CN110006665B - 一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法，包括如下步骤：S1，构建虚拟车道线采集单元，电源供电端连接控制主机电源端和场景显示模块电源端，场景显示模块形成地面显示单元和墙面显示单元，控制主机台架工作控制端连接台架信号端，台架设置轮速采集器和转向角度采集器，轮速采集器用于采集智能汽车轮胎转速，转向角度采集器用于采集智能汽车轮胎转向角度；S2，将智能汽车的光学采集设备收集的虚拟车道线数据与智能汽车的轮速数据和转角数据进行同步；S3，控制智能汽车的轮速数据和转角数据，通过虚拟车道线采集单元进行车道线采集操作，如果发生车道线偏离则进行报警操作。

Description

一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法

技术领域

本发明涉及图像识别领域，尤其涉及一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法。

背景技术

在智能汽车检测领域，对智能汽车来说目前测试车道偏离的方法为实车实地测试，或者纯虚拟仿真测试。实车实地测试受限于场地大小以及天气原因，很多时候不满足场地测试条件，纯虚拟仿真技术还不能完全模拟车辆本身情况；现有技术还不能使用真实智能汽车结合虚拟车道图像方式进行车道偏离测试，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法，包括如下步骤：

S1，构建虚拟车道线采集单元，电源供电端连接控制主机电源端和场景显示模块电源端，控制主机的设备控制软件信号输出端连接场景显示模块信号输入端，场景显示模块形成地面显示单元和墙面显示单元，控制主机台架工作控制端连接台架信号端，台架设置轮速采集器和转向角度采集器，轮速采集器用于采集智能汽车轮胎转速，转向角度采集器用于采集智能汽车轮胎转向角度；

S2，将智能汽车的光学采集设备收集的虚拟车道线数据与智能汽车的轮速数据和转角数据进行同步；

S3，控制智能汽车的轮速数据和转角数据，通过虚拟车道线采集单元进行车道线采集操作，如果发生车道线偏离则进行报警操作。

优选的，所述S1包括如下步骤：

S1-1，在测试台架安装智能汽车，智能汽车轮胎放置在台架的测试轮毂之上，在台架的测试轮毂安装轮胎转速传感器和轮胎偏移角度传感器；

S1-2，在智能汽车底盘前端、中端和后端安装光学采集器，在光学采集器图像采集区域设置地面显示单元，该地面显示单元为液晶显示屏，或者在光学采集器图像采集区域设置地面显示单元和墙面显示单元，由地面显示单元的液晶显示屏生成车道线，在墙面显示单元生成3D图像，该3D图像成像为地面碎石或者墙体障碍物；

S1-3，当光学采集器进行图像采集过程中，根据液晶显示屏成像的虚拟车道线颜色或者虚实状态，进行图像采集录入，形成虚拟车道线数据库。

优选的，所述S2包括如下步骤：

S2-1，进行智能汽车功能测试阶段，调节智能汽车轮胎转速，在光学采集设备中获取地面显示单元的虚拟车道线数据，该虚拟车道线数据与轮胎转速进行数据同步，将虚拟车道线显示的虚拟速度与轮胎转速保持一致；

S2-2，通过控制主机将地面显示单元的虚拟车道线偏移角度与智能汽车轮胎偏移角度进行同步，当台架的轮胎转向角度传感器采集智能汽车偏移角度时，获取该传感器获取相应的智能汽车偏移角度数据与实际的转向角度是否一致，如果一致则同步测试完毕，如果不一致则继续执行虚拟车道线偏移角度与智能汽车轮胎偏移角度进行同步的步骤，直到调节一致为止；

S2-3，通过墙面显示单元生成3D图像，智能汽车光学采集器获取该3D图像数据，由智能汽车光学采集器判断3D图像是否为障碍物，如果光学采集器采集到障碍物并且3D图像也真实生成了障碍物，则数据验证成功，如果光学采集器采集到障碍物但3D图像未真实生成了障碍物，则数据验证失败，如果光学采集器未采集到障碍物但3D图像真实生成了障碍物，则数据验证失败。

优选的，所述S3包括如下步骤：

S3-1，进行虚拟车道线偏离报警测试，智能汽车启动，轮速采集器和转角采集器采集测试车辆运行轮速和转向角度，并传输给控制主机

S3-2，控制主机分析轮速和转向角度，通过分析计算得出虚拟车道线应该调整的角度，偏离速度；

S3-3，控制主机根据上述角度调整虚拟车道线显示画面，地面显示单元虚拟车道线触发车道偏离报警***，光学采集器获取到偏离角度和偏离图像，传输给控制主机，控制主机进行报警操作；

