一种无人驾驶车辆的线控测试方法及系统与流程

本发明涉及无人驾驶车辆领域，特别涉及一种无人驾驶车辆的线控测试方法及系统。

背景技术：

无人驾驶车辆是汽车领域今后发展的主要趋势，其中，汽车循迹驾驶是无人车自动驾驶的一种方式。循迹驾驶指的是汽车根据预先设置好的路线进行自动循迹驾驶。目前已有的循迹驾驶控制是通过平台发送路线至车载终端，车载终端控制油门，刹车，换档等操作。为保证能适应复杂的环境，如无人区侦查、后端补给、动态越障以及模拟训练等等。目前无人驾驶车辆一般为定制型，使用的轮胎、转向总成、刹车总成均为线控定制型。因涉及到非标准件，故定制件的可靠性测试将极大的影响无人循迹车辆的安全问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人驾驶车辆的线控测试方法及系统，从而对无人驾驶车辆内的模块进行可靠性测试。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无人驾驶车辆的线控测试方法，包括步骤：

s1、测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；

s2、线控控制器接收并响应所述预设状态数据，按照所述预设状态数据控制线控电机；

s3、线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，判断所述实时状态数据与所述预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种无人驾驶车辆的线控测试系统，包括测试子系统以及线控子系统，所述测试子系统与线控子系统连接，所述测试子系统包括测试端，所述线控子系统为脱离无人驾驶车辆本体的车载模块，所述线控子系统包括线控控制器、线控电机以及传感模块；

所述测试端用于将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；

所述传感模块用于实时采集所述线控电机的实时状态数据；

所述线控控制器用于接收并响应所述预设状态数据，按照所述预设状态数据控制线控电机；还用于实时接收所述实时状态数据，判断所述实时状态数据与所述预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

本发明的有益效果在于：一种无人驾驶车辆的线控测试方法及系统，将待测试的车载模块脱离出无人驾驶车辆本体以得到线控子系统，通过与测试子系统进行连接以得到线控测试系统，其中，测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；线控控制器接收并响应预设状态数据，按照预设状态数据控制线控电机；线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，判断实时状态数据与预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常，从而对无人驾驶车辆内的车载模块进行可靠性测试，以保证无人驾驶车辆在无人循迹条件下的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的线控测试方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的线控测试系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的线控测试系统的框架示意图。

标号说明：

1、一种无人驾驶车辆的线控测试系统；2、测试子系统；3、测试端；4、线控子系统；5、线控控制器；6、线控电机；7、传感模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种无人驾驶车辆的线控测试方法，包括步骤：

s1、测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；

s2、线控控制器接收并响应所述预设状态数据，按照所述预设状态数据控制线控电机；

s3、线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，判断所述实时状态数据与所述预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将待测试的车载模块脱离出无人驾驶车辆本体以得到线控子系统，通过与测试子系统进行连接以得到线控测试系统，其中，测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；线控控制器接收并响应预设状态数据，按照预设状态数据控制线控电机；线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，判断实时状态数据与预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常，从而对无人驾驶车辆内的车载模块进行可靠性测试，以保证无人驾驶车辆在无人循迹条件下的可靠性和安全性。

进一步地，所述步骤s1具体为：

测试端根据真实场景数据里的当前驱动电流生成模拟电流值，将真实场景数据里的预设转向角度以及所述当前驱动电流发送至转向控制器，将所述模拟电流值发送至可编程电子负载仪；

所述步骤s1与所述步骤s2之间还包括：

s20、可编程电子负载仪接收并响应所述模拟电流值，将所述模拟电流值作为所述转向机械总成内磁变阻尼器的输入电流；

所述步骤s2具体为：

转向控制器接收所述预设转向角度以及所述当前驱动电流，将所述当前驱动电流作为所述转向线控总成内转向电机的驱动电流；

所述步骤s3具体为：

转向控制器实时接收位于转向电机上的角度传感器所反馈的实时转向角度，判断所述实时转向角度与所述预设转向角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

从上述描述可知，上述技术方案由磁变阻尼器来模拟转向系统的负载，通过改变磁变阻尼器的输入电流大小，从而模拟出转向电机输出负载，以观察转向子系统是否正常工作，引入了可变负载，使可靠性测试更加多样性和真实性，也大大减小了研发前期测试阶段的测试研发投入成本。

