无人驾驶车辆综合定量测评系统及其方法技术方案

本发明专利技术揭示了无人驾驶车辆综合定量测评系统，包括测试条件评价模块，用于分析车辆的行驶环境要素和行驶任务要素对无人驾驶测试条件进行评价；测试结果评价模块，用于从安全性、智能性、平稳性和速度性四个方面对无人驾驶测试结果进行评价，得到车辆各方面单项性能得分；综合测评模块，用于选取序关系分析法对无人驾驶测试条件和测试结果模块进行赋权，采用模糊综合评价法最终得到车辆综合性能得分。本发明专利技术可以更全面的考虑车辆的表现，进行综合定量评价，使得评价结果更加合理、科学、可靠，从而促进无人驾驶技术的发展。

Comprehensive quantitative evaluation system and method of driverless vehicle

【技术实现步骤摘要】
无人驾驶车辆综合定量测评系统及其方法
本专利技术属于无人驾驶
，尤其涉及一种无人驾驶车辆综合定量测评系统及其方法。
技术介绍
随着无人驾驶车辆研究的不断深入。美国、欧洲和中国分别在2004年、2006年和2009年开始在统一的测试环境、内容与评判标准下，有组织地举办无人驾驶车辆赛事。通过赛事增进各研究机构之间的沟通与交流，促进无人驾驶车辆研究的发展。主要的无人驾驶车辆赛事包括:美国DARPA分别于2004年、2005年、2007年和2012年举办两届GrandChallenge、一届UrbanChallenge和一届RoboticsChallenge；自2006年至今欧洲连续8届组织ELROB比赛；自2009年至今NSFC连续5届举办“中国智能车未来挑战赛”。除了上述有组织地进行无人驾驶车辆比赛之外，引起关注的还有意大利帕尔玛大学的洲际挑战赛与谷歌无人驾驶的研究。然而，无论是国内外有组织的无人驾驶车辆竞赛测评，还是开展的相关测评研究，这些测评规则的设计都是按照其自身的无人驾驶车辆特点量身定制的，目前的测评大多存在评价维度单一、主观性强、缺乏科学依据等局限性，这些测评不能够全面、系统、客观地反映无人驾驶车辆的综合性能。因此，为了全面、系统、客观地测试与评价智能驾驶车辆的综合性能，必须系统地开展无人驾驶车辆认知测评的研究。通过对无人驾驶车辆测试条件和结果进行综合测评，以评价智能驾驶车辆的安全性、智能性、平稳性和速度性等各方面的性能，从而规范智能驾驶车辆技术的研究，推进相关测试评价体系的完善。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，而提供无人驾驶车辆综合定量测评系统及其方法，从而实现车辆综合定量评价，评价结果更加合理、科学、可靠。为了达到上述目的，本专利技术技术方案如下：无人驾驶车辆综合定量测评系统，包括车辆参数信息采集模块、无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块和综合测评模块；车辆参数信息采集模块包括采集感知系统、决策规划系统和控制执行系统的相关数据采集；无人驾驶车辆测试条件评价模块，用于对无人驾驶车辆的测试条件评价，由行驶环境要素和行驶任务要素组成，得出无人驾驶车辆测试条件的评价分数；无人驾驶车辆测试结果评价模块，用于获取车辆运动过程测试数据，对无人驾驶车辆的测试结果进行评价；综合测评模块，根据无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块的评价结果综合得出无人驾驶车辆综合定量测评分数。具体的，对所述无人驾驶车辆的测试结果进行评价，主要从车辆安全性、智能性、平稳性和速度性进行评价，通过建立多级模糊综合评价模型计算无人驾驶车辆测试结果的评价分数。无人驾驶车辆综合定量测评方法，包括以下步骤：S1，利用车辆参数信息采集模块获取感知系统、决策规划系统和控制执行系统的数据信息；S2，利用无人驾驶车辆测试条件评价模块对无人驾驶车辆的测试条件进行评价，该模块包括用于展示测试过程中的环境信息的行驶环境信息显示单元、用来展示测试过程中的任务信息的行驶任务信息显示单元和用于对行驶环境和行驶任务进行评价的测试条件评分单元；S3，利用无人驾驶车辆测试结果评价模块通过采集到的车辆运动数据结合相关处理单元最终给出对车辆测试结果的各方面评分，该模块包括车辆轨迹信息单元、车辆视频监控单元、车辆行驶信息显示单元和测试结果评分单元；S4，利用综合测评模块根据车辆参数信息采集模块、无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块，依据序关系分析法对无人驾驶车辆测试条件、结果进行赋权，采用模糊综合评价法对无人驾驶车辆测试进行综合评价，得到最终评价分数并进行实时显示。