1.本发明涉及汽车安全检测技术领域，尤其涉及中国新车评价规程(cncap)中对自动驾驶车辆紧急制动功能测试的测试方法。更具体地说，本发明涉及一种测试自动驾驶车辆紧急制动功能的装置及方法。
背景技术：
2.随着自动驾驶技术的不断发展，人们对于车辆智能性和安全性能的要求越来越高，尤其是针对高级别的自动驾驶车辆。在现有技术中，通常采用柔性模型车，控制底盘车和驾驶机器人等测试设备来完成整个试验。目前满足标准要求的测试设备都是国外进口，约三千万元一套；且测试设备安装调试的时间很长，整个试验大约10分钟，但是前期准备时间需要4
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5个小时，耗时耗人，无法满足批量测试的需求；由于测试设备的精度限制，每次测试满足要求的成功率仅80％。
技术实现要素：
3.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
4.本发明还有一个目的是提供一种测试自动驾驶车辆紧急制动功能的装置及方法，其通过虚拟与现实结合的方式测试自动驾驶车辆的紧急制动功能，具有成本低、效率高、成功率高的优点。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种虚拟与现实结合测试自动驾驶车辆紧急制动功能的装置，包括：
6.定位模块，其包括天线、惯性测量单元，所述天线标定测试道路上行驶的自动驾驶车辆的轮廓并接收gps信号，所述惯性测量单元解析所述gps信号并输出自动驾驶车辆的运动信息，所述自动驾驶车辆的运动信息包括gps经纬度信息；
7.场景设计模块，其包括地图存储单元、自动驾驶车辆管理单元、虚拟目标车辆管理单元、场景测试评价计算单元，所述地图存储单元存储有测试道路信息的地图，所述自动驾驶车辆管理单元接收自动驾驶车辆的gps经纬度信息并匹配所述地图，所述虚拟目标车辆管理单元设置紧急制动触发条件，一旦自动驾驶车辆行驶达到触发条件，在所述地图上规划虚拟目标车辆的相对位置以及运动轨迹，并通过协议的方式将虚拟目标车辆的运动信息植入自动驾驶车辆，所述场景测试评价计算单元周期性读取自动驾驶车辆和虚拟目标车辆的运动信息，并比较自动驾驶车辆的车头位置和虚拟目标车辆的车尾位置的关系，未发生重叠则代表通过测试，反之则代表碰撞。
8.优选的是，所述天线置于自动驾驶车辆车顶，所述惯性测量单元置于自动驾驶车辆内部。
9.优选的是，所述场景设计模块的一个端口通过有线或者无线的方式连接所述惯性测量单元、另一个端口连接自动驾驶车辆的场景传输接口。
10.优选的是，所述场景测试评价计算单元比较自动驾驶车辆的车头和虚拟目标车辆
的车尾的距离，小于0则达标发生重叠。
11.优选的是，所述运动信息包括车辆的gps经纬度、速度、加速度、航向角、俯仰角。
12.虚拟与现实结合测试自动驾驶车辆紧急制动功能的方法，包括：
13.标定测试道路上行驶的自动驾驶车辆的轮廓，接收、解析gps信号并输出自动驾驶车辆的运动信息，所述自动驾驶车辆的运动信息包括gps经纬度信息；
14.在存储有测试道路信息的地图上匹配自动驾驶车辆的位置，设置紧急制动触发条件，一旦自动驾驶车辆行驶达到触发条件，在所述地图上规划虚拟目标车辆的相对位置以及运动轨迹，并通过协议的方式将虚拟目标车辆的运动信息植入自动驾驶车辆；
15.周期性读取自动驾驶车辆和虚拟目标车辆的运动信息，并比较自动驾驶车辆的车头位置和虚拟目标车辆的车尾位置的关系，未发生重叠则代表通过测试，反之则代表碰撞。
16.优选的是，所述运动信息包括车辆的gps经纬度、速度、加速度、航向角、俯仰角。
17.电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述的方法。
18.存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现所述的方法。
19.本发明至少包括以下有益效果：
20.本发明通过虚拟与现实结合的方式测试自动驾驶车辆的紧急制动功能，成本可控，可以更加快速的得到测试结果，节省大量的测试人员搭建场景的时间，虚拟车辆可以减小真实车辆机械运动的延时带来的误差，提高试验成功率。
21.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
22.下面结合细节对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
23.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
24.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
