感知避让系统的测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及车路协同
技术领域
,特别是涉及一种感知避让系统的测试系统及测试方法。背景技术
车路协同自动驾驶CADS(Collaborative Automated Driving System)技术是一种基于单车智能的基础上,通过与其他交通参与者、路侧感知系统共享信息,令路车作为一个完整的系统,从而能够完整地执行感知、预测、决策控制等功能的技术。在应对如“鬼探头”等交通场景时,车路协同自动驾驶CADS能够获取更多的交通状况感知信息,从而提供更多的安全冗余控制。车路协同自动驾驶方案,由于具有上述优点,已逐渐成为新一代自动驾驶的解决方案。因此,在实现量产和产业应用前,车路协同自动驾驶系统需要经历软件在环测试、硬件在环测试、封闭测试场测试、半开放路面测试、开放路面测试等多种测试。
发明内容
基于此,本发明旨在解决如何对车路协同自动驾驶系统的感知及避让功能进行自动测试的问题,提供一种感知避让系统的测试系统及测试方法。
一种感知避让系统的测试系统,包括路侧感知装置,设置于测试场景中,用于获取所述测试场景中的移动目标的运动状态信息;通信终端,与所述路侧感知装置相连接,用于将所述移动目标的运动状态信息传输至装配有感知避让系统的被测车辆;所述被测车辆根据所述移动目标的运动状态信息发出响应控制信号;车辆状态监控装置,设置于所述被测车辆中,用于获取被测车辆的车辆运行信息;控制分析装置,分别与所述移动目标、所述路侧感知装置和所述车辆状态监控装置相连接,用于控制所述移动目标在所述测试场景中移动,获取所述移动目标的运动状态信息和所述被测车辆的车辆运行信息,并根据所述移动目标运动状态信息和所述被测车辆的车辆运行信息分析所述被测车辆的感知避让功能是否满足设计要求。
上述感知避让系统的测试系统,控制分析装置控制移动目标在测试场景中移动,移动目标用于模拟真实路况中的行人/非机动车。路侧感知装置获取移动目标的运动状态信息,并通过通信终端传输至装配有感知避让系统的被测车辆。被测车辆中的感知避让系统对获取的运动状态信息做出响应,发出响应控制信号来控制被测车辆的驾驶状况。车辆状态监控装置对被测车辆进行实时监测,获取被测车辆的车辆运行信息。控制分析装置获取运动状态信息和车辆运行信息,并对比分析交通场景触发时的运动状态信息,以及被测车辆响应的车辆运行信息,判断被测车辆的感知及避让功能是否满足设计要求。利用移动目标模拟真实交通状态中可能出现的路况来对被测车辆进行封闭测试场测试,被测车辆通过与路侧感知装置共享信息获取路况信息,从而能够完整地执行感知、预测、决策控制等功能。控制分析装置根据具有车路协同感知技术的被测车辆对行人/非机动车的识别和响应情况,评价被测车辆的感知、行为预测和响应能力,从而实现对具有车路协同自动驾驶功能的车辆进行对非机动车或行人感知及避让功能的测试。
在其中一个实施例中,所述感知避让系统的测试系统还包括障碍物,障碍物,用于形成所述被测车辆的感知盲区。
在其中一个实施例中,所述移动目标的运动状态信息包括所述移动目标的位置、移动方向和移动速度。
在其中一个实施例中,所述路侧感知装置包括摄像模块,用于获取所述移动目标的图像信息;探测模块,用于获取所述移动目标与所述路侧感知装置之间的距离信息;计算模块,与所述摄像模块和所述探测模块相连接,用于根据所述图像信息和所述距离信息计算所述移动目标的位置、移动方向和移动速度。
在其中一个实施例中,所述车辆运行信息还包括车辆标识、车辆位置和车辆运动状态信息。
在其中一个实施例中,所述车辆状态监控装置包括车载摄像模块,用于获取所述被测车辆的车辆标识;车辆定位终端,用于获取所述被测车辆的车辆位置;加速度计,用于获取所述被测车辆的车辆运动状态信息;
在其中一个实施例中,车辆控制监测模块,用于获取所述响应控制信号。
在其中一个实施例中,所述通信终端包括V2X路侧终端。
