一种车辆主动安全系统的仿真测试方法和系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车辆主动安全系统的仿真测试方法和系统装置，S1、针对待测车辆，在封闭园区内搭建实车测试场地；S2、获取封闭园区的语义地图并通过仿真系统进行静态环境搭建；S3、基于步骤S2中的静态环境通过仿真系统进行动态交通环境搭建；S4、基于步骤S2中的静态环境通过仿真系统增设虚拟车辆。本发明专利技术所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法和系统装置，通过封闭园区静态环境映射，实现在有限区域内的车辆主动安全系统高精度映射数字孪生仿真测试，不需要占用大面积场地资源并且可获得真实的车辆动态响应，避免了车辆动力学模型不精准问题。不精准问题。不精准问题。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆主动安全系统的仿真测试方法和系统装置


[0001]本专利技术属于车辆主动安全领域，尤其是涉及一种车辆主动安全系统的仿真测试方法和系统装置。

技术介绍

[0002]智能驾驶车辆在量产交付前需要经历大量的测试、验证工作，以保障智能驾驶车辆的安全性和稳定性，现阶段的测试验证手段主要有软件在环SIL(Software in the Loop)、硬件在环HIL(Hardware in the Loop)、实车在环VIL(Vehicle in the Loop)以及实车场地测试和公开道路测试。其中，硬件在环HIL是对控制器进行测试，在HIL测试中只有被测控制器是真实的硬件，静态环境、动态交通环境、驾驶员和车辆动力学均为虚拟模型，其测试结果的准确性和有效性都难以保证。实车场地测试和公开道路测试是指真实车辆在真实的交通环境下进行的测试，其测试结果的真实性和准确性是最高的，但是实车测试存在时间周期长、人力成本高、设备成本高、安全性低、场景变化便捷性低、测试环境可重复性低、危险场景实现难度大等问题。实车在环VIL则是介于纯仿真测试和实车测试之间的测试方法，将主动安全功能集成到真实车辆中，通过实时仿真系统模拟静态、动态交通场景、道路和传感器信号，并将信号实时发送给实车控制器，车辆根据控制器的指令真进行真实车辆动态响应，该方法可实现主动安全功能在各种场景下的快速验证，在一定程度上解决上述问题。
[0003]目前业界普遍采用的VIL测试为实验室内实车在环测试，使用真实的车辆，转鼓试验台模拟真实道路物理环境，使用仿真系统生成传感器仿真信号和虚拟交通场景，驾驶员采用驾驶员模型或者使用驾驶模拟器模拟驾驶员操作。转鼓实验台可模拟典型路面摩擦系数，但实现坡度模拟、转向随动、侧倾模拟则需要很高昂的费用，这种方案无法实现较高速度和一些极限工况的测试验证，也无法还原真实的驾驶员接管车辆的场景，从而会导致得到的测试结果与真实结果存在一定差异。此外，业内也有给车辆带上“VR眼睛”的测试方法，即真实的车辆在一个非常开阔的封闭场地内，通过仿真软件将仿真场景中的感知信息发送给车辆的决策控制系统，车辆根据决策进行相应的执行响应，这种方法采用了真实的道路，但是对场地资源的要求非常高，要求尽可能大的开阔场地，并且只能进行水平路面的仿真测试，此外驾驶员也很难根据仿真场景进行人工介入的一些操作。针对上述问题，提出一种可以利用现有园区道路的车辆主动安全系统VIL测试方法和系统装置，即通过在桌面仿真端实时搭建园区静态场景并映射车辆在实际道路中的位置和运动参数，将仿真端中动态场景中的感知数据下发车辆端，在现有园区中实现真实车辆和道路在环的仿真测试。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种车辆主动安全系统的仿真测试方法和系统装置，以解决上述的不足之处。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面本方案公开了一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，
[0007]S1：针对待测车辆，在封闭园区内搭建实车测试场地；
[0008]S2：获取封闭园区的语义地图并通过仿真系统进行静态环境搭建；
[0009]S3：基于步骤S2中的静态环境通过仿真系统进行动态交通环境搭建；
[0010]S4：基于步骤S3中的动态交通环境通过仿真系统增设车载虚拟传感器模型；
[0011]S5：实车测试与仿真系统测试同步进行，进而对实车主动安全系统模块进行测试。
[0012]进一步的，主动安全系统模块包括感知融合子模块、决策规划子模块和控制执行子模块。
[0013]进一步的，步骤S5中，实车主动安全系统模块进行测试方法包括：
[0014]S401、将实车的感知融合子模块到决策规划子模块的数据链路截断；
[0015]S402、通过仿真系统将实车决策规划子模块所需的数据格式进行注入；
[0016]S403、实车主动安全控制器根据所注入的感知信息，对实车的决策规划子模块和控制执行子模块进行测试。
[0017]进一步的，步骤S5中，实车主动安全系统模块进行测试方法包括：
[0018]S411、将实车的感知融合子模块、决策规划子模块到控制执行子模块的数据链路一起截断；
[0019]S412、通过仿真系统将实车控制执行子模块所需的数据格式进行注入；
[0020]S413、实车主动安全控制器根据所注入的决策信息，对实车的控制执行子模块进行测试。
[0021]第一方面本方案公开了一种车辆主动安全系统的仿真测试系统装置，包括桌面端数据传输装置、桌面端数据转换装置和仿真PC装置。
