包括右弯、左弯、直道。
- 根据权利要求8所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：测试人员通过匹配光线环境、道路环境、道路曲率三个变量获得完整的外部环境状态要素。
- 根据权利要求9所述的一种高精度定位会车场景的紧急车道保持测试方法，其特征在于：所述各用例对应的车辆CAN信号与两车位置信息，包括但不限于以下信号：被测车辆从车的车速、档位、方向盘手力矩、ELK工作状态信号。以及定位设备所提供的试验车辆偏移时刻的横向速度、加速度、碰撞距离、TTC数据。
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