用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统和方法与流程

本发明涉及一种用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的方法和测试系统。

背景技术：

完全自主驱动车辆或自主车辆是其中可以在没有车辆驾驶员的控制的情况下执行包括安全关键功能的驾驶操作的车辆。至少部分自主驱动车辆是部分或完全自主驱动车辆。部分自主驱动车辆至少针对一个或多个特定操作或交通状况提供自主驾驶操作。车辆的这些可自主执行动作(例如在用于增加驾驶安全性的系统中)基于传感器信号的评估直接启动，或者例如由车辆驾驶员或车辆的使用者例如使用远程控制启动，例如执行至少部分自主驱动车辆的停车操纵，该停车操纵将自主地执行。

然而，随着这种自动化技术在车辆操作中的日益普及，要考虑的交通状况的多样性和复杂性以及用于它们的控制程序也在不断地增加。

因此，在合适的控制系统的开发中，开发目标的精确定义因此认为非常重要，要优选使用的传感器和致动器的性能以及数量的选择也是如此。除了技术上正确的功能之外，使用者以及可能有其他道路使用者对(部分)自主驱动车辆的行为的接受度也应该早在开发阶段被考虑，这意味着在真实测试场景中对实施的控制软件进行及时和全面的测试也是必不可少的任务。

然而，为了能够在开发过程中做出最佳决策所必需的基本数据往往缺乏，并且没有用于开发优化的可用合适测试程序和/或测试环境，其中控制程序的设计、验证和确认可以被执行。这意味着问题(包括还尚未检测到的问题)的解决方案不能被识别，直到用于测试的车辆的昂贵原型已经可用，或甚至更晚，例如当执行可能耗时且昂贵的用户或车辆诊所时，除了进一步开发过程中的高成本外，还造成延误。

因此，采用虚拟环境(其中特定测试场景可以以实质上可重复且成本效益的方式被创建且被集成到车辆的开发和测试程序中)代表有效的替代或补充技术。

虽然虚拟环境另外通常用于计算机游戏领域，例如第一人称射击游戏或驾驶模拟器，但这些也越来越多地用于产品开发和测试的领域。

在us8,412,499b2中，公开了一种用于车辆的便携式驾驶模拟器，其中真实车辆的转向在车辆停止时由驾驶员操作，同时驾驶员沿着通过数据头盔(即头戴式显示器)呈现给他/她的虚拟驾驶路线行驶。至少部分自主驱动车辆的测试在那里未被提供。

在us2013/0257904a1中，示出了一种用于虚拟开发的系统，该系统被设计为通过考虑用户的手和头部位置数据来改进用户的虚拟环境的显示。

在us2013/0022950a1中，描述了一种用于创建测试人员的行为研究的系统。在这种情况下，戴着数据头盔或头戴式显示器的用户沉浸在虚拟环境中，并且他/她的动作和运动被记录，以使它们可以被随后分析。

在k.herbus和p.ociepka，“在虚拟现实中stewart平台的虚拟模型与车辆的化身的集成(integrationofthevirtualmodelofastewartplatformwiththeavatarofavehicleinavirtualreality)”，研究论文，材料科学与工程，2016年，第1-6页，第145卷中，示出了在虚拟环境中，虚拟计算机控制的测试平台可以用于虚拟地装配且测试在其上的化身，即待测试的车辆底盘的虚拟表示。具有用于记录用户对车辆行为的响应的设施的测试系统的用户的沉浸式存在未被提供。

在us2016/0210382a1中，公开了一种系统，在该系统中，计算机装置创建虚拟环境，在该虚拟环境中，虚拟车辆可以自主地驱动并且使用虚拟传感器检测和处理数据，其中可以通过用户输入选择测试参数。然而，未提供的是用于将用户包括在虚拟环境中以及用于创建测试设施的设施，在测试设施中，可以捕获使用者或虚拟道路使用者对自主驱动车辆的行为的接受。

us2017/0025031a1描述了一种用于测试要在飞行器中使用的装置的装置。在这种情况下，创建具有驾驶舱场景的虚拟环境，并且用户通过借助于固有的无功能占位符对象接收触觉反馈来测试待操作的装置的虚拟表示。为用户提供具有运动平台的测试人员站，该运动平台被设计为创建对移动驾驶舱的印象。当存在于测试人员站中时，测试人员至少以初步方式集成在测试驾驶舱的虚拟环境中，即使例如测试人员实际上不能在其中移动。测试性能包括集成测试人员与被测单元的虚拟表示的交互。虽然这种方法允许所选择的设计被测试，但是在虚拟环境中不进行基于传感器信号的实际控制软件的功能测试。没有设施被提供用于由用户创建测试场景或用于将测试人员原则上连接到任何用户可配置的虚拟对象，以便从该对象的角度来参与测试。

技术实现要素：

本发明的目的是创建一种在测试情况下测试至少部分自主驱动车辆的真实控制系统的具有成本效益的方法，其允许考虑测试参与者对所提出的自主控制行为的接受度，而没有至少一个整体车辆的真实原型已经需要在相应的测试情况下可用。

根据本发明，该目的利用根据权利要求1所述的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统以及利用根据权利要求20所述的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的方法来实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中进行描述。

根据本发明的一个方面，一种用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统包含用于根据与至少部分自主驱动车辆相关联的传感器的至少一个传感器信号来控制至少部分自主驱动车辆的至少一个动作的待测试的控制模块，以及被配置为生成虚拟环境的可编程装置，该虚拟环境可以通过接口模块与之交互并且在虚拟环境中可以生成至少一个虚拟测试场景，该虚拟测试场景具有至少一个虚拟测试参与者对象和虚拟测试车辆。