25.传统测试方法为：被测车辆为自动驾驶车辆，以一定的速度行驶在测试道路上，目标车辆为可控制速度和方向的柔性车辆或真实车辆，和被测车辆在同一条测试道路上行驶，目标车辆在被测车辆前方，且行驶速度小于被测车辆。通过安装在目标车辆上的gps定位装置来获取车辆姿态，目标车辆运动控制模块下发指令实时调整车辆姿态，保证车辆直线行驶。测试开始后，两车同时起步，由于被测车辆的速度大于目标车辆，所以两者之间的距离会逐步缩小直到碰撞。这个测试就是查看自动驾驶车辆能否自动将车辆刹停避免碰撞。本发明提供一种虚拟与现实结合测试自动驾驶车辆紧急制动功能的装置，通过场景设计模块代替目标车辆运动控制模块和目标车辆，并实现定位传输和指令下发的功能，具体包括：
26.定位模块，其包括天线、惯性测量单元(imu)，天线包括主天线、副天线，置于自动
驾驶车辆车顶，所述天线标定测试道路上行驶的自动驾驶车辆的轮廓，测量主天线位置距离自动驾驶车辆四周边缘位置距离，并接收gps信号，所述惯性测量单元置于自动驾驶车辆内部，解析所述gps信号并输出自动驾驶车辆的运动信息，运动信息包括车辆的gps经纬度、速度、加速度、航向角、俯仰角等；
27.场景设计模块，所述场景设计模块的一个端口通过有线或者无线的方式连接所述惯性测量单元、另一个端口连接自动驾驶车辆的场景传输接口，其包括地图存储单元、自动驾驶车辆管理单元、虚拟目标车辆管理单元、场景测试评价计算单元，所述地图存储单元存储有测试道路信息的地图，为高精度地图，所述自动驾驶车辆管理单元接收自动驾驶车辆的gps经纬度信息并匹配所述地图，所述虚拟目标车辆管理单元可实现虚拟目标车辆的速度、位置、轨迹等编辑功能，通过matlab来实现，还包含场景的计算触发逻辑的编辑功能，场景注入的方式通过与自动驾驶系统约定私有协议的方式来实现，具体来说，所述虚拟目标车辆管理单元设置紧急制动触发条件，一旦自动驾驶车辆行驶达到触发条件，在所述地图上规划虚拟目标车辆的相对位置以及运动轨迹，并通过协议的方式将虚拟目标车辆的运动信息植入自动驾驶车辆，可理解为替代汽车aeb的测距模块，并将结果输出给汽车aeb的控制模块，汽车aeb的测距模块采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后数据分析将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时汽车aeb会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航；私有协议的方式为场景设计模块根据自动驾驶车辆的dbc文件协议(dbc是database can的缩写，其代表的是can的数据库文件)，根据协议的内容，设置场景设计模块的中涉及车辆、位置、运动信息等方面的字节编码，包括但不限于(括号内协议仅作参考)模块代号(0代表无模块，1代表aeb测距模块，2代表控制模块
……
)、感知类别(0代表无物体、1代表车辆、2代表行人
……
)、物体大小(xxx，第一位代表长度信息、第二位代表宽度信息、第三位代表高度信息，单位cm)、位置信息(0代表无物体、116
°
25
′
29
″
、39
°
54
′
20
″
分别代表gps的经度和纬度信息)、航向角信息(120代表以gps坐标系为基准，与正北方向夹角120度)、加密位(约定某一公式，前面某些项的一个公式输出一个数值)、反馈位(场景设计模块注入了车辆信息，自动驾驶车辆是否收到并依据dbc文件协议准确解析这个信息，0代表未收到，1代表收到)，自动驾驶车辆在真实的测试道路上行驶，自动驾驶车辆管理单元获取到自动驾驶车辆的gps位置后，匹配到地图存储单元的高精度地图中，然后人工在高精度地图中规划出虚拟目标车辆的位置和运动信息，将虚拟目标车辆的位置和运动信息通过私有协议的方式注入到自动驾驶车辆的自动驾驶系统，此时自动驾驶车辆的自动驾驶系统就可以感知到前方有一个虚拟目标车辆。通过提前预设好虚拟目标车辆的轨迹及运动信息，从而实现对于自动驾驶车辆而言和真实车辆测试一样的效果；汽车aeb启动后，使汽车自动制动，同时所述场景测试评价计算单元周期性读取自动驾驶车辆和虚拟目标车辆的运动信息，即行驶数据，包括但不限于位置、速度、航向等，并比较自动驾驶车辆的车头位置和虚拟目标车辆的车尾位置的关系(标定自动驾驶车辆参数，主要用于计算最终的测试结果是否碰撞，即被测车辆的车头和前方虚拟目标车辆尾部的距离是否小于0)，未发生重叠则代表通过测试，反之则代表碰撞，测试开始后，场景设计模块实时获取到自动驾驶车辆的速度信息，当达到设定的速度值(触发条件)以后，自动驾驶车辆将已经预制好了虚拟目标车辆的相关信息，直接发送给自动驾驶车辆。可以说场景设计模块已经知道每一时刻虚拟目标车辆的位置信息，同时安装在自动驾驶车辆上的定位装置也会实时传输自动驾驶车辆
的位置信息，通过自动驾驶车辆和虚拟目标车辆的位置差，可以算出他们车辆的重叠率。