进一步地，所述步骤s1中根据真实场景数据里的当前驱动电流生成模拟电流值具体如下：

获取真实场景数据中的当前转向角度ɑ、当前驱动电流i转以及当前驱动电压u转，所述真实场景数据包括行驶路程中每一时刻所对应的转向角度、转向电机的驱动电流以及转向电机的驱动电压；

获取所述磁变阻尼器的额定系数k、磁场强度b以及有效切割长度l；

根据公式i＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r*k*b*l)得到模拟电流值i，所述r为转向机械总成内齿轮齿条的推力f所对应的力臂。

另外，公式也可以转化为i＝(9550*u转*i转)/(n*r*k*b*l)，其中n为转速。

其中，根据上述公式可以推算出当前时间t和模拟电流值i的全程曲线关系图，也可以形成一个当前转向角度ɑ和当前时间的全程曲线关系图。

从上述描述可知，利用在真实行驶过程中所测得的数据，采用公式、对应曲线图或对应表均能方便快速的得到磁变阻尼器的输入电流大小，从而实现了真实的模拟现实环境中的转向负载大小，以实现转向子系统的转向测试。

进一步地，所述步骤s1中生成模拟电流值之后还包括：

在所述模拟电流值的基础上增加电流偏移量，得到偏移电流值；

所述步骤s20具体为：

可编程电子负载仪接收并响应所述偏移电流值，将所述偏移电流值作为所述磁变阻尼器的输入电流。

从上述描述可知，在模拟电流值的基础上增加电流偏移量，以模拟出更为严格且更为丰富的车辆循迹场景，比如雪地循迹、雨天循迹以及大旱气候下的循迹等等，从而对转向子系统进行更加严格更加全面的测试，使可靠性测试更加多样性和真实性，也大大减小了研发前期测试阶段的测试研发投入成本；同时也能间接测试内置的驾驶算法是否能正常工作，即实现了对转向子系统软件部分的实景测试。

进一步地，所述步骤s1具体为：

测试端根据真实场景数据里的预设刹车角度发送至刹车控制器；

所述步骤s2具体为：

刹车控制器接收所述预设刹车角度，根据所述预设刹车角度控制刹车电机；

所述步骤s3具体为：

刹车控制器实时接收位于刹车电机上的角度传感器所反馈的实时刹车角度，判断所述实时刹车角度与所述预设刹车角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

从上述描述可知，通过判断刹车角度是否和实际驾驶中的角度数据是否一致，从而测试出该刹车子系统中的刹车是否到位，即刹车功能是否正常使用。

请参照图2以及图3，一种无人驾驶车辆的线控测试系统，包括测试子系统以及线控子系统，所述测试子系统与线控子系统连接，所述测试子系统包括测试端，所述线控子系统为脱离无人驾驶车辆本体的车载模块，所述线控子系统包括线控控制器、线控电机以及传感模块；

所述测试端用于将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；

所述传感模块用于实时采集所述线控电机的实时状态数据；

所述线控控制器用于接收并响应所述预设状态数据，按照所述预设状态数据控制线控电机；还用于实时接收所述实时状态数据，判断所述实时状态数据与所述预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将待测试的车载模块脱离出无人驾驶车辆本体以得到线控子系统，通过与测试子系统进行连接以得到线控测试系统，其中，测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；线控控制器接收并响应预设状态数据，按照预设状态数据控制线控电机；线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，判断实时状态数据与预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常，从而对无人驾驶车辆内的车载模块进行可靠性测试，以保证无人驾驶车辆在无人循迹条件下的可靠性和安全性。

进一步地，所述测试子系统还包括可编程电子负载仪，所述线控子系统包括转向总成，所述转向总成包括转向机械总成以及转向线控总成，所述转向机械总成包括用于模拟负载的磁变阻尼器，所述转向线控总成包括转向控制器、转向电机以及转向角度传感器，所述转向控制器与转向电机连接，所述转向角度传感器位于所述转向电机上；

所述测试端具体用于根据真实场景数据里的当前驱动电流生成模拟电流值，将真实场景数据里的预设转向角度以及所述当前驱动电流发送至转向控制器，将所述模拟电流值发送至可编程电子负载仪；

