无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，通过构建仿真环境并评价ECU反馈的动作信息，实现了仿真测试无人驾驶车的自主变道辅助系统的功能，根据测试结果确定了自主变道系统的功能是否达标、性能是否符合预期；本发明专利技术通过仿真测试在虚拟环境中实现了在现实中无法测试的场景，具有覆盖度广、测试效率高、测试成本低的优点；本发明专利技术可根据不同场景设置不同的打分指标，测试全面，评价结果准确。价结果准确。价结果准确。

【技术实现步骤摘要】
无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法和系统


[0001]本专利技术属于智能驾驶仿真测试
，具体涉及无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法和系统。

技术介绍

[0002]无人驾驶车的横向自主变道辅助系统若在实车上测试需要搭建多种测试环境，比如一种现有技术通过获取每个时刻的车辆运动信息，建立智能驾驶汽车自主车道变换的动态模型，基于改进无迹卡尔曼滤波器估计车辆的运动状态，从而确定车辆关键性基础性能参数；基于车辆关键性基础性能参数构建变道性能评价指标体系，并对指标进行量化，从而对智能驾驶自主车道变换性能进行多维度定量测评。该现有技术根据车辆实际运动信息构建动态模型以进行性能测试，对于一些突发状况需要紧急变道情况(即存在安全隐患的场景)，可能无法获取车辆实际运动信息，从而无法测试智能车辆在这种特殊的变道场景下的自主车道变换性能。
[0003]另一种现有技术通过设置交互试验进行仿真测试，由驾驶员通过搭建的在环仿真试验平台完成交互试验，获取交互过程中车辆之间的相对距离等参数，通过映射评价模型，对数据进行仿真分析，得到评价结果。该现有技术需要驾驶员参与到仿真平台中完成交互试验，对于一些较为危险的测试场景，可能无法进行试验。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法和系统，用于仿真测试无人驾驶车的自主变道辅助系统。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，包括以下步骤：
[0006]S1：通过上位机控制下位机构建仿真环境，并将仿真信息发送给ECU；
[0007]S2：ECU根据收到的场景信息和驾驶数据做出相应的动作规划，并将动作数据发送给下位机；
[0008]S3：下位机根据设定的指标和返回的动作数据对自主变道辅助系统的功能、性能进行测试和打分，并将得到的测试结果上传至上位机。
[0009]按上述方案，所述的步骤S1中，仿真信息包括仿真自主变道场景的场景信息和仿真场景中无人驾驶车的驾驶数据。
[0010]按上述方案，所述的步骤S3中，具体步骤为：
[0011]S31：下位机设定指标的权重；
[0012]S32：下位机判断变道是否开始：若变道未开始则继续判断变道是否开始；若变道开始，则根据指标从动作数据中读取对应的指标数据；
[0013]S32：下位机判断变道是否结束：若变道未结束则继续从动作数据中读取对应的指标数据；若变道结束则根据提取的指标数据对自主变道辅助系统打分，并将分数发送给上
位机。
[0014]按上述方案，所述的步骤S3中，指标包括必达指标和评价指标；必达指标用于评价ECU的动作数据是否合格；评价指标用于在不同的误差区间内按权重评分，并以加权计分的方式评价自主变道辅助系统的功能和性能。
[0015]进一步的，所述的步骤S3中，必达指标包括变道是否发生碰撞q1、变道前驾驶员是否确认q2、变道时目标车道侧车道线是否为虚线q3、变道时纵向车速是否在功能可激活的车速范围内q4、状态机是否符合预期q5；
[0016]设主对角矩阵A满足：
[0017]A＝diag(q1，q2，q3，q4，q5)，
[0018]设针对必达指标的打分结果为Q1：
[0019]Q1＝det(A)，
[0020]若必达指标全部合格，q
j
(j＝1，2，3，4，5)＝1，Q1＝det(A)＝1，则继续进行测试；若任一必达指标不合格，则Q1＝det(A)＝0，测试不通过。
[0021]进一步的，所述的步骤S3中，评价指标包括纵向加速度a
x
、横向速度v
y
、横向加速度a
y
、横向加速度变化率换道时间t、首次超调车辆中心线距车道中心线的距离s、达到稳态所需超调次数n；
[0022]设特征矩阵X满足：
[0023][0024]设纵向加速度a
x
、横向速度v
y
、横向加速度a
y
、横向加速度变化率换道时间t、首次超调车辆中心线距车道中心线的距离s、达到稳态所需超调次数n的分数依次为p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7，定义矩阵：
[0025]P＝(p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7)，
[0026]构造传递矩阵Y满足：
[0027]P＝X
T
Y，
[0028]对评价指标打分后，设每项评价指标在无人驾驶车横向自主变道辅助系统的权重为ω
i
(∑ω
i
＝1，ω
i
>0；i＝1，2，3，4，5，6，7)；设最终评价的打分结果为Q，引入矩阵Q，则主对角矩阵W：
[0029]W＝diag(ω1，ω2，
…
，ω7)，
[0030]Q＝P
T
W，
[0031]则
