CN102592414A - 一种驾驶员主动安全预警***的测试平台 - Google Patents

一种驾驶员主动安全预警***的测试平台 Download PDF

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王睿达
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Abstract

本发明涉及一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，它包括数据采集单元、测试工况数据库、离线分析单元和分析报告单元，离线分析单元包括离线分析回放子单元和离线分析判定子单元；数据采集单元实时采集实验车辆行驶过程中不同时刻的道路环境视频信息和自车状态信息，并将所有信息全部发送并保存到测试工况数据库中；离线分析回放子单元提取样本并将其发送到待测***中，待测***在仿真环境下产生预警信号，离线分析回放子单元将预警信号、以及与预警信号相对应的样本发送到离线分析判定子单元，离线分析判定子单元分析道路环境视频信息、自车状态信息以及预警信号进行判定生成判定结果，并将判定结果发送到分析报告单元，并由其生成图线和文档。本发明可以广泛应用于各种汽车报警***的测试中。

Description

一种驾驶员主动安全预警***的测试平台
技术领域
本发明涉及一种汽车预警***的测试平台，特别是关于一种基于可视图像的驾驶员主动安全预警***的测试平台。
背景技术
驾驶员主动安全预警***中非常重要的两个组成部分是防追尾报警和车道偏离报警，集成有这两种报警功能的车辆行驶安全状态实时监测及预警技术逐渐成为某些车辆的标配产品，由于驾驶员主动安全产品涉及到交通安全从而关系到人身安全，因此对于预警功能是否完备、性能是否可靠的测试显得尤为重要。目前针对防追尾报警和车道偏离报警性能的测试和评价尚未形成统一的认识，针对驾驶员主动安全预警***产品的测试设备由于仿真度需求高，平台设计工作复杂，通用性要求高，因此大都倾向于道路实车测试，但是这种方式耗费的人力和财力都比较大，且此类***的测试方法没有统一方案和标准，不容易测试出***潜在的能力和各种真实的参数。
现有技术中测试预警***的装置是采用固定在车辆上方两侧的图像传感器采集路面图像，同时采集车载CAN单元的车速和报警时刻的信息实时计算车辆与车道线距离和自车行驶轨迹偏离车道线的离线速度，但是上述装置对于车道偏离报警的准确性判断只考虑到了车道线和车轮之间的相对距离以及自车行驶轨迹偏离车道线的离线速度，并不能从驾驶员角度出发综合考虑道路情况从而判断车道偏离报警的准确性，而且上述装置也不能完全保证检测出的实际道路车道线与自车之间的真实状态。
现有技术中测试防追尾报警***的也有使用人工比对的方法，即实时记录行车环境影像资料，通过测试人员比对安装有报警***的单一车辆实际行驶过程中每一次防追尾报警时刻对应的行车环境图像资料，以此得到每一次报警准确性，这种方法可以真实地反映防追尾报警***的报警可靠性，但是此种测试方法并没有集成在相应的测试平台上，由于测试样本无法通用，测试人员不能标准化、***化的应用单一车辆的样本，而且道路状况随机性导致了报警的随机性，因此，这种测试方法对于同类产品性能测试也缺乏通用性和可重复性，一旦更换不同产品或进行产品升级，就需要再次进行大量道路试验，使测试人员的工作量极其庞大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种测试精度高、实时性强、可读性强、测试样本具有可重复性，且测试平台具有通用性的驾驶员主动安全预警***的测试平台。