虚拟测试车辆是至少一个部分自主驱动车辆的虚拟表示，即虚拟模型，并且具有至少一个虚拟传感器，该虚拟传感器生成虚拟传感器信号并且通过接口模块将所述信号作为待评估的传感器信号输出到控制模块。

控制模块被配置为根据待评估的传感器信号生成至少一个控制信号，并且通过接口模块将所述控制信号输出到虚拟测试车辆以控制虚拟测试车辆的至少一个动作。

可编程装置至少在测试系统的用户的激励下被配置为在虚拟环境中生成虚拟测试场景。

接口模块具有用户交互模块，通过该用户交互模块，用户可以以这样的方式连接到虚拟测试参与者对象，即测试场景可以由用户从与参与者对象相关联的角度来体验，其中虚拟测试参与者对象可以由用户配置。

测试系统允许在可变虚拟测试场景中在虚拟测试车辆中测试真实控制模块，该模块为真实的至少部分自主驱动车辆而设计，其中通过用户交互模块连接到虚拟测试参与者对象的系统的用户不仅可以在虚拟环境中观察测试，而且可以影响和配置它。

凭借用户从虚拟测试参与者对象本身的角度来体验虚拟测试场景的事实，车辆行为的主观可接受性可以被考虑。为此，虚拟测试参与者对象可以被定位在例如由虚拟测试车辆执行的动作的关键位置，例如在倒车操纵的情况下在车辆的后方，并且可以由用户以与测试相关的方式配置，例如在尺寸、颜色或运动速度方面改变。此外，可以体验测试参与者的反应。例如，如果虚拟测试参与者对象假定虚拟行人的可能位置，则可以在虚拟环境中实际评估虚拟车辆在虚拟行人的前方制动之前的距离。例如，如果距离太小以致于行人惊慌，则该距离可能设置得太低，即使实际上足以执行车辆的动作。因此，控制模块的测试不仅可以包括测试控制模块的正确功能，而且可以测试其他道路使用者(例如行人)对车辆行为的接受度。

测试系统不仅可以用于使用控制模块的操作以及因此部分自主驱动车辆的自主驾驶特性的操作以便例如在开发阶段期间改进的目的，而且例如可以用于使其他人(例如潜在客户)能够在不同情况下亲身体验车辆的行为，例如在正常的真实试驾期间可能不会发生的行为。例如，印象体验可以增加对某些安全机制将在紧急情况下表现的程度的理解，从而允许增加对至少部分自主驱动车辆的可用性的信心。此外，测试系统还可以例如在虚拟汽车诊所或用户诊所的开发过程期间使用，甚至在已经实施了可能昂贵的车辆原型之前使用。

控制模块可以特别是待测试的真实控制软件，该真实控制软件例如在生成虚拟环境的可编程装置上执行。在另一实施例中，可以提供的是，控制模块在连接到接口模块的单独可编程装置上(例如为真实至少部分自主驱动车辆指定的处理器上)执行。然而，在其他实施例中，它还可以包括例如通过接口模块连接的以逻辑电路的形式的真实硬件，或硬件和软件模块的组合。在此提出的测试系统提供的是，控制模块利用至少一个控制信号控制虚拟测试车辆，该控制信号响应于待评估的至少一个传感器信号的评估而生成。由控制模块生成随后通过接口模块传输到虚拟环境的该控制信号是虚拟控制信号。

作为虚拟环境(即虚拟现实)的平台的可编程装置或计算机装置的配置特别包含装置的程序设计，该装置包含至少一个处理器和可以存储合适的程序代码以便创建虚拟环境的存储器。

接口模块实现在用户的真实世界和执行虚拟测试场景的虚拟环境之间数据的交换。接口模块不仅包含软件部件，而且包含硬件部件。特别地，用户交互模块包含例如用于例如通过适当的显示器(例如数据头盔或头戴式显示器)向用户传送尽可能沉浸在生成的虚拟环境中的印象的数据输出装置，以及用于向用户提供虚拟环境的感官印象(例如听觉和/或触觉印象)的其他数据输出装置。用户交互模块还包含用于捕获用户的动作并将它们转换成与虚拟环境中的对象的交互的数据输入装置，例如数据手套或其他运动检测装置和/或其他装置。特别地，为了还实现以现实方式实施的通过虚拟环境的运动，例如还可以使用用于虚拟环境的全向运动模拟装置。用户交互模块还包含用于用户交互的硬件的操作所必需的软件部件，该软件部件例如在创建虚拟环境的可编程装置上执行。

由待测试的控制模块控制的虚拟测试车辆的动作可以是由至少部分自主驱动车辆可自主执行的任何动作，例如平行或横向于道路的停车、车辆的自动转向、自动车道变换、与拖车的自动联接或与驾驶安全相关的动作的执行，例如避让或制动操纵，其中测试场景的形式适合于待研究的动作。

虚拟测试车辆不仅仅是表示真实至少部分自主驱动车辆的三维模型。它还具有至少一个虚拟传感器，该虚拟传感器生成虚拟传感器信号，虚拟传感器信号在传输到接口模块之后作为待评估的传感器信号被转发到控制模块，其中虚拟测试车辆的虚拟传感器生成相当于与真实至少部分自主驱动车辆相关联的相应真实传感器的信号的信号。传感器是适用于测试场景的传感器，例如距离传感器或速度传感器，在虚拟测试场景也允许模拟环境条件的配置的实施例中，也可以是例如温度传感器或湿度传感器。

