一种实车在环的自动驾驶域控制器测试台架系统的制作方法

本实用新型涉及汽车控制器的测试技术领域，具体是一种实车在环的自动驾驶域控制器测试台架系统。

背景技术：

自动驾驶技术作为汽车行业的终极目标，各整车厂及高校科研机构正在投入大量的精力进行规划和研究。自动驾驶技术涉及领域众多，是一个多技术融合的载体，从感知、决策和执行三方面革新着传统汽车行业。

对于adas(advanceddriverassistantsystem)系统，已经成为当前汽车的主流配置。美国、欧盟、中国等相继出台主动安全测试法规（euro-ncap、c-ncap、iso、nhtsa、adac），对市场上各种adas控制器acc、aeb、lka、bsd、pa、ldw、fcw、tsr等进行了严格要求。

对于l3及以上的自动驾驶功能，各大整车厂在陆续发布具有相关功能的车型。包括：代客泊车、tja、高速巡航等。其adas控制器已不能胜任l3级以上的功能，需要自动驾驶相关的域控制器，结合多种传感器融合技术实现。

从安全角度考虑，在实车道路测试前，对自动驾驶汽车进行全面的实验室hil测试是至关重要的。

由于市场上的传感器型号、参数、性能多种多样，不同传感器协同工作有效性难以保证；路测成本高、周期长、测试覆盖度不全面、测试危险程度高，因此，实验室整车级hil测试显得尤为重要。

本专利针对目前市场的测试需要，提供一种技术先进、成熟稳定的实车在环自动驾驶域控制器hil测试系统，可以在实验室阶段实现自动驾驶各种控制功能和故障诊断功能验证，从而缩短路试时间、减少路试成本、降低路试风险。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种实车在环的自动驾驶域控制器测试台架系统，有效解决了现在市场上的传感器型号、参数、性能多种多样，不同传感器协同工作有效性难以保证；路测成本高、周期长、测试覆盖度不全面、测试危险程度高的问题。

一种实车在环的自动驾驶域控制器测试台架系统，其特征在于，包括实车、pc上位机、摄像头暗箱，所述实车的车轮上安装有转毂测功机，实车的前端安装有雷达，实车的后端安装有自动驾驶域控制器，所述雷达和自动驾驶域控制器经can信号连接，所述摄像头暗箱内包含有摄像头和摄像头暗箱显示器，所述pc上位机经视频线连接摄像头暗箱显示器，所述摄像头经can信号连接自动驾驶域控制器，所述pc上位机经以太网连接交换机，交换机经以太网连接实时机，所述实时机经can信号连接实车，所述交换机经以太网连接转毂测功机，所述交换机经以太网连接雷达目标模拟设备，所述雷达目标模拟设备经射频信号连接收发天线，所述雷达目标模拟设备和收发天线置于实车的前方。

优选的，所述摄像头从实车上拆除，放置在摄像头暗箱中。

优选的，所述雷达安装在实车上。

优选的，所述雷达目标模拟设备和收发天线置于环形滑轨装置上，所述环形滑轨装置上贴附有雷达吸波装置。

本实用新型与现有技术相比，具备如下技术效果：

1、实验室测试环境，可复用性好，效率高，测试成本低。

2、硬件模块化和软件平台化，场景、模型、算法各自独立，易于搭建。

3、硬件接口资源预留，通过配置满足更多的传感器类型和控制器策略的测试需求。

附图说明

图1为本实用新型机柜和电源管理模块安装位置图。

图2为本实用新型模块标号连接示意图。

图3为本实用新型模块连接示意图。

1：实车；2：雷达；3：摄像头；4：摄像头暗箱显示器；5：摄像头暗箱；6：轮毂测功机；7：pc上位机；8：实时机；9：雷达目标模拟设备；10：环形滑轨装置；11：自动驾驶域控制器；12：交换机。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

