CN105652690A - 自动泊车***车辆在环测试***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动泊车***车辆在环测试***及方法，真实车辆运行在一个平地上，DGPS模块、IMU模块、实时处理仿真处理装置、传感器仿真模拟器均布置在车辆上。对于测试车辆来说实际是运行在虚拟的交通环境中。仿真模型提供虚拟道路和交通场景；实时仿真处理装置一方面传输环境的信息；一方面接收测试车辆的运动状态信息。将传感器仿真模拟器所接收的环境信息提供给真实传感器，当自动泊车控制器接收到真实传感器的信号后发出相应的控制指令给对应的执行机构，实现一个闭环的***，从而实现对自动泊车功能的测试。本发明能够验证自动泊车***的各种功能，降低了自动泊车***的测试难度和风险，减少了对场地，真实交通和障碍物车辆的需求。

Description

自动泊车***车辆在环测试***及方法

技术领域

本发明属于信息采集、仿真技术，具体涉及一种自动泊车***车辆在环测试***及方法。

背景技术

自动泊车***是一种驾驶员辅助***，该***能够帮助驾驶员将车辆泊入停车位中。自动泊车***作为一种代替驾驶员主动控制车辆进行转向、换挡、车速控制、制动控制的智能化配置，其***的可靠性显得尤为重要。目前对自动泊车***的测试一般有两种方法：第一种是在测试场地中搭建各种实际的障碍物、车辆进行场景测试；第二种是搭建HIL（硬件在环测试平台），将自动泊车控制器跟车辆的各控制器电连在一起进行模拟测试。

第一种测试方法：采用人工搭建实际场景测试，在测试时，可能由于***失效发生碰撞风险，存在不安全隐患。人工搭建的场景弊端还在于，每次场景复现均由人来控制，在场景布置上不可能每次都一样，存在误差。目前采用人工搭建场景的测试方法耗时比较长，在测试场景较多的情况下，不能够快速有效的完成测试。不是所有的测试场景都能够在测试场地中搭建出来，一些特殊测试场景的覆盖度也不够全面，因此人工搭建场地测试虽然是自动泊车***测试必须采用的一种方法，但是对场景验证的可靠性不够充分。

第二种测试方法：采用HIL进行测试，该测试方法能对功能进行验证，但无法验证自动泊车***的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动泊车***车辆在环测试***及方法，能验证自动泊车***的各种功能，降低自动泊车***的测试难度和风险，减少对场地，真实交通和障碍物车辆的需求。

本发明所述的自动泊车***车辆在环测试***，包括测试车辆、DGPS模块、IMU模块、实时仿真处理装置和传感器仿真模拟器；

所述测试车辆为搭载了自动泊车***的真实车辆，自动泊车***包括自动泊车控制器以及相应的真实传感器，真实传感器与自动泊车控制器连接；

所述DGPS模块（即差分全球定位***）用于实时检测测试车辆的GPS坐标信息，该DGPS模块安装在测试车辆上；

所述IMU模块（即惯性测量单元）用于实时检测测试车辆的运动状态信息以及接收所述DGPS模块所发送的GPS坐标信息，该IMU模块安装在测试车辆上，且IMU模块与DGPS模块连接；

所述实时仿真处理装置用于搭建车辆模型以及测试场景，模拟出测试所需的环境信息，并接收所述IMU模块所发送的运动状态信息和GPS坐标信息，用于实时仿真处理装置与测试车辆的实时交互，所述车辆模型的形状、尺寸与测试车辆的形状、尺寸一致，该实时仿真处理装置与IMU模块连接；

所述传感器仿真模拟器用于搭建虚拟传感器，虚拟传感器在车辆模型上的标定位置与真实传感器在测试车辆上的安装位置一致，所述虚拟传感器用于接收实时仿真处理装置中所模拟的环境信息，并将该环境信息提供给对应的真实传感器，真实传感器将所接收的环境信息发送给自动泊车控制器，自动泊车控制器基于该环境信息向测试车辆上的执行机构发出相应的控制指令，由执行机构自动完成泊车功能的测试，该传感器仿真模拟器分别与实时仿真处理装置、自动泊车***连接。

所述运动状态信息包含速度、加速度、偏航角、偏航率以及纵向、侧向、垂直方向的位移。

本发明所述的自动泊车***车辆在环测试方法，采用如本发明所述的自动泊车***车辆在环测试***，所述测试车辆行驶在平地上，包括以下步骤：

所述DGPS模块实时检测测试车辆的GPS坐标信息，并将该GPS坐标信息发送给IMU模块；

所述IMU模块实时检测测试车辆的运动状态信息，并将该运动状态信息与所接收的GPS坐标信息发送给实时仿真处理装置；

所述实时仿真处理装置基于所述运动状态信息、GPS坐标信息对车辆模型的当前行驶的运动学特征和位移轨迹进行修正，使车辆模型的运动轨迹与真实车辆的运动轨迹一致；

所述虚拟传感器接收实时仿真处理装置中所模拟的环境信息，并将该环境信息提供给对应的真实传感器，真实传感器将所接收的环境信息发送给自动泊车控制器，自动泊车控制器基于该环境信息向测试车辆上的执行机构发出相应的控制指令，由执行机构自动完成泊车功能测试。