虚拟测试场景至少包含虚拟环境中的两个虚拟对象(虚拟测试车辆和虚拟测试参与者对象)的布置，而且还可以包括另外的虚拟对象。此外，虚拟测试场景可以包含一个或多个相关联的动作，例如，不仅是停车位可用的虚拟车辆以及虚拟测试车辆，而且是用于虚拟测试车辆自主地停放在那里的命令。在另一个实施例中，这种动作的执行仅由连接到测试参与者对象的用户例如利用真实或虚拟远程控制开始。

利用所描述的测试系统，提供一种系统，其中可以在沉浸式虚拟环境中执行车辆行为的测试，即，系统的用户不仅可以提供用户输入，而且可以与以尽可能令人信服的方式给予印象的形式(虚拟环境是真实的并且事实上不是幻觉)的虚拟环境交互。用户可以根据特定的预期测试来配置虚拟测试场景、至少虚拟测试参与者对象，通过该虚拟测试参与者对象，用户与场景交互。

在一个实施例中，虚拟测试场景包含多个其他对象。这意味着具有更复杂交通状况的场景(例如上述停车操纵)也可以在其结构上进行虚拟测试和变化，例如以便找到待测试的控制模块的可靠性的极限。

在测试系统的优选实施例中，虚拟测试参与者对象是人的虚拟表示(例如用户的化身)，以便支持用户“沉浸”在测试场景中的印象。测试系统提供的是，虚拟测试参与者对象可以由用户配置。例如，可以进一步提供的是，用户选择对虚拟测试车辆的控制提出特定要求的用于虚拟测试参与者对象的形式，例如，具有小体型的儿童、具有受限的运动速度的老年人、轮椅使用者、牵着狗的人、骑自行车者或其他车辆的驾驶员的形式。

在另一实施例中，虚拟测试参与者对象可以由用户分配给其他对象中的一个。用户可以决定其他对象中的一个将充当虚拟测试参与者对象，以使用户可以改变他/她体验测试场景的角度。这可以是但不一定是人，而可以是还在测试场景中提供的任何对象，例如，诸如围栏或边界墙之类的东西，或者测试场景中的其他车辆。

在优选实施例中，虚拟测试车辆至少在测试场景中用户的激励下被配置为执行作为至少对虚拟传感器信号的响应由控制模块生成的控制信号控制的动作。可以提供的是，用户从虚拟环境外部启动虚拟测试车辆的动作，或者通过对虚拟测试参与者对象施加影响来启动虚拟测试车辆的动作。例如，站立在道路上可以具有触发虚拟测试车辆的避让或制动动作的效果。另外或供选择地，还可以提供从可能动作的列表中的选择。

在优选实施例中，用户交互模块被配置为检测用户的至少一个运动并且执行虚拟测试参与者对象的相关变化。因此，用户可以与虚拟场景交互并且在执行测试时影响测试。根据虚拟测试参与者对象和用户交互模块的性质和特征，这可以是相关联的相应运动(例如，用户的真实手臂抬起或真实运行运动导致测试参与者对象的虚拟手臂抬起或虚拟运行运动)。特别地，如果虚拟测试参与者不是人形化身，而是，例如，任何其他几何形状，树、栅栏等，则也可以指定其他变化，例如尺寸、方向、颜色等的变化。

在一个实施例中，虚拟环境具有测试场景配置部件，该测试场景配置部件可使用用户交互模块操作并且被配置为使得用户可以至少在他/她与测试参与者对象的连接期间配置虚拟测试场景的多个属性。这允许当用户保持连接到虚拟环境中的测试参与者对象时用户在其执行之前和期间配置和改变虚拟测试场景。这允许用户获得他/她的配置的效果的直接印象并且例如根据所实施的测试的进度来执行调整和/或改变。

在一个示例性实施例中，虚拟测试场景的多个属性包含虚拟测试参与者对象的至少一个属性，并且测试场景配置部件具有测试参与者配置模块，该测试参与者配置模块被配置为使得用户可以配置虚拟测试参与者对象的至少一个属性。这提供以下优点：用户可以专门针对与测试参与者对象相关的参数的影响来对测试情况进行测试。

在一个示例性实施例中，虚拟测试参与者对象对至少一个虚拟传感器的可检测性由用户配置。可检测性可以使用测试参与者配置模块直接地配置，或者使用虚拟测试参与者对象的一个或多个其他属性间接地配置。例如，可以提供用于改变在测试场景的交通状况中充当虚拟测试参与者对象的人的尺寸或衣服的颜色的设施。

在另一示例性实施例中，虚拟测试场景的多个属性包含虚拟测试车辆的至少一个属性，并且测试场景配置部件具有测试车辆配置模块，该测试车辆配置模块被配置为使得用户可以配置虚拟测试车辆的至少一个属性。测试车辆配置部件可以例如提供用于修改虚拟测试车辆的类型或尺寸、速度等或测试车辆的虚拟传感器的参数(例如在虚拟测试车辆上传感器的范围、频率范围或位置)的选项。

在又一示例性实施例中，测试场景配置部件具有对象定位模块，该对象定位模块被配置为使得用户可以至少改变虚拟场景中的虚拟测试参与者对象的位置。还可以提供的是，可以修改其他可能的所有对象(特别是虚拟测试车辆)的位置。这提供以下优点：用户可以调整测试场景以使待测试的特定情况被配置，并且如果需要的话，也可以被改变。另外，例如，可以在存储器中保存待测试的情况目录，从中选择一个，然后可以由用户调整，例如关于待测试的特定问题集。

