一種無人駕駛車輛基本性能測試系統及測試方法
【專利摘要】本發明涉及一種無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法，無人駕駛車輛為經過底層改造后的汽車，底層帶有控制系統，該底層控制系統對無人駕駛車輛的電控轉向能力、電控速度調節能力、電控制動等功能的性能進行可靠性測試，對車輛性能進行安全試驗，以確保是否符合無人駕駛車輛的硬件條件，確保無人駕駛車輛的使用安全。
【專利說明】一種無人駕駛車輛基本性能測試系統及測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無人駕駛車輛測試【技術領域】，具體而言涉及一種無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法。
【背景技術】
[0002]無人駕駛車輛上所有改造部件是為了適應車輛的無人駕駛功能，不一定具備正式汽車產品所要求的可靠性，因此無人駕駛車在使用前務必對其電控轉向能力、電控速度調節能力、電控制動等功能的性能進行可靠性試驗，對車輛性能進行安全試驗檢查后，方可使用。車輛經過底層改造后，各項性能是否符合無人駕駛車的硬件條件，本專利從可靠性角度測試無人駕駛車的硬件性能。而現有技術中的測試系統及方法存在一定的缺陷。
[0003]例如申請號為201310121606.6的中國發明專利，其公開了一種無人駕駛車輛環境模擬測試系統及測試方法，測試系統包括環境模擬系統以及測試系統，所述環境模擬系統建立所述無人駕駛車輛真實道路環境模型，模擬所述無人駕駛車輛真實道路環境；測試時將所述無人駕駛車輛真實道路環境模型轉換為任務表單文件輸入所述無人駕駛車輛車載控制計算機，其中所述任務表單文件由所述無人駕駛車輛途徑測試路段的各引導點三維WGS84坐標以及所述各引導點的環境要素編碼構成；所述無人駕駛車輛車載控制計算機在測試過程中，經所述車載天線向所述測試人員手持多功能盒發送所述無人駕駛車輛途徑測試路段的各引導點三維WGS84坐標以及所述各引導點的環境要素編碼信號，所述測試人員手持多功能盒接收并顯示上述信號。該申請中的測試系統較為復雜，成本較高。
[0004]又例如申請號為201310303455.6的中國發明專利，其公開了一種無人駕駛車輛認知能力測試系統及方法，該系統包括無人駕駛車輛和車載記錄設備，二者通過通信接口進行有線連接，其中，車載記錄設備用于向無人駕駛車輛輸入認知能力測試任務，并接收和存儲無人駕駛車輛認知能力測試輸出的數據；無人駕駛車輛通過測試任務輸入程序接收到測試任務后，重新建立串口連接，開啟相應程序輸出測試數據到車載記錄設備中，無人駕駛車輛認知能力測試的測試任務輸入和測試數據輸出采用統一接口、參數和數據傳輸格式，但是數據內容的具體格式不同；所述通信接口采用RS232接口。該申請中采用電腦模擬的形式進行測試無人駕駛車輛的各方面性能，并不適合于較為復雜的真實環境，不能夠準確測試出無人駕駛車輛的認知能力。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術存在的上述技術缺陷，本發明的目的在于提供一種無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法，場地選用真實的足球場，分為四種路段進行測試無人駕駛車輛的基本性能，所需要的硬件設備較為簡單，測試方便、準確。
[0006]為了實現上述設計目的，本發明采用的方案如下:
一種無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，包括如下步驟:
第一步，確定所述無人駕駛車輛的測試內容及測試環境，其中所述測試內容包括所述無人駕駛車輛測試路段的引導點，所述測試環境包括所述無人駕駛車輛測試路段的環境要素；
第二步，將所述測試內容及所述測試環境轉化為程序表；
第三步，將所述程序表導入到所述無人駕駛車輛的底層控制系統中，引導所述無人駕駛車輛完成測試。
[0007]第四步，將所述無人駕駛車輛置于測試環境中行駛；
第五步，根據所述無人駕駛車輛行駛次數為30次的平均值判斷該測試方法的效果。
[0008]優選的是，所述環境要素包括該測試環境中無人、無車、無其它移動障礙物。
[0009]在上述任一方案中優選的是，所述測試環境劃分為四種行駛路線，該四種行駛路線中又將分為八個測試區。
[0010]在上述任一方案中優選的是，測試環境包括加速、減速、右拐調頭、左拐調頭、左右拐彎道、向右拐彎道、向左拐彎道、步進區八種測試區。
[0011]在上述任一方案中優選的是，所述無人駕駛車輛在設定的八種測試區內連續行駛30次。
[0012]在上述任一方案中優選的是，所述無人駕駛車輛在設定的八種測試區內連續行駛30次，成功率為90%以上，其中任何測試區不能通過時，該次測試為失敗。