28.在上述技术方案中，定位模块用于记录自动驾驶车辆的位置、速度、加速度、航向角、俯仰角等轨迹信息，场景设计模块用于标定自动驾驶车辆、设置触发条件、添加虚拟目标车辆、设置虚拟目标车辆的行驶轨迹和出现位置等等，为路侧端或者车端，通过无线或有线的方式接入自动驾驶车辆和系统，实现方式包括但不限于数据直连、wifi、v2x、lte
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v、5g等，可以自定义目标物的类别，包括但不限于车辆、行人、非机动车等内容，设置触发条件包括但不限于速度触发、位置触发、时距触发等，设置虚拟目标车辆的运动状态包括但不限于直行、变道、转弯等，设置虚拟目标车辆的运动状态包括但不限于匀速行驶、匀加速行驶、匀减速行驶、以及类似匀速后减速这类包含加速匀速减速三种运动状态的各种顺序组合等。设置流程主要包括：虚拟目标物的选取(车辆、行人、非机动车)、轨迹的编辑(在高精度地图上画出一条轨迹出来，在轨迹上添加节点，设置车辆的动作，例如在a点位开始以3m/s速度变道，到b点位结束)、触发条件(根据客户要求自定义或测试标准的要求)、判定结果是否碰撞(每一时刻场景设计模块都知道测试车辆的位置和虚拟目标物体的位置，只需要计算两物体轮廓的围栏值是否重叠即可)。场景测试评价计算单元用于计算测试结果。本发明能够根据测试标准的要求，自动显示测试结果，显示方式为离线或在线显示的方式均可。通过虚拟与现实结合的方式测试自动驾驶车辆的紧急制动功能，具有成本低、效率高、成功率高的优点。
29.虚拟与现实结合测试自动驾驶车辆紧急制动功能的方法，包括：
30.标定测试道路上行驶的自动驾驶车辆的轮廓，接收、解析gps信号并输出自动驾驶车辆的运动信息，所述运动信息包括车辆的gps经纬度、速度、加速度、航向角、俯仰角；
31.在存储有测试道路信息的地图上匹配自动驾驶车辆的位置，设置紧急制动触发条件，一旦自动驾驶车辆行驶达到触发条件，在所述地图上规划虚拟目标车辆的相对位置以及运动轨迹，并通过协议的方式将虚拟目标车辆的运动信息植入自动驾驶车辆；
32.周期性读取自动驾驶车辆和虚拟目标车辆的运动信息，并比较自动驾驶车辆的车头位置和虚拟目标车辆的车尾位置的关系，未发生重叠则代表通过测试，反之则代表碰撞。
33.在上述技术方案中，记录自动驾驶车辆的位置、速度、加速度、航向角、俯仰角等轨迹信息，标定自动驾驶车辆、设置触发条件、添加虚拟目标车辆、设置虚拟目标车辆的行驶轨迹和出现位置等等，通过无线或有线的方式接入自动驾驶车辆和系统，实现方式包括但不限于数据直连、wifi、v2x、lte
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v、5g等，可以自定义目标物的类别，包括但不限于车辆、行人、非机动车等内容，设置触发条件包括但不限于速度触发、位置触发、时距触发等，设置虚拟目标车辆的运动状态包括但不限于直行、变道、转弯等，设置虚拟目标车辆的运动状态包括但不限于匀速行驶、匀加速行驶、匀减速行驶、以及类似匀速后减速这类包含加速匀速减速三种运动状态的各种顺序组合等。本发明能够根据测试标准的要求，自动显示测试结果，显示方式为离线或在线显示的方式均可。通过虚拟与现实结合的方式测试自动驾驶车辆的紧急制动功能，具有成本低、效率高、成功率高的优点。
34.在一个实例中，录入自动驾驶车辆标定参数结果，设置紧急制动触发条件，例如当自动驾驶车辆车速达到30km/h、40km/h、50km/h或者60km/h时，虚拟目标车辆开始出现并按照预设的轨迹运行，每次触发条件仅设置一个参数，添加虚拟目标车辆、设置虚拟目标车辆轨迹，例如轨迹为自动驾驶车辆同方向20km/h速度匀速行驶，设置虚拟目标车辆出现位置，
例如出现位置为被测车辆前方150m处，自动驾驶车辆开始测试。启动自动驾驶车辆，以某一速度的定速巡航在实际道路上行驶，且与紧急制动触发条件录入的速度要一致，当达到紧急制动触发条件规定的车速时，虚拟目标车辆会自动出现，并在被测车辆前方150m处开始以20km/h速度行驶。测试结束后，读取每一时刻下被测车辆车头位置和虚拟目标车辆车尾的位置关系，如果测试车车头位置与目标车辆车尾位置发生重叠，表示发生了碰撞，被测车辆未通过测试，反之，则通过了测试。
35.电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述的方法。
36.存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现所述的方法。
37.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
38.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的细节。