一种自动驾驶汽车的智能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动驾驶汽车的智能测试系统及测试方法，包括：决策层，根据测试要求决定使用测试方案；显示层，通过多块显示屏来显示测试场的高精度地图，监控测试场景的整个过程，显示主车和测试车的行驶路径；控制层，在测试过程中通过模拟驾驶的方式，实现多辆测试车的协同控制，以模拟真实复杂的交通场景，同时进行多种测试信息采集，并将采集到的数据传至云服务器，实现对多辆测试车的协同控制；车端层，包括测试场中直接参与测试的车辆和设备，包括：主车，测试车，远程驾驶控制单元。取代各种人工操作的测试设备，通过多车协同控制实现复杂的交通场景。不但避免了人工驾驶测试的安全问题，而且可以进行高精度的重复测试。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶汽车的智能测试系统及测试方法
本专利技术涉及智能测试
，特别是涉及一种自动驾驶汽车的智能测试平台及测试方法。
技术介绍
缺乏有效的测试方法和技术已经成为制约自动驾驶产业化发展的瓶颈问题，针对高级别的自动驾驶汽车，目前尚未发展出成熟的测试手段和评价标准，智能化的测试方法及相关技术特别缺乏。虽然自动驾驶汽车测试在我国得到了政府的大力支持，各地纷纷开始建立自动驾驶汽车测试场或示范区，但是我国的自动驾驶测试场还存在很多的问题，限制了我国自动驾驶的商业化进程。这些问题包括：1.现在我国各地纷纷建立自动驾驶汽车的测试场，但是大多仍采用传统汽车的测试方法和测试设备(假人、假自行车和假车等)，侧重于测试汽车动力性能和安全性能等(比如制动和碰撞性)，对自动驾驶汽车的感知能力、决策能力和控制能力缺乏有针对性的测试方法和设备。特别是测试设备外形和运动轨迹一般固定，自动驾驶汽车可以轻易的感知和决策，无法达到有效的测试目的。2.在当前的自动驾驶测试场中，多采用主车(被测车辆，Egovehicle)与一至两辆测试车(测试专用假车，或人工驾驶真车)模拟简单交通场景，且测试过程多由人工进行现场操作。不但无法有效的模拟真实的交通场景，而且难以保证测试人员的安全。对于自动驾驶测试来说，如何在封闭的测试区模拟复杂的道路交通场景，并进行自动化和智能化的测试是亟需解决的问题。3.目前自动驾驶测试尚无明确的评价标准，主要还是由人工进行评估，评估分级满分为100分，评判为扣分制，成绩达到80分的为通过，每评估内容专项评估次数只有一次。评价方式较为简单，不但受人的主观因素影响较大，而且对于复杂交通场景下的自动驾驶，无法直观的评价其优劣程度。使用什么方法对测试结果进行有效评价，并可以提供相应的解决方案是当前研究的重点和难点。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种自动驾驶汽车的智能测试系统，本专利技术取代各种人工操作的测试设备，通过多车协同控制实现复杂的交通场景，不但避免了人工驾驶测试的安全问题，而且可以进行高精度的重复测试。一种自动驾驶汽车的智能测试系统，包括智能控制中心，所述智能控制中心按照功能划分为决策层、显示层、控制层和车端层；决策层，根据测试要求决定使用测试方案，并在测试过程中采取相应的测试策略；显示层，通过多块显示屏来显示测试场的高精度地图，监控测试场景的整个过程，显示主车和测试车的行驶路径；控制层，在测试过程中通过模拟驾驶的方式，实现多辆测试车的协同控制，以模拟真实复杂的交通场景，同时进行多种测试信息采集，并将采集到的数据传至云服务器，实现对多辆测试车的协同控制；车端层，包括测试场中直接参与测试的车辆和设备，包括：主车，测试车，远程驾驶控制单元。进一步优选的技术方案，所述测试车为可移动测试设备，所述可移动测试设备包括大型测试车平台、中型测试车平台及小型测试车平台，分别模拟大型测试车、中型测试车及小型测试车。进一步优选的技术方案，所述控制层实现对多辆测试车的协同控制，通过可移动测试设备模拟机动车、自行车、行人和动物，在测试场中实现多种动态测试场景。进一步优选的技术方案，所述大型测试车平台，采用电动汽车底盘为基础，在其上安装伸缩装置和快速组装仿真外壳，通过伸缩变形达到改变车体的大小，并搭配不同的快速组装仿真外壳，用于模拟各种不同大小的常用车辆。进一步优选的技术方案，所述中型测试车平台采用微型无人车作为底盘，与自行车或电动车模型连接，用于模拟各种骑车人。进一步优选的技术方案，所述小型测试车平台采用微型机器人作为底盘，与各种行人或动物模型连接，用于模拟人和动物。进一步优选的技术方案，所述大型测试车平台、中型测试车平台及小型测试车平台采用远程控制驾驶和自动驾驶两种模式。进一步优选的技术方案，所述决策层中，测试策略包括高精度地图、测试场景生成，路径规划和远程决策，测试场景生成时，根据测试车的类别和测试等级，从交通场景数据库中随机选择对应的交通场景集合；交通场景数据库，根据中国实际交通环境采集交通流信息建立的数据库，全面覆盖自然驾驶、危险工况、交通事故、人机共驾数据、道路交通交互以及实车路测数据。进一步优选的技术方案，所述控制层中对多辆测试车的协同控制主要是通过车辆编队和群集运动控制来实现的，具体包括：根据测试场景和测试策略，将被测车辆和测试交通流组成编队；控制中心发出指令，该车辆编队按照给定测试规划路径进行行驶，在测试车保持队形不变的情况下，记录被测汽车的反应和驾驶行为；在行驶过程中，控制中心控制测试车编队进行协作运动，包括巡航运动、跟随运动、换道运动、组合运动与拆分运动，从而模拟复杂的交通场景，同时记录被测车辆的反应和驾驶行为；所有车辆根据测试路径规划到达终点，一次测试结束，如果途中出现意外，控制中心可以紧急停止所有车辆，排除危险后重新发出指令，重新进行测试。