基于距离测试的前防碰撞测试系统的制作方法

本实用新型属于汽车安全技术领域，尤其是涉及一种基于距离测试的前防碰撞测试系统。

背景技术：

随着技术的发展，智能车领域逐渐被国内外技术性企业所重视，因此开发高级驾驶辅助系统(ADAS)的公司众多，但是目前国内几乎找不到自主开发且能够准确验证ADAS功能的测试系统，而国外能提供测试ADAS的系统也不多，而且动辄150万～200万，所以在测试验证方面，对于国内的一些开发ADAS且规模不大的公司来说无疑是一种阻碍，且测试成本高，误差大。目前市场上迫切需要一种简单、实用、经济且测量误差小的一套测试系统。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种ADAS虚拟开发与测试系统[申请号：201510687940.7]，包括用于采集真实交通环境的采集单元、用于模拟真实驾驶行为的虚拟驾驶单元、用于模拟真实或虚拟环境以及车辆行驶姿态的实时仿真单元和用于显示信息的显示单元。

上述方案在一定程度上解决了现有技术的问题，但是该方案依然没有解决现有技术测试成本高，测量误差大的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种简单、经济、测量误差小的的基于距离测试的前防碰撞测试系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本基于距离测试的前防碰撞测试系统，包括目标车辆、安装有待测试ADAS的测试车辆、以及安装在供目标车辆和测试车辆行驶或停靠的车道上的若干感应装置，所述的感应装置沿着车道纵向间隔分布且当目标车辆或测试车辆位于相应感应装置位置时该感应装置能产生相应的感应信号，所述的感应装置均与信号发射器相连且信号发射器能接收感应信号，所述的测试车辆上安装有与待测试ADAS相连且能采集测试车辆车速、到达相应感应装置感应时刻和接收待测试ADAS计算出的碰撞时间的第一控制器，所述的目标车辆上安装有能采集目标车辆车速和到达相应感应装置感应时刻的第二控制器，所述的第一控制器和第二控制器均与信号发射器相连且信号发射器能分别向第一控制器和第二控制器转发数据，所述的第一控制器与基站相连且基站能够接收由第一控制器计算获得的碰撞报警偏差率。利用均匀架设在车道两旁的感应装置，当车辆行驶到装有感应装置的区域时，车头阻断感应信号，信号发射器向外发出信号，测试车辆和目标车辆上的第一控制器和第二控制器在接收到信号后，立刻采取措施，采集处理车辆速度信息和距离信息，最后得出报警偏差率，验证前碰撞预警的准确性，该测试系统开发成本低，误差小，更便于普及。

在上述的基于距离测试的前防碰撞测试系统中，所述的感应装置沿着车道纵向均匀间隔分布。

在上述的基于距离测试的前防碰撞测试系统中，所述的感应装置的间隔距离不小于目标车辆和测试车辆各自的长度。

在上述的基于距离测试的前防碰撞测试系统中，所述的第一控制器上连接有用于输入包括目标车辆车身长度、感应装置间隔距离、感应装置编号在内的数据的数据输入单元。

在上述的基于距离测试的前防碰撞测试系统中，所述的感应装置为包括发射端和接收端的对射传感器，同一感应装置的发射端和接收端分别位于车道两侧，所述的接收端与信号发射器相连。

与现有的技术相比，本基于距离测试的前防碰撞测试系统的优点在于：本系统能够测试出两辆行驶车辆之间的距离及速度，并通过算法计算出接近时间，为ADAS的前防撞报警的距离测试功能提供数据参考和依据，以判断其功能的准确性，极大地降低了成本，让规模不大的公司能够经济有效的完成前方碰撞预警系统(FCW)的验证测试，简单、实用，且测量准确性高。

附图说明

图1为本实用新型提供的实施例1的测量示意图。

图2为本实用新型提供的实施例2的测量示意图。

图3为本实用新型提供的实施例3的测量示意图。

图4为本实用新型提供的实施例4中车辆行驶中加速度变大的v-t图。

图5为本实用新型提供的实施例4中车辆行驶中加速度减小的v-t图。

图6为本实用新型提供的车辆匀速行驶时，实际可能的车速和理想车速的V-t图。

图7为本实用新型提供的结构框图。

图中，目标车辆1、测试车辆2、车道3、感应装置4、信号发射器5、第一控制器6、第二控制器7、基站8、数据输入单元9、发射端10、接收端11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例1：