一种感知避让系统的测试方法,应用于感知避让系统的测试系统,所述方法包括控制移动目标在测试场景中移动;获取所述移动目标的运动状态信息,并传输至装配有感知避让系统的被测车辆;所述被测车辆根据所述运动状态信息发出的响应控制信号;获取所述运动状态信息和所述被测车辆的车辆运行信息,并根据所述运动状态信息和所述车辆运行信息分析所述被测车辆的感知避让功能是否满足设计要求。
在其中一个实施例中,所述感知避让系统的测试系统包括障碍物,所述障碍物对所述被测车辆形成了一个感知盲区,所述控制移动目标在测试场景中移动包括控制所述移动目标以所述感知盲区为起点,向所述被测车辆的运动方向移动。
在其中一个实施例中,所述被测车辆在所述测试场景中以30km/h-60km/h的速度匀速行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明其中一实施例的感知避让系统的测试系统的组成示意图;
图2为本发明其中一实施例的感知避让系统测试系统的测试实况示意图;
图3为本发明其中一实施例中的感知避让系统的测试方法的方法流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反的,提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“相连接”另一个元件,它可以是直接相连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是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的限制。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
目前在测试具备车路协同感知技术的自动驾驶系统时测试场景采用模拟仿真产生,没有涉及到真实的道路场景测试,也没有考虑路侧传感器设备与被测车辆共享信息的情形。模拟仿真可作为真实道路测试前的测试验证,后续仍然需要在封闭测试场测试验证。
图1为本发明其中一实施例的感知避让系统的测试系统的组成示意图,在其中一个实施例中,感知避让系统的测试系统包括路侧感知装置100、通信终端200、车辆状态监控装置300和控制分析装置400。
在对装备有感知避让系统的被测车辆10进行测试前,需要预先设置好测试场景。测试场景中至少包括测试道路和移动目标20。在本实施例中,测试道路为至少包含两条车道的长直道,移动目标20为移动假人或非机动车,感知避让系统即为车路协同自动驾驶系统。在实际测试中,可根据不同测试场景选择十字路口或直路等作为封闭测试道路。移动假人/非机动车根据测试场景,由控制分析装置400通过自动程序控制。将测试场景数据库中需要测试的场景输入控制分析装置400。在被测车辆10上安装好车辆状态监控装置300,以对被测车辆10的车辆运行信息进行实时监测。初始化路侧感知装置100和通信终端200。
控制分析装置400根据需要测试的场景控制移动目标20在测试场景中移动,利用移动目标20模拟真实路况中行人/非机动车的移动状态。路侧感知装置100获取移动目标的运动状态信息,并通过通信终端200将运动状态信息传输至被测车辆10。被测车辆10中的感知避让系统对获取的运动状态信息作出响应,分析运行状态信息所反映的路况信息,并针对性地发出响应控制信号来控制被测车辆10应对相应的路况。
车辆状态监控装置300对被测车辆10进行实时监测,获取被测车辆10的车辆运行信息。控制分析装置400与路侧感知装置100和车辆状态监控装置300相连接,控制分析装置400从路侧感知装置100处获取移动目标的运动状态信息,并从车辆状态监控装置300处获取被测车辆的车辆运行信息。控制分析装置400通过对比分析本次测试中模拟的交通场景触发时移动目标20的运动状态信息,以及被测车辆10作出响应后的车辆运行信息,来判断被测车辆10的感知及避让功能是否满足设计要求。