所述可编程电子负载仪用于接收并响应所述模拟电流值，将所述模拟电流值作为所述转向机械总成内磁变阻尼器的输入电流；

所述转向角度传感器用于实时采集所述转向电机的实时转向角度；

所述转向控制器用于接收所述预设转向角度以及所述当前驱动电流，将所述当前驱动电流作为所述转向线控总成内转向电机的驱动电流；还用于实时接收所述实时转向角度，判断所述实时转向角度与所述预设转向角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

从上述描述可知，上述技术方案由磁变阻尼器来模拟转向系统的负载，通过改变磁变阻尼器的输入电流大小，从而模拟出转向电机输出负载，以观察转向子系统是否正常工作，引入了可变负载，使可靠性测试更加多样性和真实性，也大大减小了研发前期测试阶段的测试研发投入成本。

进一步地，所述测试端具体用于执行以下步骤：

获取真实场景数据中的当前转向角度ɑ、当前驱动电流i转以及当前驱动电压u转，所述真实场景数据包括行驶路程中每一时刻所对应的转向角度、转向电机的驱动电流以及转向电机的驱动电压；

获取所述磁变阻尼器的额定系数k、磁场强度b以及有效切割长度l；

根据公式i＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r*k*b*l)得到模拟电流值i，所述r为转向机械总成内齿轮齿条的推力f所对应的力臂。

从上述描述可知，利用在真实行驶过程中所测得的数据，采用公式、对应曲线图或对应表均能方便快速的得到磁变阻尼器的输入电流大小，从而实现了真实的模拟现实环境中的转向负载大小，以实现转向子系统的转向测试。

进一步地，所述测试端还用于接收所述电流偏移量，在所述模拟电流值的基础上增加电流偏移量，得到偏移电流值；

所述可编程电子负载仪还用于接收并响应所述偏移电流值，将所述偏移电流值作为所述磁变阻尼器的输入电流。

从上述描述可知，在模拟电流值的基础上增加电流偏移量，以模拟出更为严格且更为丰富的车辆循迹场景，比如雪地循迹、雨天循迹以及大旱气候下的循迹等等，从而对转向子系统进行更加严格更加全面的测试，使可靠性测试更加多样性和真实性，也大大减小了研发前期测试阶段的测试研发投入成本；同时也能间接测试内置的驾驶算法是否能正常工作，即实现了对转向子系统软件部分的实景测试。

进一步地，所述线控子系统包括刹车总成，所述刹车总成包括刹车机械总成以及刹车线控总成，所述刹车机械总成包括拉杆与刹车踏板，所述刹车线控总成包括刹车控制器、刹车电机以及刹车角度传感器，所述刹车控制器与刹车电机连接，所述刹车角度传感器位于所述刹车电机上，所述刹车电机与所述拉杆连接，所述拉杆与所述刹车踏板连接；

所述测试端用于根据真实场景数据里的预设刹车角度发送至刹车控制器；

所述刹车角度传感器用于实时采集所述刹车电机的实时刹车角度；

所述刹车控制器用于接收所述预设刹车角度，根据所述预设刹车角度控制刹车电机；还用于实时接收所述实时刹车角度，判断所述实时刹车角度与所述预设刹车角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

从上述描述可知，通过判断刹车角度是否和实际驾驶中的角度数据是否一致，从而测试出该刹车子系统中的刹车是否到位，即刹车功能是否正常使用。

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种无人驾驶车辆的线控测试方法，包括步骤：

s1、测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；

s2、线控控制器接收并响应预设状态数据，按照预设状态数据控制线控电机；

s3、线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，判断实时状态数据与预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

其中，在本实施例中，真实场景数据的获取过程如下，使用遥控线控或人工驾驶方式对无人驾驶车辆进行控制，使得无人驾驶车辆提前在外场地上进行定轨迹循迹，并编写程序记录下轨迹循迹全程的线控数据。线控数据包含：转向角度、转向角速度、转向电机驱动电流、转向电机驱动电压、刹车行程、刹车电机驱动电流以及刹车触发时间等等；另外，可通过不同环境下进行数据的叠加，如雪地、雨地、大旱等气候下的数据。由于不同环境下不同地面的摩擦系数、气候环境以及车阻等因素的存在，使数据的范围更加全面，并且由于使用的是真人真车在实际的环境中测试得来，故用来测试的真实场景数据的精确性和全面性都可以得到很好的保证，有利于后续的模拟拷机测试。