在一个实施例中，虚拟环境具有分析部件，该分析部件可使用用户交互模块操作，并且被配置为使得用户可以将至少一个状态指示器插入到虚拟测试场景中并将其分配给虚拟测试场景的一个或多个虚拟对象。虚拟测试场景的虚拟对象至少是虚拟测试参与者对象和虚拟测试车辆，以及多个其他虚拟对象。状态指示器可以是显示或记录测试场景或在其中的特定虚拟对象的当前状态的任何指示器。

在一个示例性实施例中，确定待显示的状态的决策规则被分配给至少一个状态指示器。以这种方式，例如，可以显示或记录某些状态或状态变化。规则的示例是如果两个对象之间的距离小于阈值，则这将由警告指示器显示，例如虚拟对象的颜色的变化。

在一个示例性实施例中，至少一个状态指示器包含用于检测两个虚拟对象之间的距离的装置。这可能意味着状态指示器计算测试场景中对象中的两个之间的虚拟距离，并且显示或记录或输出它。

在另一示例性实施例中，虚拟分析部件具有作为状态指示器的至少一个虚拟摄像机，该摄像机可以由用户在虚拟环境中放置在至少在某些区域中可自由选择的位置，并且利用该摄像机可以从所选择位置记录虚拟测试场景的图像或图像序列。以这种方式，可以记录和存储从用户自由选择的角度进行测试的进度以供日后分析，其中记录也可以从不同的角度或用不同的测试序列来执行，以实现通过各种记录的比较或概要获得的另外的见解。另外，如果分配相应的规则，则可以提供的是，例如仅在某些情况下激活记录，例如，在低于测试场景中从虚拟测试车辆到另一个虚拟对象的最小距离的情况下。在另一个实施例中，代替虚拟摄像机，也可以提供另一个虚拟记录装置，因为可以为每个可用的虚拟信号提供用于记录(即捕获和存储)的设施。

在一个实施例中，测试系统进一步包含测量装置，该测试装置用于在用户通过用户交互模块连接到虚拟测试参与者对象时至少临时地检测用户的至少一个生物参数的值。用户的生物参数可以是例如心跳、血压等。用于测量和存储相应生物参数的测量装置可以是任何合适的测量装置，特别是健身手表或“可穿戴装置”，其数据传输功能例如允许连接到可编程装置。通过将生物参数的值的过程与车辆的动作的时间过程比较或交叉引用，可以得出关于用户以所选择的测试参与者对象的视角对虚拟测试车辆的行为的响应的结论。例如，如果虚拟车辆在虚拟行人的前方制动之前的距离在虚拟环境中已经非常小以致于过路人惊慌并且显示出身体反应，则所选择的距离可能太小。因此，控制虚拟测试车辆的控制模块的测试不仅可以包括测试控制模块的正确功能，而且可以测试其他道路使用者(例如行人)对车辆行为的接受度。

在一个示例性实施例中，接口模块被配置为将用户的至少一个生物参数的记录值传送到虚拟环境，并且虚拟环境具有显示与虚拟测试参与者对象相关联的记录值的装置。以这种方式，用户可以在连接到测试参与者对象并参与虚拟测试场景时将他/她的响应与当前事件过程相关联。例如，当使用虚拟摄像机时，还存在将有关物理响应的信息集成到记录本身中的可能性。显示与虚拟测试参与者对象相关联的所获取的值可以包含，例如，将它们可视化为虚拟测试参与者对象的响应，还可以例如在虚拟场景中的虚拟显示器上显示这些值。

在另一实施例中，用户交互模块包含用于呈现在虚拟环境中可用的用户的至少一个通信装置的装置。通信装置可以是例如电话或智能电话，其中可以提供的是，例如电话在虚拟环境中工作或者安装在智能电话上的控制软件(例如控制器应用程序(app))启动或控制虚拟车辆的功能，并且因此实现虚拟车辆的功能的真实远程控制。为此目的，通信系统被集成到虚拟环境中，例如利用增强真实的装置，或者可通过用户交互模块操作的通信装置的虚拟表示可以在虚拟测试场景中被测试参与者对象使用。因此，例如，可以在行人不注意地行为的条件下进行测试，因为他们正在使用他们的智能电话或者突然出乎意料地分心并且突然改变他们的行为，例如，因为电话响起。而且，例如，可以以这种方式测试在自主车辆的动作期间由智能电话远程控制之后对自主车辆的控制模块的设置的变化的影响。

在一个实施例中，虚拟测试场景包含运动区域，其中测试参与者对象可以由用户移动。这可以防止测试参与者对象移动到创建生成的虚拟测试场景的区域之外，例如，对于运动区域，虚拟场景中的对象必须具有允许测试参者与其交互的功能和视觉细节级别，以便为用户创建沉浸式印象。运动区域将包含例如虚拟测试车辆及其周围环境，特别是与测试相关的对象，例如在自主停车操纵的情况下，其他车辆界定停车位、道路和停车场。

根据本发明的另一方面，根据本发明的方法涉及一种用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的方法。可以提供的是，该方法利用根据上述实施例中任一个所述的测试系统来执行。以这种方式，根据本发明的测试系统的优点和特殊特征也可以实现为用于测试虚拟环境中的至少部分自主驱动车辆的控制系统的方法的一部分。