S3-4，控制主机记录测试车辆偏离速度、行驶速度、报警时间、报警时距离车道线距离数据，并保存数据，用于作为执行新的预警测试的参考数据。

优选的，所述S3-2偏移判断过程包括：

确定所述智能车辆是否正在从所述行车道偏离；确定智能车辆是否正在从虚拟车道线偏离；如果确定所述智能车辆正从虚拟车道线偏离，则生成报警信号，其中确定所述虚拟车道线是否已被检测到被遮挡或者靠近状态；如果被遮挡则报警，如果显示为靠近状态则不报警；

如果确定所述虚拟车道线已被检测到窄于所述车道宽度，并且使用所述左车道线和所述右车道线相互相交的消失点确定虚拟路面和光学采集器之间的俯仰角，使用所述俯仰角计算间隔距离，并且将所述虚拟车道宽度设置为通过将所述间隔距离乘以与所述车道宽度相对应的相交值确定是否报警。

优选的，还包括：

S-A，智能汽车轮胎转速降低，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色虚线时，并且逐渐逼近白色虚线虚拟车道线，不触发报警操作，最终轮胎转速为停止状态；如果光学采集器采集虚拟车道线为黄色隔离线，无论最终轮胎转速是否为停止状态都将触发报警操作，控制主机提示用户尽快启动智能汽车；如果光学采集器采集虚拟车道线为车道变窄线，将触发报警操作；

S-B，智能汽车轮胎转速增加，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线时，并且逐渐逼近白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线虚拟车道线，触发报警操作，无论最终轮胎转速是否为加速或者减速状态都将触发报警操作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明采用实车，在室内利用虚拟车道线进行试验，可突破场地大小，天气原因限制，同时是采用实车，可靠性高。并且对视频进行分析采样；有效解决了实际场地天气对车道偏离预警试验的限制，数据获取难度更晓，可以随时调整所需试验场景，试验占有场地小，有效降低试验风险，提高对车道偏离的测试效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明电路示意图；

图2是本发明测试场景示意图；

图3是本发明工作流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和2所示，本发明由电源、虚拟仿真部分、数据采集传输部分、测试车辆部分组成；电源为常用220V交流电源；

虚拟仿真部分包含场景显示模块、显示屏、控制主机、设备控制软件，显示模块为具有显示功能地面和墙面，主要作用为呈现虚拟的行驶环境，控制主机与实验室内可显示平面相连，用以设置参数、收集储存试验数据、控制虚拟环境的显示；

数据采集传输部分包含报警声音光学采集器、测试车辆轮速采集器、测试车辆转向角度采集器、数据传输线，报警声音光学采集器可采集到测试车辆报警声音或者图标的发生时间，上述数据采集装置通过数据线缆与上述控制主机相连；

测试车辆部分包含带有车道偏离***的测试车辆、支撑测试车辆的台架，台架上具有上述测试车辆轮速采集器、测试车辆转向角度采集器；

该预警测试***包括：电源供电端连接控制主机电源端和场景显示模块电源端，控制主机的设备控制软件信号输出端连接场景显示模块信号输入端，场景显示模块形成地面显示单元和墙面显示单元，所述地面显示单元用于显示虚拟车道线中的白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线、虚线、单实单虚双黄线、车道变窄线，控制主机台架工作控制端连接台架信号端，台架设置轮速采集器和转向角度采集器，轮速采集器用于采集智能汽车轮胎转速，转向角度采集器用于采集智能汽车轮胎转向角度，

如图3所示，测试车辆置于台架上固定，同时测试车辆可以在台架上正常使轮胎转动，测试车辆可以由试验人员或者驾驶机器人控制，在相关软件中将测试车辆参数长宽高轴距等参数设置好，并且根据测试需要选择设置所需要的车道线类型，试验开始，显示模块显示虚拟场景，测试车辆发动，试验人员调整测试车辆方向盘角度，控制主机根据采集到的轮速和转向角度，调整车道线，使之效果与实际车道偏离一致，触发测试车辆车道偏离预警，报警声音光学采集装置采集到报警情况传输给控制主机处理保存，由于采用虚拟车道线，车辆触发车道偏离时距离车道线位置自动获取；