如图1和7所示，本基于距离测试的前防碰撞测试系统，本系统包括目标车辆1、安装有待测试ADAS的测试车辆2、以及安装在供目标车辆1和测试车辆2行驶或停靠的车道3上的若干感应装置4，感应装置4沿着车道3纵向间隔分布且当目标车辆1或测试车辆2位于相应感应装置4位置时该感应装置4能产生相应的感应信号，感应装置4均与信号发射器5相连且信号发射器5能接收感应信号，测试车辆2上安装有与待测试ADAS相连且能采集测试车辆2车速、到达相应感应装置4感应时刻和接收待测试ADAS计算出的碰撞时间的第一控制器6，在目标车辆1上安装有能采集目标车辆1车速和到达相应感应装置4感应时刻的第二控制器7，第一控制器6和第二控制器7均与信号发射器5相连且信号发射器5能分别向第一控制器6和第二控制器7转发数据，第一控制器6与基站8相连且基站8能够接收由第一控制器6计算获得的碰撞报警偏差率。利用均匀架设在车道3两旁的感应装置4，当测试车辆2行驶到装有感应装置4的区域时，车头阻断感应信号，信号发射器5向外发出信号，测试车辆2上的第一控制器6和目标车辆1上的第二控制器7在接收到信号后，立刻采取措施，采集处理车辆速度信息和距离信息，最后得出报警偏差率，验证前碰撞预警的准确性，该测试系统开发成本低，误差小，更便于普及。

进一步地，本实施例中的感应装置4沿着车道3纵向均匀间隔分布，感应装置4的间隔距离不小于目标车辆1和测试车辆2各自的长度。第一控制器6上连接有用于输入包括目标车辆1车身长度、感应装置4间隔距离、感应装置4编号在内的数据的数据输入单元9。感应装置4为包括发射端10和接收端11的对射传感器，同一感应装置4的发射端10和接收端11分别位于车道3两侧，接收端11与信号发射器5相连。

本基于距离测试的前防碰撞测试系统测试方法，包括以下步骤：

A、通过数据输入单元9向第一控制器6输入包括目标车辆1车身长度、感应装置4间隔距离、感应装置4编号在内的数据；

B、目标车辆1停靠或行驶在车道3上，测试车辆2行驶在车道3上，目标车辆1和测试车辆2位于相应的感应装置4处时感应装置4向外发出感应信号，第二控制器7在接收到目标车辆1所在位置的感应装置4的感应信号后采集目标车辆1的车速、相应感应装置4感应时刻，并将这些信息发送至第一控制器6，第一控制器6在接收到测试车辆2所在位置的感应装置4的感应信号后采集测试车辆2的车速、相应感应装置4感应时刻并接收此时待测试ADAS计算出的碰撞时间TTC，第一控制器6根据接收到的数据计算出接近时间t；

C、第一控制器6将碰撞时间TTC和接近时间t进行比较，从而获得碰撞报警偏差率。

在上述的步骤B中，目标车辆1停靠在车道3上且目标车辆1的车尾位于感应装置4的第N个感应装置4处，测试车辆2匀速或非匀速地行驶在车道3上且测试车辆2的车头到达第n个感应装置4处时测试车辆2的车速为V，其中N大于n，各个感应装置4的间距为s，此时待测试ADAS计算出的碰撞时间TTC，则：

第一控制器6计算出的接近时间t为：t＝s(N-n)/V；

实施例2：

如图2所示，本实施例中的技术方案与实施例1中的相同，不同的是：在上述的步骤B中，各个感应装置4的间距为s，目标车辆1匀速行驶在车道3上，测试车辆2匀速或非匀速地行驶在车道3上且逐渐接近目标车辆1，当目标车辆1和测试测量均位于车道3安装有感应装置4的测试区域时，目标车辆1的车头到达第M个感应装置4处且第M个感应装置4产生感应信号，此时第二控制器7采集目标车辆1的车速V1和感应时刻tM并将这些信息发送至第一控制器6；随后测试车辆2的车头到达第m个感应装置4且第m个感应装置4产生感应信号，同样地第一控制器6采集测试车辆2的车速V2和感应时刻tm同时接收此时待测试ADAS计算出的碰撞时间TTC，则时间差为△t＝|tm-tM|，再结合之前输入第一控制器6的数据计算出接近时间t；

目标车辆1在△t时间内行驶的距离S1＝△t*V1；目标车身长度为S3；第M个和第m个感应装置4之间的间距为S2＝M-m*s；目标车辆1的车尾与测试车辆2的车头之间的间距为S；则：S＝S2-(S3-S1)；

接近时间t＝S/(V2-V1)＝(S2+△t*V1-S3)/(V2-V1)

＝[(M-m)*s+△t*V1-S3]/(V2-V1)

实施例3：

如图3所示，本实施例中的技术方案实施例1中的相同，不同的是：在上述的步骤B中，各个感应装置4的间距为s，目标车辆1匀速或非匀速行驶在车道3上，测试车辆2匀速地行驶在车道3上且逐渐接近目标车辆1，当目标车辆1和测试车辆2均位于车道3安装有感应装置4的测试区域时，测试车辆2的车头到达第一个感应装置4处且该感应装置4产生感应信号并开始计时，当测试车辆2的车头到达第n个感应装置4处时第一控制器6采集测试车辆2的车速V和感应时刻tn；随后目标车辆1的车头到达第m个感应装置4处且第m个感应装置4产生感应信号，此时第二控制器7采集目标车辆1的车速V1和感应时刻tm并将这些信息发送至第一控制器6；则时间差为△t＝|tm-tn|，此时第一控制器6采集待测试ADAS计算出的碰撞时间TTC再结合之前输入第一控制器6的数据计算出接近时间t；