该方法包含以下步骤：

-提供用于根据与至少部分自主驱动车辆相关联的传感器的至少一个传感器信号来控制至少部分自主驱动车辆的至少一个动作的待测试的控制模块；

-配置可编程装置以生成可以通过接口模块与其交互的虚拟环境；以及

-在虚拟环境中生成至少一个虚拟测试场景，该场景具有至少一个虚拟测试参与者对象和虚拟测试车辆，其中虚拟测试车辆是至少部分自主驱动车辆的虚拟表示并且具有至少一个虚拟传感器，该虚拟传感器生成虚拟传感器信号并且通过接口模块将所述信号作为待评估的传感器信号输出到控制模块，该控制模块被配置为根据待评估的传感器信号生成至少一个控制信号并且通过接口模块将所述控制信号输出到虚拟测试车辆以控制虚拟测试车辆的至少一个动作；并且接口模块具有用户交互模块，通过该用户交互模块，用户可以以这样的方式连接到虚拟测试参与者对象，即测试场景可以由用户从与参与者对象相关联的角度来体验，并且其中虚拟测试参与者对象可由用户配置。该方法进一步包含通过用户交互模块将用户连接到虚拟测试参与者对象以及由用户配置虚拟测试参与者对象。

在优选实施例中，该方法还包含至少在测试场景中用户的激励下虚拟测试车辆执行动作，该动作通过作为至少对虚拟传感器信号的响应由控制模块生成的控制信号来控制。

附图说明

根据具体实施方式和附图，本发明的其他优点是显而易见的。下面通过以下示例性实施例的描述并且参照附图更详细地解释本发明。示出的是：

图1是根据本发明的一个实施例的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统的第一示例的示意图；

图2是根据本发明的另一实施例的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统的第二示例的示意图；

图3是利用在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统自主实施的停车操纵的车辆控制系统的测试的示意图；以及

图4是根据本发明的另一实施例的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的方法的示例的示意图。

应当理解的是，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行结构或逻辑变化。不言而喻，上文和下文描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合，除非另有具体说明。因此，不应该以限制性的含义理解该描述，并且本发明的保护范围由所附权利要求限定。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统的第一示例的示意图。测试系统100包含用于根据与至少部分自主驱动车辆相关联的传感器的至少一个传感器信号来控制至少部分自主驱动车辆的至少一个动作的待测试的控制模块101，以及被配置为生成虚拟环境103的可编程装置102，虚拟环境103可以通过接口模块104与之交互并且在虚拟环境103中可以生成至少一个虚拟测试场景105，该虚拟测试场景105具有至少一个虚拟测试参与者对象106和虚拟测试车辆107。虚拟测试车辆107是至少部分自主驱动车辆的虚拟表示，并且具有至少一个虚拟传感器108，该虚拟传感器108生成虚拟传感器信号并通过接口模块104将所述信号作为待评估的传感器信号输出到控制模块101。控制模块101被配置为根据待评估的传感器信号生成至少一个控制信号，并且通过接口模块104将所述控制信号输出到虚拟测试车辆107以控制虚拟测试车辆107的至少一个动作。可编程装置102至少在测试系统100的用户109的激励下被配置为在虚拟环境103中生成虚拟测试场景105。接口模块104具有用户交互模块110，通过该用户交互模块110，用户109可以以这样的方式连接到虚拟测试参与者对象106，即测试场景105可以由用户109从与参与者对象106相关联的角度来体验，其中虚拟测试参与者对象106可由用户109配置。

在所示的示例中，虚拟环境103具有可通过用户交互模块110操作的测试场景配置部件111，通常是软件部件，用户109可以利用该软件部件配置虚拟测试场景105的属性。在所示的示例中，为此目的，提供多个提供子部件或模块。测试参与者配置模块112允许用户109配置虚拟测试参与者对象106的一个或多个属性，例如其由虚拟传感器108的可检测性。测试车辆配置模块113允许用户109配置虚拟测试车辆107的一个或多个属性。对象定位模块114允许用户109改变虚拟测试参与者对象106和虚拟测试场景105中存在的任何其他虚拟对象的位置。此外，虚拟环境103具有分析部件115，该分析部件115可使用用户交互模块110操作，并且用户109可以利用该分析部件115将至少一个状态指示器插入到虚拟测试场景105中并将其分配给虚拟测试场景105的一个或多个虚拟对象106、107。例如，这可以是用于检测对象之间的距离的装置，但也可以是例如虚拟摄像机。在所示的示例测试系统中，还提供测量装置116，例如“可穿戴装置”或健身记录装置，当用户109通过用户交互模块110连接到虚拟测试参与者对象106时，利用该测量装置116，用户109的一个或多个生物参数的值(例如心跳、脉搏、血压等)可以被检测。此外，用户交互模块具有用于呈现可在虚拟环境103中使用的通信装置117(例如电话或智能电话或甚至可由控制模块101控制的车辆功能的远程控制)的装置110。最后，可以提供的是，虚拟测试场景105包含运动区域118，在该运动区域118中，测试参与者对象106可以由用户109移动。

为了更详细地说明根据本发明的测试系统的设计，图2示出了根据本发明的另一实施例的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统的第二示例的示意图。图2中所示的测试系统200可以由用户201(因此是真实的人)使用，并且在其他实施例中，它也可以由多个用户同时使用。该系统允许用户201沉浸在由可编程装置202生成的虚拟环境中并与之交互。为此，测试系统200具有用户交互模块203。这可以包含vr平台(vr：虚拟现实)，其包含硬件和软件部件，其中相关软件例如在连接到生成虚拟环境的可编程装置202的单独的可编程装置上执行。还可以提供在生成虚拟环境的可编程装置202上执行的所有软件部件。vr平台可以包含例如至少一对数据护目镜或头戴式显示器和用户控制器，以及触觉界面和用于检测和跟踪用户的运动的系统。