真实车辆运行在一个宽阔安全的平地上，DGPS模块、IMU模块、实时处理仿真处理装置、传感器仿真模拟器均布置在车辆上。对于测试车辆来说实际是运行在虚拟的交通环境中。仿真模型提供虚拟道路和交通场景；实时仿真处理装置一方面传输环境的信息；一方面接收测试车辆的运动状态信息。将传感器仿真模拟器所接收的环境信息提供给真实传感器，当自动泊车控制器接收到真实传感器的信号后发出相应的控制指令给对应的执行机构，实现一个闭环的***，从而实现对自动泊车功能的测试。

本发明具有以下优点：

（1）本发明能够高效的验证自动泊车***的各种功能，降低自动泊车***的测试难度和风险，减少了对场地，真实交通和障碍物车辆的需求；

（2）测试场景具有可重复性、可控性，具备批量化的测试能力；

（3）能够提高自动泊车***的可靠性测试能力，在整车级别测试***间的通讯连接和整车运动状态，能够对自动泊车***进行充分的验证，保证了***在各种泊车场景中都能安全可靠地运行。

附图说明

图1为发明的原理框图；

图中，1-DGPS模块、2-IMU模块、3-实时仿真处理装置、4-传感器仿真模拟器、5-自动泊车控制器、6-测试车辆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的自动泊车***车辆在环测试***，包括测试车辆6、DGPS模块1、IMU模块2、实时仿真处理装置3和传感器仿真模拟器4。

测试车辆6为搭载了自动泊车***的真实车辆，自动泊车***包括自动泊车控制器5以及相应的真实传感器，真实传感器与自动泊车控制器5连接；驾驶员能够正常的驾驶测试车辆6并使用自动泊车***。

所述DGPS模块1用于实时检测测试车辆6的GPS坐标信息，该DGPS模块1安装在测试车辆6上。

所述IMU模块2用于实时检测测试车辆6的运动状态信息以及接收所述DGPS模块1所发送的GPS坐标信息，该运动状态信息包含速度、加速度、偏航角、偏航率以及纵向、侧向、垂直方向的位移。IMU模块2安装在测试车辆6上，且IMU模块2与DGPS模块1连接。

所述实时仿真处理装置3用于搭建车辆模型以及测试场景，模拟出测试所需的环境信息，该实时仿真处理装置3与IMU模块2连接。该实时仿真处理装置3包括上位机以及运行在上位机内的仿真软件（比如：CarMaker、PreScan、CarSim），在虚拟的仿真环境中：

（1）搭建虚拟的车辆模型，车辆模型的形状、尺寸与测试车辆6的形状、尺寸一致。

（2）搭建测试场景，利用仿真软件中的交通环境场景模型库，搭建道路、路沿、其它交通车辆、树木、墙面等不同障碍物构成的泊车环境。

（3）将泊车位场景和虚拟的车辆模型设置为同一坐标系中。

（4）将真实的车辆运动轨迹同步在虚拟的车辆模型上，实现真实车辆的运动轨迹跟虚拟的车辆模型的运动轨迹一致。

同时仿真软件能够实现场景批量化测试功能，虚拟测试场景能够以实时动画的形式显示在上位机的显示器上，驾驶员可以通过显示器观察整个测试过程，以及通过观察周边虚拟的环境进行相应的操作。所有的测试数据能够实时同步的记录在实时仿真处理装置3中。

实时仿真处理装置3还实时接收所述IMU模块2所发送的运动状态信息和GPS坐标信息，用于实时仿真处理装置3与测试车辆6的实时交互，实时仿真处理装置3通过实时测量所得与空间卫星定位对车辆当前行驶的运动学特性和位移轨迹进行修正，从而保证实时仿真处理装置3中运行的仿真软件里面的车辆模型每一步的位移均与测试车辆6的位移控制在厘米级的精度范围内。

所述传感器仿真模拟器4用于搭建虚拟传感器，同时需要将虚拟传感器标定在车辆模型上，虚拟传感器在车辆模型上的标定位置与真实传感器在测试车辆6上的安装位置一致。测试时，将测试车辆6上的真实传感器设置在传感器仿真模拟器4中，虚拟传感器用于接收实时仿真处理装置3中所模拟的环境信息，并将该环境信息提供给对应的真实传感器，真实传感器将所接收的环境信息发送给自动泊车控制器5，自动泊车控制器5基于该环境信息向测试车辆6上的执行机构发出相应的控制指令，由执行机构自动完成泊车功能的测试，该传感器仿真模拟器4分别与实时仿真处理装置3、自动泊车***连接。