[0013]在上述任一方案中優選的是，所述無人駕駛車輛的怠速為8-10km|h。
[0014]在上述任一方案中優選的是，所述無人駕駛車輛在直線部分，攝像頭識別車道，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0015]在上述任一方案中優選的是，所述無人駕駛車輛在非直線部分，由底層控制系統根據固定程序實現。
[0016]在上述任一方案中優選的是，所述無人駕駛車輛在步進區的平均步長在20cm以內，測試方法為試驗人員人工測量30次步進總距離，再計算30次的平均步長。
[0017]一種無人駕駛車輛環境基本性能測試系統，包括:環境模擬系統及測試系統；所述環境模擬系統為真實的道路環境，如足球場、郊外、閑置空地等；所述測試系統包括底層控制系統、車載天線、廣角攝像頭。
[0018]優選的是，所述無人駕駛車輛為經過底層改造后的車輛。
[0019]在上述任一方案中優選的是，所述廣角攝像頭所實現的參數為角度偏差±30°，距離偏差±50cm。
[0020]在上述任一方案中優選的是，所述環境模擬系統中的真實道路環境包括個直線區、多個小圓弧區和兩個大圓弧區。
[0021]本發明通過上述的測試系統按照上述的方法進行測試，能夠測試出無人駕駛車輛的基本性能。
[0022]本發明還提供一種外置緊急制動開關，在液壓制動系統工作正常的前提下(總電開關打開，主控板上12V備用開關打開)，拍下車身后側任意一個緊急制動開關，車輛會迅速制動直至停車；向右旋轉開關，開關彈回原位，緊急制動解除。
[0023]另外本發明還提供一種轉向控制系統，其由工控主機、EPS控制器、轉向執行機構組成，工控主機與EPS控制器之間為CAN通信方式。工控主機在接收由EPS控制器發送的轉向器的角位置信息的同時，可發送指令到EPS控制器，EPS控制器通過對直流電機進行控制進而完成對轉向執行機構的轉向操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中所選用的測試環境示意圖。
[0025]圖2為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛的第一種行駛路線圖。
[0026]圖3為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛的第二種行駛路線圖。
[0027]圖4為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛的第三種行駛路線圖。
[0028]圖5為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛回歸初始位置示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下的說明本質上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應用或用途。下面結合說明書附圖對本發明無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0030]如圖1所示，按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中所選用的測試環境示意圖。本發明的測試環境選用長方形的足球場，但是該足球場的兩端設計為封閉的半圓弧形。足球場的一側設計有一條行駛車道，上端設計有兩條行駛車道。
[0031]本發明中的足球場每條行駛車道的寬度為6m，足球場兩端半圓弧的半徑為15m，足球場的寬度為30m，足球場直線邊長度為64m，當然也可以根據實際需要進行加長或縮短上述的尺寸。本發明將上述的測試環境劃分為四種行駛路線，該四種行駛路線中又將分為八個測試區，當無人駕駛車輛按照這四種行駛路線行駛30次后如果都能通過，則該次測試成功，該車輛達到無人駕駛車輛的基本性能要求；若有任何測試區不通過時，則該次測試失敗。
[0032]本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，包括如下步驟:
第一步，確定所述無人駕駛車輛的測試內容及測試環境，其中所述測試內容包括所述無人駕駛車輛測試路段的引導點，所述測試環境包括所述無人駕駛車輛測試路段的環境要素；
第二步，將所述測試內容及所述測試環境轉化為程序表；
第三步，將所述程序表導入到所述無人駕駛車輛的底層控制系統中，引導所述無人駕駛車輛完成測試。
[0033]第四步，將所述無人駕駛車輛置于測試環境中行駛；
第五步，根據所述無人駕駛車輛行駛次數為30次的平均值判斷該測試方法的效果。
[0034]在本實施例中，所述環境要素包括該測試環境中無人、無車、無其它移動障礙物。