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：它包括一数据采集单元、一测试工况数据库、一离线分析单元和一分析报告单元，所述离线分析单元包括一离线分析回放子单元和一离线分析判定子单元；所述数据采集单元实时采集实验车辆行驶过程中不同时刻的道路环境视频信息和自车状态信息，并将同一时刻的道路环境视频信息和自车状态信息保存成一样本，所述数据采集单元将每一时刻所对应的样本全部发送并保存到所述测试工况数据库中；所述离线分析回放子单元在离线分析阶段提取所述测试工况数据库中的样本并将所述样本发送到一待测***中，所述待测***在具备产生预警信号条件的样本仿真环境下产生预警信号，所述离线分析回放子单元将产生的预警信号、以及与产生所述预警信号相对应的样本一起发送到所述离线分析判定子单元，所述离线分析判定子单元综合道路环境视频信息、自车状态信息以及产生的预警信号进行判定生成当前样本所对应的预警场景判定结果，并将所述判定结果发送到所述分析报告单元，所述分析报告单元对当前样本预警场景判定结果进行解析，生成解析图线和判定结果文档。
所述数据采集单元包括一视频数据采集模块、一CAN报文数据采集解析模块、一数据处理模块、一视频数据监控模块和一用户控制模块；所述视频数据采集模块的输入端连接设置在实验车辆上方的图形传感器的输出端，所述CAN报文数据采集解析模块的输入端连接实验车辆的车载ECU单元总线接口，所述视频数据采集模块的输出端和CAN报文数据采集解析模块的输出端分别连接所述数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接所述测试工况数据库的输入端，所述视频数据监控模块的输入端连接所述图像传感器的输出端对道路环境的视频信息状态进行监控，同时所述视频数据采集模块和CAN报文数据采集解析模块的输入端还分别连接所述用户控制模块的输出端。
所述离线分析回放子单元包括一视频数据回放模块、一CAN报文数据回放解析模块、一样本回放控制模块、一视频数据监控模块和一用户控制模块；所述视频数据回放模块和CAN报文数据回放解析模块的输入端分别经所述用户控制模块连接所述测试工况数据库的输出端，所述视频数据回放模块的输出端连接一任意波形发生器的输入端，所述CAN报文数据回放解析模块的输出端连接一局域网络CAN卡的输入端，所述任意波形发生器和局域网络CAN卡的输出端经所述样本回放控制模块连接所述待测***的输入端，且所述视频数据监控模块的输入端连接所述视频数据回放模块的输出端。
所述离线分析判定子单元包括一人工比对模块和一预警信号解析模块，所述人工比对模块包括一车道偏离报警正确记录单元、一车道偏离报警误报记录单元、一车道偏离报警漏报记录单元，一前撞报警正确记录单元、一前撞报警误报记录单元、一前撞报警漏报记录单元；所述预警信号解析模块的输入端通过局域网CAN卡连接所述待测***报警信号输出端，测试人员通过所述人工比对模块比对测试工况数据库回放给待测***的仿真数据和待测***的报警信息发生的场景，对每一次报警进行正报、误报和漏报的判定，并将判定结果发送到所述预警信号解析模块记录判定的时刻和当前样本对应的时间段每种判定结果的次数，且所述预警信号解析模块将判定结果发送到所述分析报告单元。
所述分析报告单元包括一CAN报文数据解析模块、一文档生成模块和一时间图线解析模块，所述文档生成模块的显示形式为“样本编号，具体时间，报警结果”，所述时间图线解析模块是以当前回放样本的时间为基准，显示实验车辆的各种数据的曲线，包括车速-时间曲线、报警时刻-时间曲线、转向灯-时间曲线、刹车信号-时间曲线和待测***报警-时间曲线。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用数据采集单元，数据采集单元设置有视频数据采集模块、CAN报文数据采集解析模块、数据处理模块和视频数据监控模块，且所有模块均采用PXI***和PXI系列硬件，因此可以将不同类型数据的采集和处理一体化、集成化、高速化，不仅提高了测试***在离线仿真阶段对实际行车道路环境的仿真度，使测试中图像参数、报警参数的数据获得更加准确，且实时性强，测试精度高。2、本发明由于建立了测试工况数据库，因此使得每一个工况样本都是可以重复的，在同一个工况样本的仿真数据前提下可以测试不同待测***对于相同报警仿真场景的反应，从而避免了实车道路测试报警场景随机性的缺点，因此使得输入待测***的测试样本是可以重复使用的。