本发明的优选替代方案为：

本发明虚拟仿真部分还可以采用3D投影技术作为替代。在替代方案中，采用3D投影技术实现虚拟车道线的实现。

实施例1：本发明的实施例是提供一种车道偏离预警测试方法，所述方法包括电源、场景显示模块、控制主机、显示屏、设备控制软件、报警声音光学采集器、轮速采集器、转向角度采集器、台架、测试车辆；所述电源为220V交流电源，所述实验室中具备显示功能的地面和墙面与控制主机相连，用以显示虚拟的车道线，所述设备控制软件安装在控制主机上，所述显示屏与控制主机相连，用以显示软件界面，所述报警声音光学采集器安装于测试车辆内，用以采集车道偏离系触发时的声音和光学信号；所述轮速采集器与转向角度采集器与台架集成，用以采集测试车辆在台架上运行时的轮速和转向角度，控制主机根据轮速和转向角度数据可以调整虚拟车道线相对于测试车辆的位置和角度，所述台架位于实验室地面，支撑测试车辆；

在本实施方式中，测试车辆通过台架固定好位置，台架上轮速采集器和转向角度采集器安装到驱动轮和转向轮上，与控制主机相连；报警声音光学采集器装在测试车辆上，与控制主机相连；在设备控制软件上设置本次试验测试车辆车身尺寸参数，选择本次试验所需要的的车道线类型，

进一步的，车道线显示方式为模拟现实道路场景，模拟车道线数据来源于现实路段采集；测试车辆可由测试人员或者驾驶机器人控制。

试验开始，测试车辆车道偏离预警开启，车辆开始运行，数据采集记录同步开始，根据工况，使测试车辆运行速度达到试验要求，转动方向盘角度，控制主机根据采集到的轮速和转向角度调整虚拟车道线场景，触发报警，试验结束，控制主机记录下试验数据，完成试验。

用于基于所述检测到虚拟车道线之一确定所述车辆是否正在从所述行车道偏离。确定车辆是否正在从虚拟车道线偏离；如果确定所述车辆正从虚拟车道线偏离，则生成报警信号，其中确定所述车道线是否已被检测到包括如果确定所述车道线已被检测到则设置所述车道宽度，并且使用所述左分车道线和所述右分车道线相互相交的消失点确定虚拟路面和采集摄像头之间的俯仰角，使用所述俯仰角计算像素距离，并且将所述车道宽度设置为通过将所述像素距离乘以与所述车道宽度相对应的像素数而获得的值。

实施例2：本实施例提供本方案的另外一种实现方法，与实施例1的主要区别在于虚拟车道线的实现方式；在本实施例中，采用3D投影技术实现虚拟车道线的呈现，第一步将符合试验条件的路面场景投影到显示区域，进行等比例恢复呈现，第二步根据通过设置不同的参数，加载不同的附加项，构建较为复杂的测试场景，如亮度、场景可见度、雨雪状况等；特别地，本实施例中的路面场景数据来源于实际路面采集录入的车道线场景。

本发明实施的步骤包括：

S1，构建虚拟车道线采集单元，电源供电端连接控制主机电源端和场景显示模块电源端，控制主机的设备控制软件信号输出端连接场景显示模块信号输入端，场景显示模块形成地面显示单元和墙面显示单元，控制主机台架工作控制端连接台架信号端，台架设置轮速采集器和转向角度采集器，轮速采集器用于采集智能汽车轮胎转速，转向角度采集器用于采集智能汽车轮胎转向角度；

S2，将智能汽车的光学采集设备收集的虚拟车道线数据与智能汽车的轮速数据和转角数据进行同步；

S3，控制智能汽车的轮速数据和转角数据，通过虚拟车道线采集单元进行车道线采集操作，如果发生车道线偏离则进行报警操作。

优选的，所述S1包括：

S1-1，在测试台架安装智能汽车，智能汽车轮胎放置在台架的测试轮毂之上，在台架的测试轮毂安装轮胎转速传感器和轮胎偏移角度传感器；

S1-2，在智能汽车底盘前端、中端和后端安装光学采集器，在光学采集器图像采集区域设置地面显示单元，该地面显示单元为液晶显示屏，或者在光学采集器图像采集区域设置地面显示单元和墙面显示单元，由地面显示单元的液晶显示屏生成车道线，在墙面显示单元生成3D图像，该3D图像成像为地面碎石或者墙体障碍物；

