CN108645628A - 基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试*** - Google Patents

基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，包括：道路测试场景、自动驾驶测试设备、自动驾驶测试场地设施；自动驾驶测试设备设置在需要测试的自动驾驶汽车即测试车辆上，包括：道路交通信号采集***和车载信号采集***；自动驾驶测试场地设施包括测试车辆定位设施、测试项目触发装置、信号转发装置。进一步地，道路交通信号采集***通过无线传输方式与测试中心通信，接收当前测试车辆的测试任务，以及与测试任务相关联的交通环境信息；车载信号采集***能够与自动驾驶汽车进行通信，读取自动驾驶汽车的信息。本发明用于测试和验证自动驾驶汽车上道路行驶的安全性，为自动驾驶汽车的技术研发、上路测试许可和产品准入认证提供指导。

Description

基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是一种基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***。
背景技术
自动驾驶汽车是未来汽车技术的战略制高点，而完善的测试评价技术对提高自动驾驶汽车研发效率、健全技术标准和法律法规、推动产业创新发展至关重要。研究表明智能驾驶汽车在减少交通事故、缓解交通拥堵、提高道路及车辆的利用率方面具有极大的潜能。美国在80年代初已经开始了自动驾驶技术的军事化运用，随着计算机的发展和深度学习算法的运用，近年来自动驾驶技术有了***性的突破。
传统汽车和自动驾驶汽车测试之间存在巨大差异，传统汽车的测试因素单一容易控制。但是在自动驾驶汽车测试过程中，需要不断地改变环境的变化去验证自动驾驶汽车是否正确的感知并在感知的基础上判断自动驾驶***是否做出正确的决策和执行。在测试的过程中无法简单的通过测试的结果判断自动驾驶汽车在感知、决策和执行的环节中哪个层面存在不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，用于测试和验证自动驾驶汽车上道路行驶的安全性，为自动驾驶汽车的技术研发、上路测试许可和产品准入认证提供指导。本发明采用的技术方案是：
一种基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，包括：道路测试场景、自动驾驶测试设备、自动驾驶测试场地设施；
自动驾驶测试设备设置在需要测试的自动驾驶汽车即测试车辆上，包括：道路交通信号采集***和车载信号采集***；
自动驾驶测试场地设施包括测试车辆定位设施、测试项目触发装置、信号转发装置。
进一步地，道路交通信号采集***通过无线传输方式与测试中心通信，接收当前测试车辆的测试任务，以及与测试任务相关联的交通环境信息；
车载信号采集***包括交通环境显示模块、交通信息检测模块、数据任务处理模块；车载信号采集***能够与自动驾驶汽车进行通信，读取自动驾驶汽车的信息；
交通信息检测模块用于读取测试车辆根据运动状态和位置所检测到的交通环境信息；将测试车辆检测到的交通环境信息和道路交通信号采集***所收到的交通环境信息进行比对分析；
交通环境显示模块用于将测试车辆的图像采集单元所采集的三维场景进行二维显示；
数据任务处理模块用来显示自动驾驶汽车核心数据处理单元在单位时间内执行的数据量。
更进一步地，交通环境信息包括交通标志信息、行人信息、机动车信息、非机动车信息、天气信息、行驶车道信息、障碍物信息、光照信息、信号灯状态信息。
进一步地，
测试车辆定位设施用于实时定位测试车辆在测试场地的位置、运行速度；
测试项目触发装置包括测试项目触发线、以及相应的传感器；测试项目触发线的传感器能够在测试车辆触及测试项目触发线时发出触发信号，从而触发当前测试项目；
信号转发装置用于道路交通信号采集***与测试中心的相互通信。
更进一步地，
在测试场地中，除了设置测试项目触发线，还设有交通信号识别线和极限执行区域；测试项目触发线、交通信号识别线、极限执行区域依次设置；
交通信号识别线上也设有传感器，交通信号识别线的传感器能够在测试车辆触及交通信号识别线时发出触发信号；
极限执行区域的尾端边界设有测试项目边界触发装置，用来判断测试车辆在测试项目的极限范围内是否能够识别和完成测试项目；
测试项目触发线的传感器、交通信号识别线的传感器以及测试项目边界触发装置均通过控制器连接测试中心。
更进一步地，交通信号识别线的位置设置需满足：
其中，S为测试车辆上摄像头极限识别距离；h为该摄像头安装高度；S1为交通标志或信号灯至交通信号识别线的距离。
极限执行区域的长度L需满足：