3、由于本发明的测试平台的外部通讯接口全部采用通用的BNC接口、SMB接口、DB-9接口、RCA接口，因此，基于可见光行车图像信息处理技术的驾驶员主动安全预警***均可以在相应的接口转换之后接入测试平台，从而增加了测试平台对于待测***的硬件在测试时的通用性，并且测试平台的数据采集单元和离线分析单元都分别设置有用户控制模块，因此可以采用用户控制模块对某些参数进行配置，使得待测***在接入测试平台过程中，可以通过改变工作参数以适应不同的待测***的工作额定参数，因此有效提高了不同待测***的通用性。4、本发明由于在离线判定子单元中设置有一人工对比模块以及在分析报告单元中设置时间图线解析模块，使得所有平台使用人员在测试过程中使用统一的测试方法，因此非常方便测试人员得到可读性较强的测试结果。5、本发明与现有技术相比在测试时并不是单一考虑车道线与车轮实际的位置关系，而是测试人员从驾驶员角度出发，观察工况样本，根据实际道路状况综合考虑，从而判断车道偏离报警和防追尾报警的每一次报警的性质，因此有效提高了报警的准确性。本发明可以广泛应用于各种汽车报警***的测试中。
附图说明
图1是本发明测试平台的结构示意图；
图2是本发明测试平台的数据采集单元结构示意图；
图3是本发明测试平台的离线分析单元的结构示意图；
图4是本发明测试平台的人工比对模块的工作流程示意图；
图5是本发明测试人员对报警性质判定记录的操作界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的测试平台包括一数据采集单元1、一测试工况数据库2、一离线分析单元3和一分析报告单元4，离线分析单元3包括一离线分析回放子单元31和一离线分析判定子单元32。本发明的测试平台在使用时分为两个阶段，分别为获取样本和测试待测***预警功能。
获取样本时，需要将测试平台设置在实验车辆的驾驶舱内，测试平台的电源端连接输出功率为850W以上的实验车辆的车载逆变器，车载逆变器为测试平台提供220V交流电源，此时数据采集单元1实时采集实验车辆行驶过程中不同时刻的道路环境视频信息和实验车辆的自车状态信息，并将同一时刻所采集的道路环境视频信息和实验车辆的自车状态信息保存到同一数组中形成一样本，数据采集单元1将不同时刻对应的所有样本发送并保存到测试工况数据库2中。
测试待测***预警功能时，测试平台处于离线阶段，离线分析回放子单元31从测试工况数据库2中提取的样本作为仿真数据后发送到待测***5，待测***5在具备产生预警信号条件的仿真环境下产生预警信号，离线分析回放子单元31将产生的预警信号、以及与预警信号相对应的样本一起发送到离线分析判定子单元32，离线分析判定子单元32综合分析道路环境视频信息、实验车辆的自车状态信息以及预警信号进行判定，生成当前样本所对应的预警场景判定结果，并将判定结果发送到分析报告单元4，分析报告单元4对当前样本预警场景判定结果进行解析，生成解析图线和判定结果文档。
上述实施例中，道路环境视频信息为实验车辆前方的道路图像信息，实验车辆的自车状态信息为车载ECU单元中包含的左、右转向灯，实时车速和刹车踏板信息。
如图1、图2所示，上述各实施例中，数据采集单元1包括一视频数据采集模块11、一CAN报文数据采集解析模块12、一数据处理模块13、一视频数据监控模块14和一用户控制模块15；视频数据采集模块11的输入端连接设置在实验车辆上方的图形传感器的输出端，CAN报文数据采集解析模块12的输入端连接实验车辆的车载OBD接口即车载ECU单元总线接口，视频数据采集模块11的输出端和CAN报文数据采集解析模块12的输出端分别连接数据处理模块13的输入端，数据处理模块的输出端13连接测试工况数据库2的输入端，视频数据监控模块14的输入端连接图像传感器的输出端对道路环境的视频信息的状态进行监控，同时视频数据采集模块11和CAN报文数据采集解析模块12的输入端分别连接用户控制模块15的输出端分别对道路环境视频信息和CAN报文数据的采样率、采样时间、保存路径、存储格式进行设置，使得对道路环境视频信息和CAN报文数据的时序同步，道路环境视频信息的存储格式为AVI，CAN报文数据的存储格式为txt文档。