S1-3，当光学采集器进行图像采集过程中，根据液晶显示屏成像的虚拟车道线颜色或者虚实状态，进行图像采集录入，形成虚拟车道线数据库。

优选的，所述S2包括：

S2-1，进行智能汽车功能测试阶段，调节智能汽车轮胎转速，在光学采集设备中获取地面显示单元的虚拟车道线数据，该虚拟车道线数据与轮胎转速进行数据同步，将虚拟车道线显示的虚拟速度与轮胎转速保持一致；

S2-2，通过控制主机将地面显示单元的虚拟车道线偏移角度与智能汽车轮胎偏移角度进行同步，当台架的轮胎转向角度传感器采集智能汽车偏移角度时，获取该传感器获取相应的智能汽车偏移角度数据与实际的转向角度是否一致，如果一致则同步测试完毕，如果不一致则继续执行虚拟车道线偏移角度与智能汽车轮胎偏移角度进行同步的步骤，直到调节一致为止；

S2-3，通过墙面显示单元生成3D图像，智能汽车光学采集器获取该3D图像数据，由智能汽车光学采集器判断3D图像是否为障碍物，如果光学采集器采集到障碍物并且3D图像也真实生成了障碍物，则数据验证成功，如果光学采集器采集到障碍物但3D图像未真实生成了障碍物，则数据验证失败，如果光学采集器未采集到障碍物但3D图像真实生成了障碍物，则数据验证失败。

S2-4，通过地面显示单元和墙面显示单元协同配合，同时生成地面虚拟车道线和车道线周围的障碍物，虚拟车道线间隔预定的时间段改变车道线展示内容，依次变化为白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线、虚线、单实单虚双黄线、车道变窄线，在交替变化虚拟车道线的过程中，墙面显示单元依次变化虚拟车道线侧边路基石、墙体、砾石；在变化过程中虚拟车道线始终显示，障碍物间断显示。

优选的，所述S3包括：

S3-1，进行虚拟车道线偏离报警测试，智能汽车启动，轮速采集器和转角采集器采集测试车辆运行轮速和转向角度，并传输给控制主机；

S3-2，控制主机分析轮速和转向角度，通过分析计算得出虚拟车道线应该调整的角度，偏离速度；

S3-3，控制主机根据上述角度调整虚拟车道线显示画面，地面显示单元虚拟车道线触发车道偏离报警***，光学采集器获取到偏离角度和偏离图像，传输给控制主机，控制主机进行报警操作；

S3-4，控制主机记录测试车辆偏离速度、行驶速度、报警时间、报警时距离车道线距离数据，并保存数据，用于作为执行新的预警测试的参考数据。

在预警测试过程中，当如下状态时进行报警操作；

S-A，智能汽车轮胎转速降低，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色虚线时，并且逐渐逼近白色虚线虚拟车道线，不触发报警操作，最终轮胎转速为停止状态；如果光学采集器采集虚拟车道线为黄色隔离线，无论最终轮胎转速是否为停止状态都将触发报警操作，控制主机提示用户尽快启动智能汽车；如果光学采集器采集虚拟车道线为车道变窄线，将触发报警操作；

S-B，智能汽车轮胎转速增加，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线时，并且逐渐逼近白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线虚拟车道线，触发报警操作，无论最终轮胎转速是否为加速或者减速状态都将触发报警操作。

S-C，智能汽车轮胎转速保持匀速行驶，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色隔离线，如果逐渐远离白色隔离线，触发报警操作，如果智能汽车一侧光学采集器未发现任何隔离线或者双实线，则另一侧智能汽车光学采集器检测到白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线时，则执行S-A至S-B的步骤，如果另一侧智能汽车光学采集器未检测到任何隔离线，则触发报警操作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，构建虚拟车道线采集单元，电源供电端连接控制主机电源端和场景显示模块电源端，控制主机的设备控制软件信号输出端连接场景显示模块信号输入端，场景显示模块形成地面显示单元和墙面显示单元，控制主机台架工作控制端连接台架信号端，台架设置轮速采集器和转向角度采集器，轮速采集器用于采集智能汽车轮胎转速，转向角度采集器用于采集智能汽车轮胎转向角度；

S2，将智能汽车的光学采集设备收集的虚拟车道线数据与智能汽车的轮速数据和转角数据进行同步；

S2-1，进行智能汽车功能测试阶段，调节智能汽车轮胎转速，在光学采集设备中获取地面显示单元的虚拟车道线数据，该虚拟车道线数据与轮胎转速进行数据同步，将虚拟车道线显示的虚拟速度与轮胎转速保持一致；