其中t1为自动驾驶汽车控制***响应时间，t2为自动驾驶汽车制动***响应时间，u0为自动驾驶汽车初始速度，amax为自动驾驶汽车最大制动减速度。
本发明的优点在于：本发明提供设置完备的道路测试场景，以及通过自动驾驶测试设备、自动驾驶测试场地设施的配合使用，在测试过程中，能够实时判断自动驾驶汽车感知是否准确、决策是否及时、执行是否合理。
附图说明
图1为本发明的道路测试场景示意图。
图2为本发明的道路交通信号采集***示意图。
图3为本发明的车载信号采集***示意图。
图4为本发明的自动驾驶测试场地设施示意图。
图5为本发明的车辆右转弯测试示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出的一种基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，着重测试自动驾驶汽车的交通语言认知能力、文明驾驶能力、复杂交通环境下通行能力以及与其它道路参与对象的协同行驶能力。
基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，包括：道路测试场景、自动驾驶测试设备、自动驾驶测试场地设施；
(一)道路测试场景；
如图1所示，道路测试场景包括11项测试项目，即依次设置的靠边停车与起步、通过人行横道、前方灯控路口右转、前方灯控路口左转、前方灯控路口直行、无信号灯路口左转、通过公交车站、路口停车让行、通过环岛、高速公路行驶、通过隧道；自动驾驶汽车在测试过程中，通过完成以上测试项目来验证自动驾驶汽车的交通语言认知能力、文明驾驶能力、复杂交通环境下通行能力以及与其它道路参与对象的协同行驶能力；
(二)自动驾驶测试设备；
自动驾驶测试设备设置在需要测试的自动驾驶汽车上，包括：道路交通信号采集***和车载信号采集***；
如图2所示，道路交通信号采集***通过无线传输方式与测试中心通信，接收当前测试车辆(即需要测试的自动驾驶汽车)的测试任务，以及与测试任务相关联的交通标志信息、行人信息、机动车信息、非机动车信息、天气信息、行驶车道信息、障碍物信息、光照信息、信号灯状态信息等交通环境信息；其中的行人、机动车和非机动车为背景参与对象；障碍物为道路测试场景中设置的固定障碍物；道路交通信号采集***所收到的交通环境信息为标准信息，用来和自动驾驶车辆检测到的信息比对，来判断自动驾驶汽车的感知能力的准确性；
如图3所示，车载信号采集***包括交通环境显示模块、交通信息检测模块、数据任务处理模块；车载信号采集***能够与自动驾驶汽车进行通信，读取自动驾驶汽车的信息；车载信号采集***通过OBD或CAN总线等连接自动驾驶汽车；
交通信息检测模块用于读取测试车辆根据运动状态和位置所检测到的交通标志信息、行人信息、机动车信息、非机动车信息、天气信息、行驶车道信息、障碍物信息、光照信息、信号灯状态信息等交通环境信息；将测试车辆检测到的交通环境信息和道路交通信号采集***所收到的交通环境信息进行比对分析，以此来判断测试车辆对道路测试场景的感知能力的准确性；
交通环境显示模块用于将测试车辆的图像采集单元所采集的三维场景进行二维显示，以供测试者直观判断自动驾驶汽车的感知子***是否将关键交通环境信息准确采集；
数据任务处理模块用来显示自动驾驶汽车核心数据处理单元在单位时间内执行的数据量，用来判断自动驾驶车辆是否能够正确感知，以及决策的有效性；例如，测试车辆在驶近一个具有信号灯的路口过程中，在靠近路口过程中，逐渐感知到信号灯，以及排队等候的机动车、非机动车等，处理的数据量变大，如果测试车辆能够准确感知和决策，那么其核心数据处理单元执行的数据量会显著增加，如图3中右下角的曲线图所示；
(三)自动驾驶测试场地设施；
如图4所示，自动驾驶测试场地设施包括测试车辆定位设施、测试项目触发装置、信号转发装置、测试项目边界触发装置；
测试车辆定位设施用于实时定位测试车辆在测试场地的位置、运行速度；
测试项目触发装置包括测试项目触发线、以及相应的传感器；测试项目触发线的传感器可采用对射式光电传感器，重力传感器等，能够在测试车辆触及测试项目触发线时发出触发信号，从而触发当前测试项目；因而能够精准控制测试项目中的信号灯状态、背景参与对象等；
信号转发装置用于道路交通信号采集***与测试中心的相互通信，起到一个信号转发的作用；
在测试场地中，除了设置测试项目触发线，还设有交通信号识别线和极限执行区域；测试项目触发线、交通信号识别线、极限执行区域依次设置；
交通信号识别线上也设有传感器，交通信号识别线的传感器能够在测试车辆触及交通信号识别线时发出触发信号；
极限执行区域的尾端边界设有测试项目边界触发装置，用来判断测试车辆在测试项目的极限范围内是否能够识别和完成测试项目；当测试车辆触发测试项目边界触发装置时，测试中心判断其是否完成了当前测试项目；
测试项目触发线的传感器、交通信号识别线的传感器以及测试项目边界触发装置均通过控制器连接测试中心；