另外，可以提供的是，在利用测试系统进行测试期间，用户的生物参数的测量装置204收集并记录生物识别数据，例如用户201的压力水平、脉搏、心率和/或血压。测量装置204可以是例如智能手表或其他健康测量装置，但也可以是例如用于记录用户的心电图的ecg装置。在所示的示例中，还提供通信装置205，其可以是例如智能电话，并且在增强现实资源的帮助下在虚拟环境中是可见的和可用的。可编程装置202是生成虚拟环境并在其中执行虚拟测试场景的计算机平台。

虚拟测试场景包括虚拟测试车辆206，该虚拟测试车辆206是在虚拟测试场景中正在测试的车辆的虚拟表示，即虚拟模型，其控制模块207(其可以是具有用于车辆功能的控制软件的软件模块)在测试系统中通过虚拟测试车辆206的行为(其使用为真实车辆设计的控制模块207的控制信号来控制)正在测试。虚拟测试车辆206至少由对象模型208和传感器模型209定义。对象模型208确定车辆的三维表示，包括其形状和尺寸。传感器模型209连接到对象模型208并且表示一个或多个虚拟车辆传感器，这些车辆传感器模拟真实车辆的相应传感器的行为。在一个实施例中，对象模型208还包含车辆的物理控制系统或控制路径的全部或部分的模型，可能包括适当的控制器和控制变量。

控制模块207通过接口模块(未示出)连接到由可编程装置202生成的虚拟环境中的虚拟场景中的虚拟测试车辆206。控制模块207包含用于控制至少部分自主驱动车辆的至少一个功能的待测试的控制软件210，以及具有合适环境的计算机平台211或可编程装置(例如，具有仿真的pc)。

由可编程装置202创建的虚拟环境212提供虚拟场景213被加载到其中并且可以由用户配置的框架。虚拟场景213(即虚拟场面)是三维图形环境表示，用户201可以通过用户交互模块203沉浸地进入，并且其中虚拟测试车辆206的控制系统的测试由控制模块209的(真实)控制软件210执行。除了至少一个虚拟测试车辆206和至少一个虚拟测试参与者对象215(即虚拟环境的虚拟用户)之外，虚拟测试场景213还可以包括例如具有已停放的车辆的道路的三维模型。另外，提供虚拟测试参与者对象215的运动区域214或可访问区域。这是在虚拟测试场景中具有一个或多个对象的区域，这些区域可以由测试参与者对象215探索，该测试参与者对象215是可由所述对象控制的用户201的化身。

虚拟测试参与者对象215具有测试参与者交互模块216或测试参与者配置模块，利用该模块可以配置虚拟测试参与者对象的虚拟对象。原则上，三维形状可以以任何期望的方式(人、几何形状、栅栏、车辆等)配置。此外，可以配置虚拟测试参与者对象的其他属性，特别是对虚拟测试车辆206的虚拟传感器的可检测性。此外，测试参与者交互模块216或测试参与者配置模块允许配置用户201与虚拟测试参与者对象215的交互设施，特别是它提供定义在虚拟测试参与者对象215上且以何种方式表示用户或用户身体的部分的哪些记录的运动的能力，以便可以通过虚拟场景中的虚拟测试参与者对象215的相关运动或变化来再现用户的运动。此外，测试参与者交互模块216或测试参与者配置模块包括定位模块217，至少对于虚拟测试参与者对象215，该定位模块217使真实用户201能够将虚拟测试参与者对象215定位在虚拟场景中的任何期望位置。另外，提供测试车辆交互模块218，该车辆交互模块218允许用户与虚拟场景中至少虚拟测试车辆206交互。它至少包括以下功能：它包括可以选择虚拟测试场景中的交互对象的远程控制功能以及所选择的交互对象(特别是虚拟测试车辆)的动作可以启动的附加远程控制功能，其中可以从预定动作的列表中选择动作，例如，启动自主执行的停车操纵、将测试车辆定位在特定位置、开启车灯等。

另外，测试参与者交互模块216或测试参与者配置模块包含测试参与者控制单元219。这是允许用户201测试和配置虚拟测试参与者对象215的属性的用户界面。分析部件220也是可用的一种“工具箱”，该“工具箱”为用户提供资源，例如，以在虚拟测试场景或测试进度内或视图的测量值进行测量和/或记录。特别地，分析部件允许待测量的虚拟对象之间的距离和利用可以放置在场景中的虚拟记录器(例如虚拟摄像机)记录的数据或图像或图像序列。此外，分析部件提供使用状态指示器查询和显示对象状态并通过分配规则以显示有关状态变化的信息(例如，正在进行的驾驶或停车操纵或彩色显示的当前状态，如果对象以一定的力量触及另一个对象，等)的设施。

在图2所示的示例中，还提供测试配置模块221，该测试配置模块221允许测试环境(即包括包含在其中的所有对象，也使用所描述的其他配置模块的测试场景)被配置且测试被执行。例如，执行测试系统的配置如下：