本实用新型的台架系统主要为实车在环的自动驾驶域控制区hil测试台架，该系统主要包括：

转毂测功机6：与被测试实车1采用轴端直接耦合式连接，无需万向节联轴器，实现高测试精度无偏差。主要提供道路负载，同时包含纵向和横向控制，配合自动驾驶域控制器11测试过程中的加减速和转向控制，可根据汽车驱动装置，灵活升级为四驱。

pc上位机7，作为实时系统的上位机，用于配置实时系统，同时基于场景软件进行道路场景搭建、渲染、运行传感器模型以及投射摄像头暗箱5中摄像头暗箱显示器4场景画面。

实时机8：运行车辆动力学模型。

摄像头暗箱5：用于搭建摄像头视景采集黑箱环境，主要放置承载虚拟场景的摄像头暗箱显示器4以及被测摄像头3，被测摄像头3是从待测实车1上拆下放置于摄像头暗箱5内，摄像头暗箱显示器4位于被测摄像头3正前方，可通过调节装置将被测摄像头3放置于摄像头暗箱显示器4前方合适位置。

雷达目标模拟设备9：用于仿真模拟毫米波雷达的目标，该目标信号是将pc上位机7道路场景的目标通过以太网传输至雷达目标模拟设备9，该设备经过射频延迟信号以及结合环形滑轨装置10实现虚拟场景中目标的距离、方位角、和速度的变化。

环形滑轨装置10：该装置布置雷达目标模拟设备9的收发天线以及雷达吸波材料，雷达吸波材料主要为实车1上车载雷达2实现防干扰作用，收发天线主要将虚拟目标信号转换成毫米波，与车载真实雷达2形成回波模拟。

交换机12：提供以太网传输转换接口。

雷达2：雷达2安装在实车1上，雷达2可根据真实车辆配置个数情况，扩展多个雷达目标模拟设备9。

此外该测试系统还有基础的硬件平台，这些基础硬件主要放置于机柜中，机柜形式使空间布置更加合理，更加易于排线；

机柜选用38u高19寸标准工业机柜，主要放置电源管理模块、pc上位机7、实时机8、程控电源；

电源管理模块作为测试系统的标准配置之一，是测试系统中必不可少的一个模块，主要用于为测试系统中各模块的供电管理；

程控电源主要用来代替实车1上的蓄电池来给被测控制器以及传感器供电。

本实用新型基于雷达标定程序比较复杂，本专利在不拆除实车雷达2的情况下，将雷达1放置在真实实车1上，采用前方布置环形滑轨形式；

车载真实雷达2所检测的目标信号使用虚拟场景的目标信号，通过回波模拟装置实现，避免了真实目标车存在，从一定程度上节约了测试成本以及测试场地；

结合实车1测试，使用轮毂测功机6，不仅能够提供道路负载，而且具备转向模拟功能模块，可以实现对车辆转向相关操作的真实模拟，从而实现纵向和横向相结合的控制形式，从而能够结合实车在环测试实现带转向功能的控制测试。且轮毂测功机6使用比较轻便，占地空间更小。

所述pc上位机7主要运行场景软件。

所述实时机12主要部署动力学模型。

根据说明书附图2和附图3所述，将该附图2和附图3中的模块进行详细阐述：

标号1为被测实车，其中车载雷达2安装在被测实车1前保险杠正中间，车载摄像头3安装在被测实车1前挡风玻璃处，自动驾驶域控制器11固定放置在被测实车1上，轮毂测功机6与被测试车辆采用轴端直接耦合式连接；

pc上位机7、实时机8、雷达目标模拟设备9、轮毂测功机6通过交换机12以以太网形式通讯。

pc上位机7主要运行场景软件，场景软件搭建虚拟场景；实时机8主要部署车辆动力学模型；雷达目标模拟设备9主要模拟虚拟目标信号；轮毂测功机6主要提供道路负载，并实现横纵向同时控制；