具体的，步骤S1中，感知系统包括交通标志识别、车辆及其他交通参与者的识别和路况的识别感知信息；决策规划系统包括局部路径规划与全局路径规划、目标挑选、模式选择、是否换道的决策数据；控制执行系统包括对系统控制性方面的速度控制、距离控制、轨迹跟踪、响应时间及完成时间。具体的，步骤S2中，行驶环境信息显示单元包括基础环境信息和附加环境信息；基础环境包括动态交通要素和静态交通要素，附加环境包括气候环境要素和信息环境要素；其中，动态交通要素包括动态车辆、行人，静态交通要素包括光照、道路和交通标志要素；气候环境要素主要包括雨天、雪天、雾天和风沙要素；信息环境要素包括与其他车辆和道路基础设施进行实时信息共享。具体的，步骤S2中，行驶任务信息显示单元包括多维度行驶任务和本体视觉任务，多维度行驶任务包括交通参与者数目要素和交通行为机理要素，本体视觉任务包括感知与定位系统要素、决策规划系统要素和控制执行系统要素。具体的，步骤S2中，测试条件评分单元的行驶环境评价包括基础环境信息复杂度评价和附加环境信息复杂度评价；行驶任务评价包括多维度行驶任务复杂度评价和本体视觉任务复杂度评价。具体的，步骤S2中，测试条件评分单元的评价流程为：对无人驾驶车辆测试条件进行定性评价；采用序关系分析法对无人驾驶测试条件的各级评价指标进行赋权；利用模糊综合评价法对无人驾驶测试条件进行评价，得到无人驾驶车辆测试条件的定量评价结果。具体的，步骤S3中，车辆轨迹信息单元通过车辆参数信息采集模块采集的GPS定位信息来生成车辆运动的轨迹曲线，曲线可实时观察到车辆的行驶状态，并与系统规划的理想轨迹进行对比；车辆视频监控单元通过实时显示车辆行驶信息、外界环境、交通标志信息，对测试结果进行评测或者查询；车辆行驶信息显示单元主要通过曲线图来显示车辆在行驶过程中尤其在转角或者弯道时的转向、转向响应、侧倾三个方面的表现。具体的，步骤S3中，测试结果评分单元采用安全性、智能性、平稳性和速度性四个方面进行评价，根据测试场景对无人驾驶车辆测试过程中表现进行定性评价；利用测试过程中采集的数据，运用李雅普诺夫函数对车辆运动部分指标进行量化分析，作为车辆在该指标下系统稳定性的判断依据；依据量化分析结果结合序关系分析法对无人驾驶车辆的各级指标进行赋权；采用模糊综合评价法对无人驾驶车辆测试结果建立评价模型，计算综合评价分数。与现有技术相比，本专利技术无人驾驶车辆综合定量测评系统及其方法的有益效果主要体现在：测试条件评价模块，用于分析车辆的行驶环境要素和行驶任务要素对无人驾驶测试条件进行评价；测试结果评价模块，用于从安全性、智能性、平稳性和速度性四个方面对无人驾驶测试结果进行评价，得到车辆各方面单项性能得分；综合测评模块，用于选取序关系分析法对无人驾驶测试条件和测试结果模块进行赋权，采用模糊综合评价法最终得到车辆综合性能得分。根据本专利技术的无人驾驶车辆综合定量测评系统与方法可以更全面的考虑车辆的表现，进行综合定量评价，使得评价结果更加合理、科学、可靠，从而促进无人驾驶技术的发展。附图说明图1是本专利技术无人驾驶车辆测试条件评价流程图；图2是实施例2中无人驾驶车辆测试条件的定性评价准则；图3是实施例2中无人驾驶车辆测试结果评价流程图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人驾驶车辆综合定量测评系统，其特征在于：包括车辆参数信息采集模块、无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块和综合测评模块；/n车辆参数信息采集模块包括采集感知系统、决策规划系统和控制执行系统的相关数据采集；/n无人驾驶车辆测试条件评价模块，用于对无人驾驶车辆的测试条件评价，由行驶环境要素和行驶任务要素组成，得出无人驾驶车辆测试条件的评价分数；/n无人驾驶车辆测试结果评价模块，用于获取车辆运动过程测试数据，对无人驾驶车辆的测试结果进行评价；/n综合测评模块，根据无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块的评价结果综合得出无人驾驶车辆综合定量测评分数。/n