开始采集数据时，视频数据采集模块11将采集的道路环境视频信息和CAN报文数据采集解析模块12采集的自车状态信息同时发送到数据处理模块13，数据处理模块13将接收到的同一时间段的道路环境视频信息和自车状态的信息按照采集时刻分别命名，并将标记为同一时间段内的所有道路环境视频信息和自车状态信息保存到一数组中形成一样本，完成一次数据采集后，数据处理模块13将所采集的样本发送到测试工况数据库中，其中，视频数据采集模块11可以采用数字化仪PXI-5122，CAN报文数据采集解析模块12可以采用PXI-8513/2局域网络CAN卡，数据处理模块13可以采用嵌入式控制器PXI-8108，视频数据监控模块14可以采用PCI-1409板卡，所有的器件在采集数据前可以通过用户控制模块15设置其工作参数，所有PXI器件的外部通讯接口全部采用通用的BNC接口、SMB接口、DB-9接口、RCA接口。
上述各实施例中，测试工况数据库可以是用户自设路径的文件夹，位于嵌入式控制器PXI-8108的内部集成的硬盘中，包含采集的所有道路环境视频信息、自车状态CAN报文数据信息。
上述各实施例中，离线分析回放子单元31包括一视频数据回放模块311、一CAN报文数据回放解析模块312、一样本回放控制模块313、一视频数据监控模块314和一用户控制模块315；视频数据回放模块311和CAN报文数据回放解析模块312的输入端分别连接测试工况数据库2的输出端，视频数据回放模块311的输出端连接一任意波形发生器316的输入端，CAN报文数据回放解析模块312的输出端连接一局域网络CAN卡317的输入端，任意波形发生器316和局域网络CAN卡317的输出端通过样本回放控制模块313连接到待测***的输入端，且视频数据监控模块314的输入端连接视频数据回放模块311的输出端，视频数据回放模块311和CAN报文数据回放解析模块312的输入端还分别连接用户控制模块315，对样本提取路径、回放的时间、转换率、错误提示、CAN报文解析DBC文件导入等进行设置。
回放样本数据时，任意波形发生器316将获取的样本中的道路环境视频信息发送到待测***5中即取代待测***的图像传感器作为仿真视频信号源，同时，局域网络CAN卡317将同一样本的实验自车状态数据也发送到待测***5即取代车载ECU单元作为仿真报文信号源，待测***5根据仿真视频信号源和仿真报文信号源使其在仿真道路环境下工作，待测***5综合根据道路环境信息和自车状态信息从而产生预警信号，其中通过样本回放控制模块313对样本数据进行播放、暂停、回放等进行控制，视频数据监控模块314对样本中的道理环境视频信息的状态进行控制，其中任意波形发生器316可以采用PIX-5421，局域网络CAN卡317可以采用PXI-8513，两者可以通过用户控制模块315对其端口和工作参数进行初始设置。
如图4所示，上述各实施例中，离线分析判定子单元32包括一人工比对模块321和一预警信号解析模块322。人工比对模块321包括有一车道偏离报警正确记录单元、一车道偏离报警误报记录单元、一车道偏离报警漏报记录单元，一前撞报警正确记录单元、一前撞报警误报记录单元、一前撞报警漏报记录单元，预警信号解析模块322的输入端通过局域网CAN卡317连接待测***5的报警信号输出端。测试人员通过人工比对模块321比对测试工况数据库2回放给待测***的仿真数据和待测***5的报警信息发生的场景，对每一次报警进行正报、误报和漏报的判定，并将判定结果发送到预警信号解析模块记录判定的时刻和在此样本对应的时间段每种判定结果的次数，即测试人员根据待测***报警的情况判定报警的性质，预警信号解析模块记录每一次判定的意义和相对于一个样本播放时段的时刻，并以文档的格式记录下来，例如一个样本时长为6分钟，车道偏离报警正确在1分20秒的时候，预警信号解析模块将记录“样本编号，00时01分20秒，**车道偏离报警正确”。在离线分析阶段，测试人员针对回放到待测***的每一样本所产生的报警信号进行比对，每一个样本完成后比对称为“一次测试完成”，通过预警信号解析模块对数据进行处理后将判定结果发送打到分析报告单元4。