本发明所述的自动泊车***车辆在环测试方法，采用如本发明所述的自动泊车***车辆在环测试***，在整个测试过程中，测试车辆6均是行驶在平地上，包括以下步骤：

所述DGPS模块1实时检测测试车辆6的GPS坐标信息，并将该GPS坐标信息发送给IMU模块2；

所述IMU模块2实时检测测试车辆6的运动状态信息，并将该运动状态信息与所接收的GPS坐标信息发送给实时仿真处理装置3；

所述实时仿真处理装置3基于所述运动状态信息、GPS坐标信息对车辆模型的当前行驶的运动学特征和位移轨迹进行修正，使车辆模型的运动轨迹与真实车辆的运动轨迹一致；

所述虚拟传感器接收实时仿真处理装置3中所模拟的环境信息，并将该环境信息提供给对应的真实传感器，真实传感器将所接收的环境信息发送给自动泊车控制器5，自动泊车控制器5基于该环境信息向测试车辆6上的执行机构发出相应的控制指令，由执行机构自动完成泊车功能测试。此时，测试车辆6会在真实的没有障碍物的平地上进行自动泊车的一系列动作，而在实时仿真处理装置3中的仿真软件动画显示界面上，虚拟的车辆模型同步的在虚拟的测试场景中进行泊车动作，使车辆泊入虚拟的停车位内，从而实现整个自动泊车***车辆在环测试过程。

本发明所述的自动泊车***车辆在环测试方法的测试的操作步骤如下：

步骤1、将测试车辆6行驶到空旷的测试场地，测试场地需很好并且均匀地接收GPS信号和GPRS信号；

步骤2、DGPS模块1初始化，以接收GPS。

步骤3、IMU模块2初始化：

3a、直线加速到30km/h；

3b、行驶一段距离后，以一定速度作“8”字型行驶3到5分钟，如果情况允许，达到尽量大的横向加速度；

步骤4、测试车辆6行驶至任意点作为初始位置，在测试场景中开始一测试用例，驾驶员驾驶测试车辆6前进。

步骤5、当测试用例结束时，在软件中停止该测试用例。当前车身位置即可作为下一个测试的初始点，或者可以行驶到任意位置，在开始下一个测试用例时该位置即为新的初始点。

DGPS模块1以及IMU模块2的初始化只需要操作一次即可。

Claims (3)

1.一种自动泊车***车辆在环测试***，其特征在于：包括测试车辆（6）、DGPS模块（1）、IMU模块（2）、实时仿真处理装置（3）和传感器仿真模拟器（4）；

所述测试车辆（6）为搭载了自动泊车***的真实车辆，自动泊车***包括自动泊车控制器（5）以及相应的真实传感器，真实传感器与自动泊车控制器（5）连接；

所述DGPS模块（1）用于实时检测测试车辆（6）的GPS坐标信息，该DGPS模块（1）安装在测试车辆（6）上；

所述IMU模块（2）用于实时检测测试车辆（6）的运动状态信息以及接收所述DGPS模块（1）所发送的GPS坐标信息，该IMU模块（2）安装在测试车辆（6）上，且IMU模块（2）与DGPS模块（1）连接；

所述实时仿真处理装置（3）用于搭建车辆模型以及测试场景，模拟出测试所需的环境信息，并接收所述IMU模块（2）所发送的运动状态信息和GPS坐标信息，用于实时仿真处理装置（3）与测试车辆（6）的实时交互，所述车辆模型的形状、尺寸与测试车辆（6）的形状、尺寸一致，该实时仿真处理装置（3）与IMU模块（2）连接；

所述传感器仿真模拟器（4）用于搭建虚拟传感器，虚拟传感器在车辆模型上的标定位置与真实传感器在测试车辆（6）上的安装位置一致，所述虚拟传感器用于接收实时仿真处理装置（3）中所模拟的环境信息，并将该环境信息提供给对应的真实传感器，真实传感器将所接收的环境信息发送给自动泊车控制器（5），自动泊车控制器（5）基于该环境信息向测试车辆（6）上的执行机构发出相应的控制指令，由执行机构自动完成泊车功能的测试，该传感器仿真模拟器（4）分别与实时仿真处理装置（3）、自动泊车***连接。

2.根据权利要求1所述的自动泊车***车辆在环测试***，其特征在于：所述运动状态信息包含速度、加速度、偏航角、偏航率以及纵向、侧向、垂直方向的位移。

3.一种自动泊车***车辆在环测试方法，其特征在于：采用如权利要求1或2所述的自动泊车***车辆在环测试***，所述测试车辆（6）行驶在平地上，包括以下步骤：

所述DGPS模块（1）实时检测测试车辆（6）的GPS坐标信息，并将该GPS坐标信息发送给IMU模块（2）；

所述IMU模块（2）实时检测测试车辆（6）的运动状态信息，并将该运动状态信息与所接收的GPS坐标信息发送给实时仿真处理装置（3）；

所述实时仿真处理装置（3）基于所述运动状态信息、GPS坐标信息对车辆模型的当前行驶的运动学特征和位移轨迹进行修正，使车辆模型的运动轨迹与真实车辆的运动轨迹一致；

所述虚拟传感器接收实时仿真处理装置（3）中所模拟的环境信息，并将该环境信息提供给对应的真实传感器，真实传感器将所接收的环境信息发送给自动泊车控制器（5），自动泊车控制器（5）基于该环境信息向测试车辆（6）上的执行机构发出相应的控制指令，由执行机构自动完成泊车功能测试。