其中，交通信号识别线的位置设置需满足：
其中，S为测试车辆上摄像头极限识别距离；h为该摄像头安装高度；S1为交通标志或信号灯至交通信号识别线的距离；
极限执行区域的长度L需满足：
其中t1为自动驾驶汽车控制***响应时间，t2为自动驾驶汽车制动***响应时间，u0为自动驾驶汽车初始速度，amax为自动驾驶汽车最大制动减速度；
一个具体的车辆右转弯测试实例如图5所示；在测试过程中，首先测试中心获取测试场地的交通环境信息，比如交通标志、信号灯、背景参与对象等；然后测试车辆上的道路交通信号采集***与测试中心通讯，获取当前测试的交通环境信息，以及预设的测试任务方案；车载信号采集***读取测试车辆所感知的交通环境信息，并对测试车辆检测到的交通环境信息和道路交通信号采集***所收到的交通环境信息进行比对，配合测试场景识别线的触发，以及极限执行区域中测试车辆的动作或状态来综合判断测试车辆感知是否准确，决策是否及时，执行是否有效。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，包括：道路测试场景、自动驾驶测试设备、自动驾驶测试场地设施；
自动驾驶测试设备设置在需要测试的自动驾驶汽车即测试车辆上，包括：道路交通信号采集***和车载信号采集***；
自动驾驶测试场地设施包括测试车辆定位设施、测试项目触发装置、信号转发装置。
2.如权利要求1所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
道路交通信号采集***通过无线传输方式与测试中心通信，接收当前测试车辆的测试任务，以及与测试任务相关联的交通环境信息；
车载信号采集***包括交通环境显示模块、交通信息检测模块、数据任务处理模块；车载信号采集***能够与自动驾驶汽车进行通信，读取自动驾驶汽车的信息；
交通信息检测模块用于读取测试车辆根据运动状态和位置所检测到的交通环境信息；将测试车辆检测到的交通环境信息和道路交通信号采集***所收到的交通环境信息进行比对分析；
交通环境显示模块用于将测试车辆的图像采集单元所采集的三维场景进行二维显示；
数据任务处理模块用来显示自动驾驶汽车核心数据处理单元在单位时间内执行的数据量。
3.如权利要求2所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
交通环境信息包括交通标志信息、行人信息、机动车信息、非机动车信息、天气信息、行驶车道信息、障碍物信息、光照信息、信号灯状态信息。
4.如权利要求1所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
测试车辆定位设施用于实时定位测试车辆在测试场地的位置、运行速度；
测试项目触发装置包括测试项目触发线、以及相应的传感器；测试项目触发线的传感器能够在测试车辆触及测试项目触发线时发出触发信号，从而触发当前测试项目；
信号转发装置用于道路交通信号采集***与测试中心的相互通信。
5.如权利要求4所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
在测试场地中，除了设置测试项目触发线，还设有交通信号识别线和极限执行区域；测试项目触发线、交通信号识别线、极限执行区域依次设置；
交通信号识别线上也设有传感器，交通信号识别线的传感器能够在测试车辆触及交通信号识别线时发出触发信号；
极限执行区域的尾端边界设有测试项目边界触发装置，用来判断测试车辆在测试项目的极限范围内是否能够识别和完成测试项目；
测试项目触发线的传感器、交通信号识别线的传感器以及测试项目边界触发装置均通过控制器连接测试中心。
6.如权利要求4所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
交通信号识别线的位置设置需满足：
其中，S为测试车辆上摄像头极限识别距离；h为该摄像头安装高度；S1为交通标志或信号灯至交通信号识别线的距离。
7.如权利要求5所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
极限执行区域的长度L需满足：
其中t1为自动驾驶汽车控制***响应时间，t2为自动驾驶汽车制动***响应时间，u0为自动驾驶汽车初始速度，amax为自动驾驶汽车最大制动减速度。
8.如权利要求1所述的基于道路驾驶技能的自动驾驶汽车测试***，其特征在于，
道路测试场景包括以下测试项目，即依次设置的靠边停车与起步、通过人行横道、前方灯控路口右转、前方灯控路口左转、前方灯控路口直行、无信号灯路口左转、通过公交车站、路口停车让行、通过环岛、高速公路行驶、通过隧道。
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