上述各实施例中，分析报告单元4包括一CAN报文数据解析模块41、一文档生成模块42和一时间图线解析模块43。分析报告单元4根据记录待测***预警信号和判定结果针对每次测试生成图线和文档，主要包含：1)每次回放的样本报警的性质，性质包含本次测试样本的左右车道偏离报警-时间曲线、前撞报警-时间曲线；2)每次回放的样本性质，性质包括本次回放样本中的左右转向灯-时间曲线、刹车-时间曲线、车速-时间曲线；3)待测***对本次回放的报警表现，包含测试人员对待测***针对本次样本的预警反应是否正确、是否误报、是否漏报的判定结果，显示形式是“样本编号，**时**分**秒，**报警正确或误报或错报”。其中，CAN报文解析模块41对于当前测试的样本中自车状态信息的左、右转向灯，车速，刹车踏板信号和待测***在当前样本中的报警的车道偏离报警信号和防追尾报警信号发生的时刻、次数通过上述此类信号的CAN报文使得所有上述信号在时间上同步，保证时间图线解析模块43能够正常工作，文档生成模块42的显示形式为“样本编号，具体时间，报警结果”，时间图线解析模块43以当前回放样本的时间为基准，显示实验车辆的各种数据的曲线，包括车速-时间曲线、报警时刻-时间曲线、转向灯-时间曲线、刹车信号-时间曲线、待测***报警-时间曲线。
如图5所示，上述各实施例中，本发明的运行平台可以采用LABVIEW虚拟仪器。为了测试人员方便对待测***报警性质判定，可以在运行平台界面上对应设置显示单元，实时对测试过程和判断结果进行显示。在运行平台界面上可以对应样本回放控制模块设置暂停/播放虚拟按键，在离线分析单元点击操作界面的“暂停/播放”便可以控制样本的回放进度，在操作界面中心还可以设置有一视频观察区6和一虚拟车速显示表7，视频观察区6可以显示道路环境视频信息，虚拟车速显示表7可以解析自车状态的实时车速；视频观察区6的上方设置有两虚拟的转向灯80、81，且在两转向灯80、81之间设置有一虚拟刹车灯82，转向灯主要是解析自车状态的左、右转向灯信号，刹车灯解析自车状态的刹车信号；视频观察区6的下方设置有虚拟的车道偏离报警灯90、91，车道偏离报警灯90、91之间设置有一虚拟的防追尾报警灯92，防追尾报警灯解析待测***输出的防追尾报警信号。操作界面的下部设置有一判定结果显示区，判定结果显示区包括有一表示车道偏离报警判定结果显示区和一表示防追尾报警判定结果显示区，对应人工比对模块设置有六个显示灯，车道偏离报警判定结果显示区和防追尾报警判定结果显示区均设置有正确、误报和漏报三个显示灯。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各模块的名称和信号传递方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：它包括一数据采集单元、一测试工况数据库、一离线分析单元和一分析报告单元，所述离线分析单元包括一离线分析回放子单元和一离线分析判定子单元；所述数据采集单元实时采集实验车辆行驶过程中不同时刻的道路环境视频信息和自车状态信息，并将同一时刻的道路环境视频信息和自车状态信息保存成一样本，所述数据采集单元将每一时刻所对应的样本全部发送并保存到所述测试工况数据库中；所述离线分析回放子单元在离线分析阶段提取所述测试工况数据库中的样本并将所述样本发送到一待测***中，所述待测***在具备产生预警信号条件的样本仿真环境下产生预警信号，所述离线分析回放子单元将产生的预警信号、以及与产生所述预警信号相对应的样本一起发送到所述离线分析判定子单元，所述离线分析判定子单元综合道路环境视频信息、自车状态信息以及产生的预警信号进行判定生成当前样本所对应的预警场景判定结果，并将所述判定结果发送到所述分析报告单元，所述分析报告单元对当前样本预警场景判定结果进行解析，生成解析图线和判定结果文档。