利用移动目标20模拟真实交通状态中可能出现的路况来对被测车辆10进行封闭测试场测试。被测车辆10的感知避让系统通过与路侧感知装置100共享信息来获取路况信息,从而能够完整地执行感知、预测、决策控制等功能。控制分析装置400根据具有车路协同感知技术的被测车辆10对行人/非机动车的识别和响应情况,评价被测车辆10的感知、行为预测和响应能力,从而实现对具有车路协同自动驾驶功能的被测车辆10进行对非机动车或行人感知及避让功能的测试。
图2为本发明其中一实施例的感知避让系统测试系统的测试实况示意图,在其中一个实施例中,感知避让系统的测试系统还包括障碍物30。障碍物30用于形成被测车辆10的感知盲区。在本实施例中,障碍物30可以是位置固定的障碍物或移动式的障碍物。若使用移动式的障碍物,可以是真实障碍物或充气障碍物。移动式的障碍物应与控制分析装置400相连接,由控制分析装置400通过自动程序控制移动至设定位置。被测车辆10匀速行驶接近移动目标20待横穿测试道路的位置,障碍物30遮挡在被测车辆10与移动目标20之间,障碍物30远离被测车辆10的一面存在感知盲区。移动目标20从感知盲区中出现,即可模拟如“鬼探头”的交通场景,两者存在碰撞风险。使用测试装置对各种可能出现的交通场景进行测试,从而实现对具有车路协同自动驾驶功能的被测车辆10进行封闭测试场测试。
在其中一个实施例中,移动目标20的运动状态信息包括移动目标20的位置、移动方向和移动速度。移动目标20模拟了在真实路况中出现行人/非机动车的异常路况,移动目标20的运动状态信息可以直观地表现其动态信息,通过对运动状态信息进行分析可以判断移动目标20的运动趋势和运动轨迹。在本实施例中,车路协同自动驾驶系统可以根据移动目标20的位置、移动方向和移动速度来判断被测车辆10与移动目标20是否有碰撞风险,以及做出最优的风险解决办法。在实际测试中,还可以根据实际测试需求获取移动目标20例如形状、加速度、惯性、质量等其他信息。
在其中一个实施例中,路侧感知装置100包括摄像模块、探测模块和计算模块。摄像模块用于获取移动目标20的图像信息。探测模块用于获取移动目标20与路侧感知装置100之间的距离信息。计算模块分别与摄像模块和探测模块相连接,用于根据图像信息和距离信息计算移动目标的位置、移动方向和移动速度。
在本实施例中,所述探测模块包括激光雷达。激光雷达是激光探测及测距系统的简称,是激光技术与雷达技术相结合的产物,用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,光速是已知的,因此根据传播时间即可获取被测物体至激光器的距离。结合激光器的高度、激光扫描角度、激光器的位置以及激光发射方向,就可以精确测量目标位置(距离和角度)、运动状态。
路侧感知装置100利用摄像模块拍摄获取移动目标20的图像信息。同时,路侧感知装置100利用激光雷达发射光脉冲至移动目标20上并反射回来被接收器所接收,接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。计算模块根据图像信息判断移动目标20的形状,并根据传播时间精确测量移动目标20的位置及运动状态,从而令路侧感知装置100达到对移动目标20进行探测、识别、分辨和跟踪的目的,对所在道路上的路况进行实时监测。
在其中一个实施例中,车辆运行信息还包括车辆标识、车辆位置、车辆运动状态信息和响应控制信号。在被测车辆10上安装好车辆状态监控装置300,利用车辆状态监控装置300实时对被测车辆10进行监控。车辆运行信息包括但不限于车辆标识(如车架号或临时行驶车号牌信息等)、车辆控制模式、运动状态(如车辆位置、车辆速度、加速度、行驶方向等)、环境感知与响应状态、车辆灯光、信号实时状态、车辆外部360度视频监控情况、反映驾驶人和人机交互状态的车内视频及语音监控情况、车辆接收的远程控制指令、车辆故障情况(如有)等信息。根据上述车辆运行信息对具备车路协同感知技术的自动驾驶系统进行封闭测试场测试,测试自动驾驶系统对于存在于感知盲区内的行人或非机动车的识别和响应状况,从而对被测车辆10对于前方自车感知盲区内的行人和非机动车的感知、行为预测和响应能力进行评价。