车载雷达2、车载摄像头3分别通过can线传输目标信号给自动驾驶域控制器11；

雷达目标模拟设备9通过射频线与环形滑轨装置10上的天线收发头进行传输射频信号；

采集实车1上obd信号（刹车、油门、转向、速度等）通过can通讯传递给实时机8中的车辆动力学模型，车辆动力学模型可根据实车obd信号进一步求解出此时车辆的6个姿态信息（vx、vy、vz、pitch、roll、yaw），并将6个姿态信息通过以太网的形式传递给pc上位机7中的虚拟场景，同时将速度信号以以太网通讯通过扭矩的形式传递给轮毂测功机6，控制轮毂测功机6，从而控制被测实车1；

测试时，车载摄像头3需要从实车1上拆除，放置在摄像头暗箱5中，摄像头暗箱5中位于被测车载摄像头3的正前方放置摄像头暗箱显示器4，该摄像头暗箱显示器4主要显示虚拟道路场景，该道路场景被摄像头3采集，识别，进而计算出虚拟场景的目标信号；

pc上位机7主要运行场景软件，pc上位机7中运行的场景软件能够模拟虚拟道路场景以及虚拟雷达传感器，虚拟道路场景通过vga/hdmi/dp等视频线将虚拟道路场景传递给摄像头暗箱5中的视景显示器4，同时将虚拟雷达传感器识别到的目标信号通过以太网的形式传递给雷达目标模拟设备9；

pc上位机7同时运行实时机8的上位机软件，通过上位机软件，将车辆动力学模型一键部署到实时机8中；

测试时，车载雷达2不需要从实车1上拆除，仍然安装在前保险杠正中间，通过在雷达2前方放置雷达目标模拟设备9模拟虚拟目标信号；

雷达目标模拟设备9通过以太网接收pc上位机7传递过来的虚拟目标信号，并可将此目标信号以毫米波的形式发射出去；

雷达目标模拟设备9需配合环形滑轨装置10，环形滑轨装置10上固定雷达目标模拟设备9的天线收发头，天线收发头通过毫米波的形式模拟虚拟目标，可模拟虚拟目标的距离、速度、方位角、rcs等信息；

雷达2可根据真实车辆配置个数情况，扩展多个雷达目标模拟设备9；

测试步骤：

1、首先运行pc上位机7中场景软件，仿真道路场景，并将道路阻力信息传递给实时机8中的车辆动力学模型；

2、同时仿真摄像头目标视景和虚拟雷达目标信息分别给摄像头光学暗箱5中的显示器4和雷达目标模拟器9；

3、摄像头暗箱5通过摄像头暗箱显示器4显示场景软件传递过来的摄像头目标视景，雷达目标模拟器9根据pc上位机7中场景软件传递过来的目标信息仿真雷达目标，环形滑轨装置10上的收发天线通过接收雷达目标模拟器设备9模拟的射频信号以毫米波的形式模拟目标距离、方向、速度的变化；

4、实车1的自动驾驶域控制系统11通过can接收放置在摄像头暗箱5中的摄像头3和真实雷达2采集仿真的目标信息，并依据目标信息进行决策输出方向盘转角、油门、刹车等车辆控制信息，实车1通过车辆控制信息进行功率输出和转向执行；

5、实时机8中的车辆动力学模型通过收集场景的道路阻力信息和实车1的车辆控制obd信息计算出车辆的姿态信息，并将车辆的姿态信息传输给pc上位机7中场景软件；pc上位机7中场景软件通过接收车辆的姿态信息更新摄像头和雷达的目标信息，以及车辆新位置下的道路阻力信息；

6、转毂测功机6通过接收车辆姿态信息（速度和转向）控制转毂测功机6扭矩输出，匹配实车1的功率输出来控制实车速度和转向控制。

本实用新型与现有技术相比，具备如下技术效果：

1、实验室测试环境，可复用性好，效率高，测试成本低。

2、硬件模块化和软件平台化，场景、模型、算法各自独立，易于搭建。

3、硬件接口资源预留，通过配置满足更多的传感器类型和控制器策略的测试需求。