2.如权利要求1所述的一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：所述数据采集单元包括一视频数据采集模块、一CAN报文数据采集解析模块、一数据处理模块、一视频数据监控模块和一用户控制模块；所述视频数据采集模块的输入端连接设置在实验车辆上方的图形传感器的输出端，所述CAN报文数据采集解析模块的输入端连接实验车辆的车载ECU单元总线接口，所述视频数据采集模块的输出端和CAN报文数据采集解析模块的输出端分别连接所述数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接所述测试工况数据库的输入端，所述视频数据监控模块的输入端连接所述图像传感器的输出端对道路环境的视频信息状态进行监控，同时所述视频数据采集模块和CAN报文数据采集解析模块的输入端还分别连接所述用户控制模块的输出端。
3.如权利要求1所述的一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：所述离线分析回放子单元包括一视频数据回放模块、一CAN报文数据回放解析模块、一样本回放控制模块、一视频数据监控模块和一用户控制模块；所述视频数据回放模块和CAN报文数据回放解析模块的输入端分别经所述用户控制模块连接所述测试工况数据库的输出端，所述视频数据回放模块的输出端连接一任意波形发生器的输入端，所述CAN报文数据回放解析模块的输出端连接一局域网络CAN卡的输入端，所述任意波形发生器和局域网络CAN卡的输出端经所述样本回放控制模块连接所述待测***的输入端，且所述视频数据监控模块的输入端连接所述视频数据回放模块的输出端。
4.如权利要求2所述的一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：所述离线分析回放子单元包括一视频数据回放模块、一CAN报文数据回放解析模块、一样本回放控制模块、一视频数据监控模块和一用户控制模块；所述视频数据回放模块和CAN报文数据回放解析模块的输入端分别经所述用户控制模块连接所述测试工况数据库的输出端，所述视频数据回放模块的输出端连接一任意波形发生器的输入端，所述CAN报文数据回放解析模块的输出端连接一局域网络CAN卡的输入端，所述任意波形发生器和局域网络CAN卡的输出端经所述样本回放控制模块连接所述待测***的输入端，且所述视频数据监控模块的输入端连接所述视频数据回放模块的输出端。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：所述离线分析判定子单元包括一人工比对模块和一预警信号解析模块，所述人工比对模块包括一车道偏离报警正确记录单元、一车道偏离报警误报记录单元、一车道偏离报警漏报记录单元，一前撞报警正确记录单元、一前撞报警误报记录单元、一前撞报警漏报记录单元；所述预警信号解析模块的输入端通过局域网CAN卡连接所述待测***报警信号输出端，测试人员通过所述人工比对模块比对测试工况数据库回放给待测***的仿真数据和待测***的报警信息发生的场景，对每一次报警进行正报、误报和漏报的判定，并将判定结果发送到所述预警信号解析模块记录判定的时刻和当前样本对应的时间段每种判定结果的次数，且所述预警信号解析模块将判定结果发送到所述分析报告单元。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：所述分析报告单元包括一CAN报文数据解析模块、一文档生成模块和一时间图线解析模块，所述文档生成模块的显示形式为“样本编号，具体时间，报警结果”，所述时间图线解析模块是以当前回放样本的时间为基准，显示实验车辆的各种数据的曲线，包括车速-时间曲线、报警时刻-时间曲线、转向灯-时间曲线、刹车信号-时间曲线和待测***报警-时间曲线。
7.如权利要求5所述的一种驾驶员主动安全预警***的测试平台，其特征在于：所述分析报告单元包括一CAN报文数据解析模块、一文档生成模块和一时间图线解析模块，所述文档生成模块的显示形式为“样本编号，具体时间，报警结果”，所述时间图线解析模块是以当前回放样本的时间为基准，显示实验车辆的各种数据的曲线，包括车速-时间曲线、报警时刻-时间曲线、转向灯-时间曲线、刹车信号-时间曲线和待测***报警-时间曲线。
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