-配置虚拟环境212，包括虚拟测试场景213和提供的运动范围214，

-选择和配置用户交互模块203与vr平台，包括登记用于测量用户的生物识别数据的具有网络功能的测量装置204和登记一个或多个具有网络功能的智能装置或通信装置205(例如智能电话)，以便能够在模拟的虚拟测试场景中使用它们，

-配置待测试的控制模块207，包括将待测试的控制软件210加载到用于执行的计算机平台211上并且连接到创建虚拟环境的可编程装置202，

-选择和配置虚拟测试车辆206，包括配置适合于测试的三维车辆模型208和传感器模型209，

-使用测试参与者交互模块216或测试参与者配置模块选择和配置虚拟测试参与者对象215，以使测试参与者对象包含作为虚拟环境中真实用户的化身的三维模型，以便移动用户或身体的一部分被再现为对虚拟测试参与者对象的改变，配置虚拟测试参与者对象对虚拟测试车辆的虚拟传感器的可检测性(例如，通过设置由虚拟传感器的传输信号发现的概率)，以及

-配置用于虚拟测试参与者对象的虚拟控制系统，包括定义虚拟测试参与者对象215在其运行时可能与虚拟测试场景的哪些交互，例如移动到运动区域214中，移动场景中的对象，例如车辆的重新定位、对象参数(特别是尺寸和形状)的修改、测试参与者对象的参数的修改，例如改变形状、尺寸或可检测性，以及选择待测试的控制模块的操作模式，例如启用附加功能，

-配置分析部件220，包括虚拟数据、图像或视频记录器，以及虚拟测试场景中所选择的对象或数据的分析功能和状态指示器，以及用于捕获或测量某些变量(例如对象之间的距离)的装置。

虽然可以为上面给出的配置提供测试系统的配置操作模式，但是在测试操作模式中执行以下操作：

-将所有已配置的元件加载到虚拟环境中，

-启动虚拟测试场景和测试模块，

-通过用户交互模块203将用户201连接到虚拟测试参与者对象215，并在虚拟测试参与者对象的位置处“沉浸”在虚拟测试场景中，

-使用户与虚拟测试场景交互，其中测试参与者对象215的运动反映用户201的运动并且监测运动区域214未被退出，

-通过执行虚拟环境的可编程装置连续监测和解释虚拟测试参与者对象的虚拟动作，特别是位置变化和与虚拟测试车辆或控制模块的交互，以及

-通过执行虚拟环境的可编程装置连续监测和解释虚拟测试参与者对象(换句话说，用户201的虚拟化身)对分析部件的使用，特别是新规则和虚拟记录装置。

图3示出了利用用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的测试系统自主实施的停车操纵的车辆控制系统的测试的示意图。用户想要测试配备有自主或自动停车辅助系统的车辆的控制系统。在这样的系统中，可以提供的是，用户使车辆停靠在停车位附近，可能离开汽车并通过他们的智能手机上的应用程序或车辆钥匙的钥匙环(钥匙扣)上的功能键，发送命令到车辆以执行停车操作。在操纵期间，用户可以使用应用程序或钥匙扣暂停和恢复操纵。为了执行操纵，车辆配备有停车传感器，该停车传感器用于监控停车位。因此，例如，如果行人进入停车位，则应该被系统检测到并且启动制动动作，以便使车辆停止直到行人离开停车位。

该测试系统适合于允许用户301在没有行人风险或车辆损坏的情况下检查车辆的控制系统例如在不同尺寸、穿着不同颜色或由不同材料制成的衣服的行人进入停车位的情况下响应的程度，各个行人例如在车辆执行紧急停止的情况下响应的程度，或者将车辆操纵到特别小的停车位中的程度。该测试系统还适用于创建演示车辆的自主操纵特性的视频。

为了准备测试，测试系统采用以下步骤准备：

首先，启动虚拟环境312并且配置虚拟测试场景313。用户301准备具有由两个停放的车辆界定的停车位的虚拟测试场景313，该停车位在所示的示例中位于上升到路缘水平的道路区域的边缘上，其中在测试场景313中，停车位的区域被定义为虚拟测试参与者对象315的运动区域314。

然后将用户交互模块的硬件连接到生成虚拟环境312的可编程装置，以使一对数据护目镜和作为用户交互模块303或vr平台的控制单元和测量装置304与此一起使用以测量用户301的脉搏率。

然后，待测试的控制模块307连接到在可编程装置312上和在其中待测试的控制软件310上运行的虚拟环境，并且选择和配置执行控制软件的计算机装置311。

在进一步的准备步骤中，为虚拟环境312配置虚拟测试车辆。在该过程中，用户301创建三维车辆模型并且向其分配例如四个虚拟超声波传感器并通过接口模块(未示出)将虚拟测试车辆306连接到控制模块307。

然后，为虚拟环境配置虚拟测试参与者对象315。为此，使用交互模块或测试参与者配置模块，例如，选择儿童的模型作为化身，用户的真实运动(头部、腿部、手臂)被映射到该化身上。此外，由虚拟传感器的化身的良好水平的可检测性被设置，例如，如果虚拟传感器的虚拟超声信号检测到化身，则检测概率为100％。然后，用户配置虚拟测试车辆306并将其添加到例如可以与之交互的交互对象列表中，并添加可能的交互列表，特别是启动自主停车操纵、暂停自主停车操纵和恢复自主停车操纵。另外，可以为用户提供在测试期间改变虚拟测试车辆306的位置或形状的设施。