[0032][0033]若必达指标不合格，则Q＝0，测试不通过；
[0034]若必达指标合格，则通过评价指标计算Q的值作为无人驾驶车横向自主变道辅助系统的分数，并以改分数判断系统功能是否达到预期以及测试性能是否完善。
[0035]进一步的，所述的步骤S3中，
[0036]纵向加速度a
x
的误差区间为0～2％时，分数为[100，80)；
[0037]误差区间为2％～4％时，分数为[80，60)；
[0038]误差区间为4％～10％时，分数为[60，40)；
[0039]误差区间为＞10％时，分数为[40，0)；
[0040]横向速度v
y
的误差区间为0～2％时，分数为[100，80)；
[0041]误差区间为2％～4％时，分数为[80，60)；
[0042]误差区间为4％～10％时，分数为[60，40)；
[0043]误差区间为＞10％时，分数为[40，0)；
[0044]横向加速度a
y
的误差区间为0～2％时，分数为[100，80)；
[0045]误差区间为2％～4％时，分数为[80，60)；
[0046]误差区间为4％～10％时，分数为[60，40)；
[0047]误差区间为＞10％时，分数为[40，0)；
[0048]横向加速度变化率的误差区间为0～2％时，分数为[100，80)；
[0049]误差区间为2％～4％时，分数为[80，60)；
[0050]误差区间为4％～10％时，分数为[60，40)；
[0051]误差区间为＞10％时，分数为[40，0)；
[0052]换道时间t的误差区间为6s～8s时，分数为[100，80)；
[0053]误差区间为8s～10s时，分数为[80，60)；
[0054]误差区间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过上位机控制下位机构建仿真环境，并将仿真信息发送给ECU；S2：ECU根据收到的场景信息和驾驶数据做出相应的动作规划，并将动作数据发送给下位机；S3：下位机根据设定的指标和返回的动作数据对自主变道辅助系统的功能、性能进行测试和打分，并将得到的测试结果上传至上位机。2.根据权利要求1所述的无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，其特征在于：所述的步骤S1中，仿真信息包括仿真自主变道场景的场景信息和仿真场景中无人驾驶车的驾驶数据。3.根据权利要求1所述的无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，其特征在于：所述的步骤S3中，具体步骤为：S31：下位机设定指标的权重；S32：下位机判断变道是否开始：若变道未开始则继续判断变道是否开始；若变道开始，则根据指标从动作数据中读取对应的指标数据；S32：下位机判断变道是否结束：若变道未结束则继续从动作数据中读取对应的指标数据；若变道结束则根据提取的指标数据对自主变道辅助系统打分，并将分数发送给上位机。4.根据权利要求1所述的无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，其特征在于：所述的步骤S3中，指标包括必达指标和评价指标；必达指标用于评价ECU的动作数据是否合格；评价指标用于在不同的误差区间内按权重评分，并以加权计分的方式评价自主变道辅助系统的功能和性能。5.根据权利要求4所述的无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，其特征在于：所述的步骤S3中，必达指标包括变道是否发生碰撞q1、变道前驾驶员是否确认q2、变道时目标车道侧车道线是否为虚线q3、变道时纵向车速是否在功能可激活的车速范围内q4、状态机是否符合预期q5；设主对角矩阵A满足：A＝diag(q1，q2，q3，q4，q5)，设针对必达指标的打分结果为Q1：Q1＝det(A)，若必达指标全部合格，q
j
(j＝1，2，3，4，5)＝1，Q1＝det(A)＝1，则继续进行测试；若任一必达指标不合格，则Q1＝det(A)＝0，测试不通过。6.根据权利要求5所述的无人驾驶车横向自主变道辅助系统仿真测试方法，其特征在于：所述的步骤S3中，评价指标包括纵向加速度a
x
、横向速度v
y
、横向加速度a
y
、横向加速度变化率换道时间t、首次超调车辆中心线距车道中心线的距离s、达到稳态所需超调次数n；设特征矩阵X满足：设纵向加速度a
x
、横向速度v
y
、横向加速度a
y
、横向加速度变化率换道时间t、首次超
调车辆中心线距车道中心线的距离s、达到稳态所需超调次数n的分数依次为p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7，定义矩阵：P＝(p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7)，构造传递矩阵Y满足：P＝X
T
Y，对评价指标打分后，设每项评价指标在无人驾驶车横向自主变道辅助系统的权重为ω
i
(∑ω
i
＝1，ω
i
>0；i＝1，2，3，4，5，6，7)；设最终评价的打分结果为Q，引入矩阵Q，则主对角矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：方柯，张宇探，刘永臣，聂琦，罗丰山，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：