[0035]在本實施例中，所述測試環境劃分為四種行駛路線，該四種行駛路線中又將分為八個測試區。[0036]在本實施例中，測試環境包括加速、減速、右拐調頭、左拐調頭、左右拐彎道、向右拐彎道、向左拐彎道、步進區八種測試區。
[0037]在本實施例中，所述無人駕駛車輛在設定的八種測試區內連續行駛30次。
[0038]在本實施例中，所述無人駕駛車輛在設定的八種測試區內連續行駛30次，成功率為90%以上，其中任何測試區不能通過時，該次測試為失敗。
[0039]在本實施例中，所述無人駕駛車輛的怠速為8-10km|h。
[0040]在本實施例中，所述無人駕駛車輛在直線部分，攝像頭識別車道，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0041]在本實施例中，所述無人駕駛車輛在非直線部分，由底層控制系統根據固定程序實現。
[0042]在本實施例中，所述無人駕駛車輛在步進區的平均步長在20cm以內，測試方法為試驗人員人工測量30次步進總距離，再計算30次的平均步長。
[0043]下面參閱圖2-圖5詳細敘述本發明無人駕駛車輛測試過程中的四種行駛路線。
[0044]如圖2所示(圖中標號為車輛所經過路段標記)為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛的第一種行駛路線圖。
[0045]第一步，車輛在①②位置處啟動行駛一段距離(5m)后，進入加速區，車輛開始加速行駛，最快目標速度為30km/h，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0046]第二步，車輛到達③進入減速區，車速減至怠速，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0047]第三步，車輛到達④進入左拐U字調頭區，車輛以怠速行駛，左拐調頭，此時底層控制系統根據固定程序實現調頭。
[0048]第四步，車輛到達⑤進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0049]第五步，車輛到達⑥進入左拐區，車輛以怠速行駛，通過彎道，此時底層控制系統根據固定程序實現彎道行駛。
[0050]第六步，車輛到達⑦進入右拐大圓弧區，車輛以怠速行駛，通過彎道，此時底層控制系統根據固定程序實現彎道行駛。
[0051]第七步,車輛到達⑧進入步進區，以車輛能夠完成的最小步長，走停30次,此時底層控制系統根據固定程序實現步進。
[0052]第八步，車輛到達⑨進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0053]最后車輛到達⑩進入右拐大圓弧區，車輛以怠速行駛，通過彎道，此時底層控制系統根據固定程序實現彎道行駛。
[0054]當車輛按照上述的路線行駛完成后，該車輛在該段測試路線中的測試成功，接下來進入到第二種路線測試。
[0055]如圖3所示(圖中標號為車輛所經過路段標記)為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛的第二種行駛路線圖。
[0056]第一步，車輛到達進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0057]第二步，車輛到達進入左拐-右拐區，車輛以怠速行駛，通過左拐右拐彎道，此時底層控制系統根據固定程序實現彎道行駛。
[0058]第三步，車輛到達進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0059]第四步，車輛到達進入右拐U字調頭區，車輛以怠速行駛，右拐調頭，此時底層控制系統根據固定程序實現調頭。
[0060]最后車輛到達進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0061]當車輛按照上述的路線行駛完成后，該車輛在該段路線中的測試成功，接下來進入到第三種路線測試。
[0062]如圖4所示(圖中標號為車輛所經過路段標記)為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛的第三種行駛路線圖。
[0063]第一步，車輛到達進入左拐大圓弧區，車輛以怠速行駛，通過彎道，此時底層控制系統根據固定程序實現調頭。
[0064]第一步，車輛到達進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0065]第二步，車輛到達進入左拐大圓弧區，車輛以怠速行駛，通過彎道，此時底層控制系統根據固定程序實現彎道行駛。