请参照图1，本发明的实施例二为：

一种无人驾驶车辆的线控测试方法，在上述实施例一的基础上，本实施例中实现的对刹车总成和转向总成的测试。

在进行转向总成的测试时，步骤s1具体为：测试端根据真实场景数据里的当前驱动电流生成模拟电流值，将真实场景数据里的预设转向角度和当前驱动电流发送至转向控制器，将模拟电流值发送至可编程电子负载仪；

步骤s1与步骤s2之间还包括：

s20、可编程电子负载仪接收并响应模拟电流值，将模拟电流值作为转向机械总成内磁变阻尼器的输入电流；

步骤s2具体为：转向控制器接收预设转向角度和当前驱动电流，将当前驱动电流作为转向线控总成内转向电机的驱动电流；

步骤s3具体为：

转向控制器实时接收位于转向电机上的角度传感器所反馈的实时转向角度，判断实时转向角度与预设转向角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

其中，步骤s1中根据真实场景数据里的当前驱动电流生成模拟电流值具体如下：

获取真实场景数据中的当前转向角度ɑ、当前驱动电流i转以及当前驱动电压u转，真实场景数据包括行驶路程中每一时刻所对应的转向角度、转向电机的驱动电流以及转向电机的驱动电压；

获取磁变阻尼器的额定系数k、磁场强度b以及有效切割长度l；

根据公式i＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r*k*b*l)得到模拟电流值i，r为转向机械总成内齿轮齿条的推力f所对应的力臂。

在本实施例中，转向电机的输出力矩m＝p*9550/n，其中p＝u转*i转，在不考虑机械折损的情况下，理想的认为转向电机的输出力矩全部转换到齿轮齿条上，即m＝f转*r转＝f*r，即f*r＝p*9550/n＝(9550*u转*i转)/n，n为转速，由角度δɑ＝2*π*n*δt可知，n＝δɑ/(2*π*δt)，即f＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r)。

其中，当我们选定了使用何种磁变阻尼器时，可参照该磁变阻尼器规格书，根据f＝k*b*i*l可知：f＝k*b*i*l＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r)，即可得到i＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r*k*b*l)，上述中力臂r、额定系数k、磁场强度b以及有效切割长度l为固定值，在当前时间t的情况下，与前一时间内的时间差δt、在这时间差内所转过的角度δɑ、当前驱动电流i转以及当前驱动电压u转也均为可知，从而实现了对转向电机的输出扭力的实时控制，以实现转向子系统的转向测试。

另外，步骤s1中生成模拟电流值之后还包括：在模拟电流值的基础上增加电流偏移量，得到偏移电流值；

步骤s20具体为：可编程电子负载仪接收并响应偏移电流值，将偏移电流值作为磁变阻尼器的输入电流；

此时，也可以故意加入超过电机额定电流的输入值，来检测转向控制盒和刹车控制盒的保护机制是否一直启动并发挥作用。

另外，也可以加入错误反馈数据，用于检测转向控制闭环反馈故障时，控制盒是否进入保护模式。比如，转向控制器发送向左5°的指令t1，而位于转向电机上的角度传感器反馈的是向左3°或者不反馈数据值，并持续了50ms时间，此时，控制盒应当进入保护模式。

在进行刹车总成的测试时，步骤s1具体为：测试端根据真实场景数据里的预设刹车角度发送至刹车控制器；

步骤s2具体为：刹车控制器接收预设刹车角度，根据预设刹车角度控制刹车电机；

步骤s3具体为：刹车控制器实时接收位于刹车电机上的角度传感器所反馈的实时刹车角度，判断实时刹车角度与预设刹车角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

请参照图2以及图3，本发明的实施例三为：

一种无人驾驶车辆的线控测试系统1，如图2所示，包括测试子系统2以及线控子系统4，测试子系统2与线控子系统4连接，测试子系统2包括测试端3，线控子系统4为脱离无人驾驶车辆本体的车载模块，线控子系统4包括线控控制器5、线控电机6以及传感模块7；