在其中一个实施例中,车辆状态监控装置300包括车载摄像模块、车辆定位终端、加速度计和车辆控制监测模块。车载摄像模块用于获取被测车辆的车辆标识。车辆定位终端用于获取被测车辆的车辆位置。加速度计用于获取被测车辆的车辆运动状态信息。车辆控制监测模块用于获取车辆运动状态信息。
车载摄像模块包括车内外摄像头,车内外摄像头可以收集车辆的车架号、临时行驶车号牌信息、车辆外部360度视频监控情况、反映驾驶人和人机交互状态的车内视频及语音监控情况、车辆灯光等影像信息。车辆定位终端可以获取被测车辆10的车辆位置信息。加速度计可以获取被测车辆10的运动状态信息,例如车辆位置、车辆速度、加速度、行驶方向等信息。车辆控制监测模块可以获取被测车辆10的车辆控制模式、环境感知与响应状态、信号实时状态、车辆接收的远程控制指令、车辆故障情况等用于指示车辆运行的控制信息。
在自动驾驶模式下的被测车辆10能够通过对移动目标20的运动状态信息进行分析,自动选择路况最佳的行驶路线;通过使用各类车载传感器和摄像系统,还可以感知周围环境,做出迅速调整,从而实现有效降低出现交通事故的概率。通过对被测车辆10在自动驾驶模式下的车辆标识、车辆位置、车辆运动状态信息和车辆运动状态信息等运行状态信息,结合封闭测试场测试中模拟的交通场景进行对比分析,判断被测车辆10对于突然出现的行人或非机动车的感知及避让功能是否满足设计要求。
在其中一个实施例中,通信终端包括V2X路侧终端。V2X(vehicle toeverything),即车对外界的信息交换。整合了全球定位系统(GPS)导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术,实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。在本实施例中,通信终端为用于相连接智能汽车与路侧感知装置100的车联网终端。被测汽车10在自动驾驶模式下,通过V2X路侧终端获取路侧感知装置100实时获取的移动目标20的运动状态信息。被测汽车10能够通过对运动状态信息的分析,自动选择路况最佳的行驶路线,从而大大降低交通风险。例如,当前方路面中行人突然出现,被测汽车10可以自动减速至安全速度或停车。
本发明还提供了一种感知避让系统的测试方法,应用于感知避让系统的测试系统中。图3为本发明其中一实施例中的感知避让系统的测试方法的方法流程示意图,在其中一个实施例中,所述方法包括如下步骤S100至S300。
步骤S100:控制移动目标在测试场景中移动。
在对装备有感知避让系统的被测车辆10进行测试前,需要预先设置好测试场景。测试场景中至少包括测试道路和移动目标20。将测试场景数据库中需要测试的场景输入控制分析装置400。在被测车辆10上安装好车辆状态监控装置300,以对被测车辆10的车辆运行信息进行实时监测。初始化路侧感知装置100和通信终端200。
移动假人/非机动车根据测试场景,由控制分析装置400通过自动程序控制。控制分析装置400可以控制移动目标20在测试道路上以任意速度、任意运动模式进行移动,也可以待被测汽车10移动至某一设定位置后再控制移动目标20开始运动。例如,被测车辆10在自动驾驶模式下开启联网通讯功能,以匀速在测试道路上行驶。当被测车辆10到达行移动目标20横穿马路的位置所需时间为3.5s时,移动目标20自被测车辆10右侧路侧开始起步。
步骤S200:获取移动目标的运动状态信息,并传输至装配有感知避让系统的被测车辆;被测车辆根据运动状态信息发出响应控制信号。
路侧感知装置100获取移动目标20的运动状态信息,并通过通信终端200将运动状态信息传输至被测车辆10。被测车辆10中的感知避让系统对获取的运动状态信息作出响应,分析运行状态信息所反映的路况信息,并针对性地发出响应控制信号来控制被测车辆10应对相应的路况。