[0066]當車輛按照上述的路線行駛完成后，該車輛在該段路線中的測試成功，接下來進入到第四種路線測試。
[0067]如圖5所示(圖中標號為車輛所經過路段標記)為按照本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法中無人駕駛車輛回歸初始位置示意圖。
[0068]第一步，車輛到達進入直線怠速行駛區，車輛以怠速行駛，此時攝像頭識別車道線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
[0069]第二步，車輛到達車輛剎停，車輛停止后距離停止線距離不能超過20cm，此時攝像頭識別車道線、停止線，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛，并停車。
[0070]本發明的另一方面公開了一種無人駕駛車輛環境基本性能測試系統，包括:環境模擬系統及測試系統；所述環境模擬系統為真實的道路環境，如足球場、郊外、閑置空地等；所述測試系統包括底層控制系統、車載天線、廣角攝像頭。
[0071]在本實施例中，所述無人駕駛車輛為經過底層改造后的車輛。
[0072]在本實施例中，所述廣角攝像頭所實現的參數為角度偏差±30°，距離偏差±50cmo
[0073]在本實施例中，所述環境模擬系統中的真實道路環境包括個直線區、多個小圓弧區和兩個大圓弧區。
[0074]通過大量的實驗證明，采用本發明上述的測試系統按照上述的方法進行測試，能夠測試出無人駕駛車輛的基本性能。其所需要的硬件設備較為簡單，測試方便、準確。
[0075]本領域技術人員不難理解，本發明的無人駕駛車輛環境基本性能測試系統及測試方法包括本說明書中各部分的任意組合。限于篇幅且為了使說明書簡明，在此沒有將這些組合一一詳細介紹，但看過本說明書后，由本說明書構成的各部分的任意組合構成的本發明的范圍已經不言自明。
【權利要求】
1.一種無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，包括如下步驟: 第一步，確定所述無人駕駛車輛的測試內容及測試環境，其中所述測試內容包括所述無人駕駛車輛測試路段的引導點，所述測試環境包括所述無人駕駛車輛測試路段的環境要素； 第二步，將所述測試內容及所述測試環境轉化為程序表； 第三步，將所述程序表導入到所述無人駕駛車輛的底層控制系統中，引導所述無人駕駛車輛完成測試， 第四步，將所述無人駕駛車輛置于測試環境中行駛； 第五步，根據所述無人駕駛車輛行駛次數為30次的平均值判斷該測試方法的效果。
2.如權利要求1所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述環境要素包括該測試環境中無人、無車、無其它移動障礙物。
3.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述測試環境劃分為四種行駛路線，該四種行駛路線中又將分為八個測試區。
4.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述測試環境中的八個區包括加速、減速、右拐調頭、左拐調頭、左右拐彎道、向右拐彎道、向左拐彎道、步進區。
5.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述無人駕駛車輛在設定的八種測試區內連續行駛30次。
6.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述無人駕駛車輛在設定的八種測試區內連續行駛30次，成功率為90%以上，其中任何測試區不能通過時，該次測試為失敗。
7.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述無人駕駛車輛的怠速為8-10km|h。
8.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述無人駕駛車輛在直線部分，攝像頭識別車道，發送車道線信息給底層控制系統，控制系統控制車輛巡線行駛。
9.如權利要求1或2所述的無人駕駛車輛環境基本性能測試方法，其特征在于:所述無人駕駛車輛在非直線部分，由底層控制系統根據固定程序實現。
10.一種無人駕駛車輛環境基本性能測試系統，包括:環境模擬系統及測試系統； 所述環境模擬系統為真實的道路環境，如足球場、郊外、閑置空地等； 所述測試系統包括底層控制系統、車載天線、廣角攝像頭。
【文檔編號】G05B23/02GK103852264SQ201410118860
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】田娥, 楊青, 潘峰, 張雪芬, 梁愛華, 和青芳 申請人:北京聯合大學