[0022]桌面端数据传输装置用于将仿真场景中的感知数据或仿真场景中决策规划数据下发给车端，并接收车端发送的测试车辆的位置姿态数据、运动状态数据、驾驶员操作数据；
[0023]桌面端数据传输装置包括收发器、数据存储单元和天线单元，收发器、数据存储单元和天线单元通过内部连接通路相互通信；
[0024]桌面端数据转换装置用于将桌面端数据传输装置收到的位置姿态数据、运动状态数据、驾驶员操作数据，并注入仿真系统中；
[0025]驾驶员操作数据包括档位、制动、油门、转向和功能开关数据；
[0026]桌面端数据转换装置包括处理器、计算机程序和数据存储单元；
[0027]仿真PC装置用于搭建仿真场景，通过采集到的园区的点云数据和定位信息基于语义分割及3D场景重构在三维建模软件中建立高精度虚拟场景模型，完成道路静态环境的重构，根据车辆主动安全系统的仿真测试要求添加动态交通参与目标以及可替换增加的静态障碍物或交通标志，进行动态测试场景的搭建，建立车载传感器模型和主动安全功能算法模型，并将仿真场景中的感知数据或仿真场景中决策规划数据发送至桌面端数据传输装置；
[0028]仿真PC装置包括处理器、显卡和数据存储器。
[0029]进一步的，包括车端数据传输装置、数据截断及转换装置；
[0030]车端数据传输装置用于将测试车辆的位置姿态数据、运动状态数据和驾驶员操作
数据发送给桌面端，并接收桌面端发送的仿真场景中的感知数据或仿真场景中决策规划数据；
[0031]车端数据传输装置包括收发器、数据存储单元和天线单元，收发器、数据存储单元和天线单元通过内部连接通路相互通信。
[0032]数据截断及转换装置包括线束接插件、处理器、存储器和计算机程序，数据截断及转换装置用于将车辆原有的感知数据从车辆总线上截断，并将车端数据传输装置接收到的桌面端下发的感知数据，转换处理为原车决策规划模块所需的数据结构后，“注入”到车辆的决策控制单元；
[0033]数据截断及转换装置用于将车辆原有的感知数据和决策规划数据均从车辆总线上截断，并将车端数据传输装置接收到的桌面端仿真场景中主动安全功能模型计算出的决策规划数据，转化处理为原车控制执行模块所需的数据结构后，“注入”到车辆的执行控制单元。
[0034]相对于现有技术，本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于：S1、针对待测车辆，在封闭园区内搭建实车测试场地；S2、获取封闭园区的语义地图并通过仿真系统进行静态环境搭建；S3、基于步骤S2中的静态环境通过仿真系统进行动态交通环境搭建；S4、基于步骤S2中的静态环境通过仿真系统增设虚拟车辆；虚拟车辆包括车载虚拟传感器模型；S5、实车在封闭园区内的测试与虚拟车辆在仿真系统内的测试通过数据链路交互实现同步进行，进而对实车主动安全系统模块进行测试。2.根据权利要求1所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于，步骤S2中静态环境搭建方法：S201、在封闭园区内搭设GNSS固定基准站，通过激光三维扫描系统和DGPS设备采集园区的点云数据和定位信息；S202、基于步骤S201中的点云数据和定位信息，对采集的点云数据基于语义分割及3D场景重构，在仿真系统中建立虚拟静态模型；S203、通过DGPS设备获取封闭园区内道路和车道的差分定位信息；S204、根据差分定位信息和虚拟静态模型在仿真系统中完成静态环境的搭建。3.根据权利要求2所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于：步骤S202中，虚拟静态模型包含园区道路静态信息、车道静态信息、道路基础设施静态信息、自然环境和建筑物。4.根据权利要求1所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于，步骤S5中实车在封闭园区内的测试与虚拟车辆在仿真系统内的测试通过数据链路交互实现同步的方法：S501、实车发送起始位置的定位数据，虚拟车辆根据接收到的实车起始位置的定位数据，在静态环境中匹配相同坐标，实现实车位置与仿真系统内虚拟车辆的位置在测试开始时刻位置统一，实车发送下一时刻的定位数据，虚拟车辆根据接收到的该时刻定位数据，更新仿真环境中车辆的定位；S502、实车发送运动姿态数据，虚拟车辆根据接收到的运动姿态数据进行运动姿态的实时调节，保证虚拟车辆在静态环境中的运动姿态与实车一致；S503、虚拟车辆将车载虚拟传感器模型感知到的数据发送至实车。5.根据权利要求1所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于：主动安全系统模块包括感知融合子模块、决策规划子模块和控制执行子模块。6.根据权利要求4所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于，步骤S5中，实车主动安全系统模块进行测试方法包括：S511、将实车的感知融合子模块到决策规划子模块的数据链路截断；S512、通过仿真系统将实车决策规划子模块所需的数据格式进行注入；S513、实车主动安全控制器根据所注入的感知信息，对实车的决策规划子模块和控制执行子模块进行测试。7.根据权利要求1所述的一种车辆主动安全系统的仿真测试方法，其特征在于，步骤S5中，实车主动安全系统模块进行测试方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：周景岩，刘兴亮，方锐，孟宪明，邢智超，张慧，付会通，季中豪，刘之光，刘世东，崔东，栗国，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：