测试车辆2在△t时间内行驶的距离S1＝△t*V；目标车身长度为S3；第m个和第n个感应装置4之间的间距为S2＝m-n*s；目标车辆1的车尾与测试车辆2的车头之间的间距为S；则：S＝S2-(S3-S1)；

接近时间t＝S/(V-V1)＝(S2+△t*V-S3)/(V-V1)

＝[(m-n)*s+△t*V-S3]/(V-V1)

实施例4：

本实施例中的技术方案实施例1中的相同，不同的是：在上述的步骤B中，各个感应装置4的间距为s，目标车辆1匀速或非匀速行驶在车道3上，测试车辆2匀速或非匀速地行驶在车道3上，目标车辆1和测试车辆2的车距及车速通过两车实时交互；接近时间由第一控制器6根据目标车辆1和测试车辆2计算获得，待测试ADAS计算碰撞时间TTC的接收时刻由数据输入单元9确定；

实施例4与实施例2和实施例3相似，不同点在于实施例4中的目标车辆1和测试车辆2都是非匀速行驶的，在保证最终测试结果误差较小的情况下，就需要将其中的一辆车的车速转化成匀速行驶，即将实施例4变成实施例2或3的某一种，转化方法如下。

转化方法1：

如图4-5是车辆速度的v-t图，其中Va表示车辆以最大加速度amax在t1时刻开始匀加速的速度函数，Vb是指以加速度a在t1时刻匀加速的速度函数，而Vc是指在t0到t2时间段以变加速度加速，t2时刻后以V2匀速行驶的速度函数。

假设相邻感应装置4的间距为s，车辆以54km/h的车速从触发第n个激光线到触发第n+1个激光线所用时间为t.则t＝S/V t＝0.2s所以当速度越大时，所用时间越短

假设车辆从0～100km/h用时为10s,则最大加速度amax＝V/t,amax＝2.78m/s²

假设V1＝54km/h，即15m/s，车辆车速由V1(触发第n个激光线时的速度)以最大加速度加速到V2(触发第n+1个激光线时的速度)，

则，V2＝V1+amax*t (公式1)

假设车速从V1以最大加速度加速到V2，和以V1匀速行驶同样的时间t,产生的距离差为△S，

则

由公式1、公式2、公式3可得:

代入数据可得△S＝0.0556m

由于实际开车时的加速度a<amax.则实际△S1<△S，故，在0.2S的时间内的变加速可以当做匀速来处理。

转化方法2：

根据车辆速度的v-t图分析实际的△S,由定积分的知识可知，转化方法1中计算出来的△S＝0.0556m,实际上即为图4中标记为X的三角形的面积值，然而实际上正常开车时，不可能以最大加速度进行加速，而是以某一加速度进行变加速，假设开车时，是以加速度a进行匀加速，则此时的速度函数应该是Vb,而实际开车时的速度函数应该是Vc，故此时车速从V1以加速度a加速到V2，和以变加速行驶同样的时间t,产生的距离差为△S1就是图4中标记为Y的图形的面积，而△S1就是实际可能产生的距离差，此时的△S1应该是远小于△S的，即实际的距离误差要远小于0.0556m，所以我们最终算出来的两车间距S就更接近实际值。(△S1和△S越小，说明算出的两车间距S越准确，距离误差越小，也就是说算出的两车接近时间更准确)。

误差分析：当脚踩油门让车辆保持匀速行驶时，由于人的脚是有抖动的，不可能像机械机构一样让节气门的开度保持一成不变，所以这个过程就会产生速度误差，即实际行驶中的匀速和理想中的匀速存在较小的误差。

对于实施例2和实施例3的误差来源主要有两种，第一种是车辆匀速行驶时，由于人脚抖动而造成的较小的速度不均匀变化，第二种是由于各控制器之间信号传输造成的时间误差(十几毫秒到几十毫秒)，考虑到两种误差都非常的小，且每次取值时误差不会累加，所以实际测试中可以忽略这些误差。

图6是车辆匀速行驶时，实际可能的车速和理想车速的V-t图，由于每次获取车速都是在0.2s内的某一时刻，而且这段时间内实施例2和实施例3中的所需车辆车速又是匀速行驶状态，所以产生的误差极小，可忽略。

对于实施例4中的误差来源及处理如下：

由于实施例4是将其中一辆车的变速状态转变成匀速状态来进行处理的，所以在转换的过程中会产生一定的距离误差，考虑到在0.2s的时间内产生的距离误差很小(理论最大值是5cm左右)，而且这种误差对于每次取值都不会累加，所以可以忽略。也可在匀速的基础上给予一定的距离补偿，以便使计算的间距更接近实际的两车间距S。所以，只要保证所得的两车间距S足够接近实际值，那么最终第一控制器输出的接近时间t就会越准确。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了目标车辆1、测试车辆2、车道3、感应装置4、信号发射器5、第一控制器6、第二控制器7、基站8、数据输入单元9、发射端10、接收端11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。