步骤S300:获取运动状态信息和被测车辆的车辆运行信息,并根据运动状态信息和车辆运行信息分析被测车辆的感知避让功能是否满足设计要求。
车辆状态监控装置300对被测车辆10进行实时监测,获取被测车辆10的车辆运行信息。控制分析装置400与路侧感知装置100和车辆状态监控装置300相连接,控制分析装置400从路侧感知装置100处获取移动目标的运动状态信息,并从车辆状态监控装置300处获取被测车辆的车辆运行信息。控制分析装置400通过对比分析本次测试中模拟的交通场景触发时移动目标20的运动状态信息,以及被测车辆10作出响应后的车辆运行信息,来判断被测车辆10的感知及避让功能是否满足设计要求。
利用移动目标20模拟真实交通状态中可能出现的路况来对被测车辆10进行封闭测试场测试。被测车辆10的感知避让系统通过与路侧感知装置100共享信息来获取路况信息,从而能够完整地执行感知、预测、决策控制等功能。控制分析装置400根据具有车路协同感知技术的被测车辆10对行人/非机动车的识别和响应情况,评价被测车辆10的感知、行为预测和响应能力,从而实现对具有车路协同自动驾驶功能的被测车辆10进行对非机动车或行人感知及避让功能的测试。
应该理解的是,虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图3中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在其中一个实施例中,被测车辆10在测试场景中以30km/h-60km/h的速度匀速行驶。由于车辆在行驶于城区等路段上时,较易出现行人/非机动车突然驶入车道上的情况,而被测车辆10行驶于城区等路段上时的车速通常为30km/h-60km/h。因此,令被测车辆10以30km/h-60km/h的速度行驶,可以模拟被测车辆10在真实自动运行状态下对于各种突发路况的响应情况。
同样地,移动假人/非机动车以5km/h-6.5km/h的速度横穿马路。由于移动假人/非机动车的移动速度一般为5km/h-6.5km/h。因此,令移动假人/非机动车以5km/h-6.5km/h的速度横穿马路,可以模拟被测车辆10在真实路况中行人/非机动车突然驶入车道上的路况。
在其中一个实施例中,在判断被测车辆10的感知避让功能是否满足设计要求时,从多种角度分别判断被测车辆10对移动目标20的感知避让情况。例如,被测车辆10是否能够根据移动目标20的运动状态信息准确分析事故发生概率;预判将会发生碰撞事故后,是否能及时减速、停车,被测车辆10停止后与移动目标20的距离是否在安全距离范围内;是否能够判断危机情况已解除,并及时重新开始行驶等。
在本实施例中,被测车辆10在自动驾驶模式下,开启联网通讯功能,以30km/h-60km/h的速度匀速行驶在测试道路上。当被测车辆10距离到达行人横穿马路的位置所需时间为3.5s时,控制分析装置400控制移动假人自被测车辆10右侧路侧开始起步,以5km/h-6.5km/h的速度横穿马路。控制分析装置400根据被测车辆10的车辆运行信息和移动目标20的运动状态信息,分析车路式行人或非机动车感知及避让功能是否满足设计要求。
控制分析装置400的评判标准为判断被测车辆10是否能够提前减速并保证移动假人安全通过车辆所在车道;被测车辆10的停止位置距离移动假人的距离是否大于0.5m;待移动假人穿过被测车辆10所在车道后,被测车辆10是否能够判断危险情况解除,自动启动继续行驶且启动时间在5s以内。若被测车辆10能够满足上述评判标准,则判断该被测车辆10的感知及避让功能满足设计要求,否则该被测车辆10的感知及避让功能达不到设计要求。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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