测试端3用于将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器5；

传感模块7用于实时采集线控电机6的实时状态数据；

线控控制器5用于接收并响应预设状态数据，按照预设状态数据控制线控电机6；还用于实时接收实时状态数据，判断实时状态数据与预设状态数据是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

请参照图2以及图3，本发明的实施例四为：

一种无人驾驶车辆的线控测试系统1，在上述实施例一的基础上，测试子系统2还包括可编程电子负载仪，线控子系统4包括转向总成以及刹车总成，转向总成包括转向机械总成以及转向线控总成，转向机械总成包括用于模拟负载的磁变阻尼器，转向线控总成包括转向控制器、转向电机以及转向角度传感器，转向控制器与转向电机连接，转向角度传感器位于转向电机上；刹车总成包括刹车机械总成以及刹车线控总成，刹车机械总成包括拉杆与刹车踏板，刹车线控总成包括刹车控制器、刹车电机以及刹车角度传感器，刹车控制器与刹车电机连接，刹车角度传感器位于刹车电机上，刹车电机与拉杆连接，拉杆与刹车踏板连接。

转向角度传感器用于实时采集转向电机的实时转向角度；刹车角度传感器用于实时采集刹车电机的实时刹车角度；

测试端3具体用于根据真实场景数据里的当前驱动电流生成模拟电流值，将预设转向角度和当前驱动电流发送至转向控制器，将模拟电流值发送至可编程电子负载仪；还用于执行以下步骤：获取真实场景数据中的当前转向角度ɑ、当前驱动电流i转以及当前驱动电压u转，真实场景数据包括行驶路程中每一时刻所对应的转向角度、转向电机的驱动电流以及转向电机的驱动电压；获取磁变阻尼器的额定系数k、磁场强度b以及有效切割长度l；根据公式i＝(9550*u转*i转*2*π*δt)/(δɑ*r*k*b*l)得到模拟电流值i，r为转向机械总成内齿轮齿条的推力f所对应的力臂；还用于接收电流偏移量，在模拟电流值的基础上增加电流偏移量，得到偏移电流值；用于根据真实场景数据里的预设刹车角度发送至刹车控制器。

可编程电子负载仪用于接收并响应模拟电流值，将模拟电流值作为转向机械总成内磁变阻尼器的输入电流。

转向控制器用于接收预设转向角度和当前驱动电流，将当前驱动电流作为转向电机的驱动电流；还用于实时接收实时转向角度，判断实时转向角度与预设转向角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常；

刹车控制器用于接收预设刹车角度，根据预设刹车角度控制刹车电机；还用于实时接收实时刹车角度，将实时刹车角度转换成实时刹车角度，判断实时刹车角度与预设刹车角度是否一致，若是，则测试正常，否则为测试异常。

综上，本发明提供的一种无人驾驶车辆的线控测试方法及系统，通过与测试子系统进行连接以得到线控测试系统，其中，测试端将真实场景数据里的预设状态数据发送至线控控制器；线控控制器接收并响应预设状态数据，按照预设状态数据控制线控电机；线控控制器实时接收传感模块所反馈的实时状态数据，并对实时状态数据与预设状态数据进行判断，从而对无人驾驶车辆内的车载模块进行可靠性测试，以保证无人驾驶车辆在无人循迹条件下的可靠性和安全性；利用在真实行驶过程中所测得的数据，采用公式、对应曲线图或对应表均能方便快速的得到磁变阻尼器的输入电流大小；由磁变阻尼器来模拟转向系统的负载，通过改变磁变阻尼器的输入电流大小，从而模拟出转向电机输出负载，以观察转向子系统是否正常工作；引入了可变负载，使可靠性测试更加多样性和真实性，也大大减小了研发前期测试阶段的测试研发投入成本；在模拟电流值的基础上增加电流偏移量，以模拟出更为严格且更为丰富的车辆循迹场景，从而对转向子系统进行更加严格更加全面的测试，使可靠性测试更加多样性和真实性，也大大减小了研发前期测试阶段的测试研发投入成本；同时也能间接测试内置的驾驶算法是否能正常工作，即实现了对转向子系统软件部分的实景测试；通过判断刹车角度是否和实际驾驶中的角度数据是否一致，从而测试出该刹车子系统中的刹车是否到位，即刹车功能是否正常使用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。