本申请还公开一种自动驾驶汽车的智能测试方法，包括：需要从交通场景数据库中选择对应的测试场景，先标注熟练人工驾驶的测试数据，并使用深度学习建立熟练人工驾驶车辆的单项性能评价模型；然后根据模型进行迁移学习，实现对自动驾驶车辆单项性能的评价；单项性能评价，为使用深度学习和迁移学习方法建立自动驾驶的单项评价模型，并根据自动驾驶的测试数据进行评价，最后不断修正自动驾驶的单项评价模型；完成各项单项评价后，使用多目标评价方法对自动驾驶车辆进行整体性能评价，最后通过增强学习方法进行改进；多目标评价方法是根据Pareto非支配排序方法，对自动驾驶的各个单项性能指标进行多目标评价，从而评价该被测车辆的优劣。进一步优选的技术方案，所述测试场景在生成时，包括如下步骤：步骤(1)首先建立交通场景数据库；步骤(2)根据被测车型和测试要求从场景库中选择相应的场景，使用多台无人测试车模拟复杂的交通场景；步骤(3)根据被测车辆的反应，记录相关的数据，并上传到云服务器；其中，相关数据包括位置、方位/角度、距离、时间、速度、车辆行为决策、车辆驾驶动作以及响应时间，数据上传云服务器后，在云端进行数据处理，包括使用数据挖掘算法从中提取有用的信息，并行计算进行测试评价。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术针对自动驾驶测试，提出一种以专用无人车测试智能汽车(UAVtestICV)的思想，通过创建一种无人驾驶模式下的测试车通用平台，取代各种人工操作的测试设备，通过多车协同控制实现复杂的交通场景。不但避免了人工驾驶测试的安全问题，而且可以进行高精度的重复测试。最后基于深度学习和迁移学习方法对测试数据进行评价，针对被测车辆存在的问题，使用增强学习方法给出改进方案。本专利技术可以直接应用于自动驾驶测试场的设计和实施，并为智能测试场的运行提供全面的解决方案。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1(a)-图1(b)为大型无人测试车平台设计图；图2(a)-图2(b)为中型和小型无人测试车平台设计图；图3智能协同控制中心结构图；图4评价方法流程图；图5智能测试平台技术体系图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，包括智能控制中心，所述智能控制中心按照功能划分为决策层、显示层、控制层和车端层；决策层，根据测试要求决定使用测试方案，并在测试过程中采取相应的测试策略；显示层，通过多块显示屏来显示测试场的高精度地图，监控测试场景的整个过程，显示主车和测试车的行驶路径；控制层，在测试过程中通过模拟驾驶的方式，实现多辆测试车的协同控制，以模拟真实复杂的交通场景，同时进行多种测试信息采集，并将采集到的数据传至云服务器，实现对多辆测试车的协同控制；车端层，包括测试场中直接参与测试的车辆和设备，包括：主车，测试车，远程驾驶控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，包括智能控制中心，所述智能控制中心按照功能划分为决策层、显示层、控制层和车端层；决策层，根据测试要求决定使用测试方案，并在测试过程中采取相应的测试策略；显示层，通过多块显示屏来显示测试场的高精度地图，监控测试场景的整个过程，显示主车和测试车的行驶路径；控制层，在测试过程中通过模拟驾驶的方式，实现多辆测试车的协同控制，以模拟真实复杂的交通场景，同时进行多种测试信息采集，并将采集到的数据传至云服务器，实现对多辆测试车的协同控制；车端层，包括测试场中直接参与测试的车辆和设备，包括：主车，测试车，远程驾驶控制单元。2.如权利要求1所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述测试车为可移动测试设备，所述可移动测试设备包括大型测试车平台、中型测试车平台及小型测试车平台，分别模拟大型测试车、中型测试车及小型测试车。3.如权利要求1所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述控制层实现对多辆测试车的协同控制，通过可移动测试设备模拟机动车、自行车、行人和动物，在测试场中实现多种动态测试场景。4.如权利要求2所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述大型测试车平台，采用电动汽车底盘为基础，在其上安装伸缩装置和快速组装仿真外壳，通过伸缩变形达到改变车体的大小，并搭配不同的快速组装仿真外壳，用于模拟各种不同大小的常用车辆。5.如权利要求2所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述中型测试车平台采用微型无人车作为底盘，与自行车或电动车模型连接，用于模拟各种骑车人。6.如权利要求2所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述小型测试车平台采用微型机器人作为底盘，与各种行人或动物模型连接，用于模拟人和动物。7.如权利要求2所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述大型测试车平台、中型测试车平台及小型测试车平台采用远程控制驾驶和自动驾驶两种模式。8.如权利要求1所述的一种自动驾驶汽车的智能测试系统，其特征是，所述决策层中，测试策略包括高精度地图、测试场景生成，路径规划和远程决策，测试场景生成时，根据测试车的类别和测试等级，从交通场景...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子辉，李研强，王建强，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37