最后，配置分析部件，该分析部件包含用于记录和存储停车操纵的摄像机，以及多个分析规则。根据第一规则，邻近停车位的第一车辆的颜色在虚拟测试车辆306接触它的情况下改变。根据第二规则，邻近停车位的第二车辆的颜色在虚拟测试车辆306接触它的情况下改变。根据第三规则，在虚拟测试车辆306接触虚拟测试参与者对象315的情况下生成并输出可听信号。

为了说明测试程序或测试程序链的迭代，测试系统例如通过以下步骤操作：

为了执行测试，用户301将所有先前配置的部件加载到虚拟环境312中。用户301通过用户交互模块303沉浸地连接到包含在虚拟环境312中在虚拟测试场景中的虚拟测试参与者对象315，他/她的虚拟化身，并且因此虚拟地位于停车位的前方。在分析部件中(即在“虚拟工具箱”中)配置的所有资源都可供用户使用。然后，用户指示虚拟测试车辆或控制测试车辆的控制模块启动自主停车操纵。虚拟测试车辆开始停车操纵并且用户同时将他/她的化身(即虚拟测试参与者对象315)移动到停车位中。虚拟测试车辆306中的虚拟传感器检测到停车位中的对象并且控制模块触发虚拟测试车辆315的紧急停止。即使没有发生实际碰撞，用户也会对车辆的后制动感到有些惊慌。惊慌的程度由健康手表记录，该手表记录用户的脉搏率。然后，用户的化身离开停车位，由此虚拟测试车继续停车操纵。在测试期间不发生碰撞。测试之后，用户可以从虚拟摄像机(未示出)的角度来再现场景，该虚拟摄像机位于虚拟测试场景中的不同位置。

图4示出了根据本发明另一实施例的用于在虚拟环境中测试至少部分自主驱动车辆的控制系统的方法的示例的示意图。该方法包含根据与至少部分自主驱动车辆相关联的传感器的至少一个传感器信号来提供401用于控制至少部分自主驱动车辆的至少一个动作的待测试的控制模块的步骤，配置402用于生成可以通过接口模块进行交互的虚拟环境的可编程装置的步骤，以及在虚拟环境中生成403至少一个虚拟测试场景的步骤，该场景具有至少一个虚拟测试参与者对象和虚拟测试车辆，其中虚拟测试车辆是至少部分自主驱动车辆的虚拟表示并且具有至少一个虚拟传感器，该虚拟传感器生成虚拟传感器信号并通过接口模块将所述信号作为待评估的传感器信号输出到控制模块，控制模块被配置为根据待评估的传感器信号生成至少一个控制信号，并通过接口模块将所述控制信号输出到虚拟测试车辆以控制虚拟测试车辆的至少一个动作；并且接口模块具有用户交互模块，通过该用户交互模块，用户可以以这样的方式连接到虚拟测试参与者对象，即测试场景可以由用户从与参与者对象相关联的角度来体验，并且其中虚拟测试参与者对象可由用户配置。该方法进一步包含通过用户交互模块将用户连接404到虚拟测试参与者对象的步骤，以及由用户配置405虚拟测试参与者对象的步骤。

在所示的优选实施例中，该方法还包含至少在测试场景中用户的激励下虚拟测试车辆执行406动作的步骤，该动作通过作为至少对虚拟传感器信号的响应由控制模块生成的控制信号控制。

附图不一定在每个细节上都是准确的或者不一定是真实按比例绘制的，并且可以放大或缩小显示以便提供更好的概览。因此，在此所公开的功能细节不应被理解为限制性的，而仅仅作为为在本技术领域中本领域技术人员以各种方式应用本发明提供指导的描述性基础。

不言而喻，尽管根据一定的有序序列进行描述，但方法步骤可以部分地以不同于此处描述的序列执行。不言而喻，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤，或者可以省略在此描述的某些步骤。换句话说：这些描述被提供是为了说明具体实施例的目的，而不应被解释为对所公开主题的限制。

如本文所使用的，术语“和/或”在用于一系列的两个或多个元素时意味着所列出的每个项可以单独使用，或者所列元素中的两个或多个的任何组合可以使用。例如，在描述包含组分a、b和/或c的组合的情况下，该组合可以包含单独的a；单独的b；单独的c；a和b的组合；a和c的组合；b和c的组合；或a、b和c组合。

尽管已经通过示例性实施例更详细地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围的前提下，本领域技术人员可以从中得到其他变型。

附图标记列表

100测试系统

101控制模块

102可编程装置

103虚拟环境

104接口模块

105虚拟测试场景

106虚拟测试参与者对象

107虚拟测试车辆

108虚拟传感器

109用户

110用户交互模块

111测试场景配置部件

112测试参与者配置模块

113测试车辆配置模块

114对象定位模块

115分析部件

116测量装置

117通信装置

118运动区域

200测试系统

201用户

202可编程装置

203用户交互模块

204测量装置

205通信装置

206虚拟测试车辆

207控制模块

208对象模型

209传感器模型

210控制软件

211计算机平台

212虚拟环境

213虚拟场景

214运动区域

215虚拟测试参与者对象

216测试参与者交互模块

217定位模块

218测试车辆交互模块

219测试参与者控制单元

220分析部件

221测试配置模块

301用户

303用户交互模块

304测量装置

306虚拟测试车辆

307控制模块

310控制软件

311计算机装置

312虚拟环境

313虚拟测试场景

314运动区域

315虚拟测试参与者对象

401提供待测试的控制模块

402配置可编程装置

403创建虚拟测试场景

404将用户连接到虚拟测试参与者对象

405配置虚拟测试参与者对象

406执行由控制模块控制的动作