S2-2，通过控制主机将地面显示单元的虚拟车道线偏移角度与智能汽车轮胎偏移角度进行同步，当台架的轮胎转向角度传感器采集智能汽车偏移角度时，获取该传感器获取相应的智能汽车偏移角度数据与实际的转向角度是否一致，如果一致则同步测试完毕，如果不一致则继续执行虚拟车道线偏移角度与智能汽车轮胎偏移角度进行同步的步骤，直到调节一致为止；

S2-3，通过墙面显示单元生成3D图像，智能汽车光学采集器获取该3D图像数据，由智能汽车光学采集器判断3D图像是否为障碍物，如果光学采集器采集到障碍物并且3D图像也真实生成了障碍物，则数据验证成功，如果光学采集器采集到障碍物但3D图像未真实生成了障碍物，则数据验证失败，如果光学采集器未采集到障碍物但3D图像真实生成了障碍物，则数据验证失败；

S3，控制智能汽车的轮速数据和转角数据，通过虚拟车道线采集单元进行车道线采集操作，如果发生车道线偏离则进行报警操作；

S3-1，进行虚拟车道线偏离报警测试，智能汽车启动，轮速采集器和转角采集器采集测试车辆运行轮速和转向角度，并传输给控制主机；

S3-2，控制主机分析轮速和转向角度，通过分析计算得出虚拟车道线应该调整的角度，偏离速度；

所述S3-2偏离判断过程包括：

确定所述智能车辆是否正在从所述行车道偏离；确定智能车辆是否正在从虚拟车道线偏离；如果确定所述智能车辆正从虚拟车道线偏离，则生成报警信号，其中确定所述虚拟车道线是否已被检测到被遮挡或者靠近状态；如果被遮挡则报警，如果显示为靠近状态则不报警；

如果确定所述虚拟车道线已被检测到窄于所述车道宽度，并且使用左车道线和右车道线相互相交的消失点确定虚拟路面和光学采集器之间的俯仰角，使用所述俯仰角计算间隔距离，并且将所述虚拟车道宽度设置为通过将所述间隔距离乘以与所述车道宽度相对应的相交值确定是否报警；

S3-3，控制主机根据上述角度调整虚拟车道线显示画面，地面显示单元虚拟车道线触发车道偏离报警***，光学采集器获取到偏离角度和偏离图像，传输给控制主机，控制主机进行报警操作；

S3-4，控制主机记录测试车辆偏离速度、行驶速度、报警时间、报警时距离车道线距离数据，并保存数据，用于作为执行新的预警测试的参考数据。

2.根据权利要求1所述的利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法，其特征在于，所述S1包括如下步骤：

S1-1，在测试台架安装智能汽车，智能汽车轮胎放置在台架的测试轮毂之上，在台架的测试轮毂安装轮胎转速传感器和轮胎偏移角度传感器；

S1-2，在智能汽车底盘前端、中端和后端安装光学采集器，在光学采集器图像采集区域设置地面显示单元，该地面显示单元为液晶显示屏，或者在光学采集器图像采集区域设置地面显示单元和墙面显示单元，由地面显示单元的液晶显示屏生成车道线，在墙面显示单元生成3D图像，该3D图像成像为地面碎石或者墙体障碍物；

S1-3，当光学采集器进行图像采集过程中，根据液晶显示屏成像的虚拟车道线颜色或者虚实状态，进行图像采集录入，形成虚拟车道线数据库。

3.根据权利要求1所述的利用虚拟车道线的室内车道偏离预警测试方法，其特征在于，还包括：

S-A，智能汽车轮胎转速降低，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色虚线时，并且逐渐逼近白色虚线虚拟车道线，不触发报警操作，最终轮胎转速为停止状态；如果光学采集器采集虚拟车道线为黄色隔离线，无论最终轮胎转速是否为停止状态都将触发报警操作，控制主机提示用户尽快启动智能汽车；如果光学采集器采集虚拟车道线为车道变窄线，将触发报警操作；

S-B，智能汽车轮胎转速增加，如果光学采集器采集虚拟车道线为白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线时，并且逐渐逼近白色隔离线、黄色隔离线、双实双黄线虚拟车道线，触发报警操作，无论最终轮胎转速是否为加速或者减速状态都将触发报警操作。

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