【技术特征摘要】
1.无人驾驶车辆综合定量测评系统，其特征在于：包括车辆参数信息采集模块、无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块和综合测评模块；
车辆参数信息采集模块包括采集感知系统、决策规划系统和控制执行系统的相关数据采集；
无人驾驶车辆测试条件评价模块，用于对无人驾驶车辆的测试条件评价，由行驶环境要素和行驶任务要素组成，得出无人驾驶车辆测试条件的评价分数；
无人驾驶车辆测试结果评价模块，用于获取车辆运动过程测试数据，对无人驾驶车辆的测试结果进行评价；
综合测评模块，根据无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块的评价结果综合得出无人驾驶车辆综合定量测评分数。


2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆综合定量测评系统，其特征在于：对所述无人驾驶车辆的测试结果进行评价，主要从车辆安全性、智能性、平稳性和速度性进行评价，通过建立多级模糊综合评价模型计算无人驾驶车辆测试结果的评价分数。


3.无人驾驶车辆综合定量测评方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，利用车辆参数信息采集模块获取感知系统、决策规划系统和控制执行系统的数据信息；
S2，利用无人驾驶车辆测试条件评价模块对无人驾驶车辆的测试条件进行评价，该模块包括用于展示测试过程中的环境信息的行驶环境信息显示单元、用来展示测试过程中的任务信息的行驶任务信息显示单元和用于对行驶环境和行驶任务进行评价的测试条件评分单元；
S3，利用无人驾驶车辆测试结果评价模块通过采集到的车辆运动数据结合相关处理单元最终给出对车辆测试结果的各方面评分，该模块包括车辆轨迹信息单元、车辆视频监控单元、车辆行驶信息显示单元和测试结果评分单元；
S4，利用综合测评模块根据车辆参数信息采集模块、无人驾驶车辆测试条件评价模块、无人驾驶车辆测试结果评价模块，依据序关系分析法对无人驾驶车辆测试条件、结果进行赋权，采用模糊综合评价法对无人驾驶车辆测试进行综合评价，得到最终评价分数并进行实时显示。


4.根据权利要求3所述的无人驾驶车辆综合定量测评方法，其特征在于：步骤S1中，感知系统包括交通标志识别、车辆及其他交通参与者的识别和路况的识别感知信息；决策规划系统包括局部路径规划与全局路径规划、目标挑选、模式选择、是否换道的决策数据；控制执行系统包括对系统控制性方面的速度控制、距离控制、轨迹跟踪、响应时间及完成时间。


5.根据权利要求3所述的无人驾驶车辆综合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茹，马育林，郑四发，孙川，田欢，徐杰，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院相城，
类型：发明
国别省市：江苏;32