一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统及方法与流程

1.本发明属于汽车电气测试技术领域，具体涉及一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统及方法。


背景技术：

2.在汽车驾驶智能化程度的不断深入，基于智能安全和舒适度的考虑，对其功能的要求也在不断提升。目前越来越多的乘用车开始装备自主换道功能，包括超声波雷达方案的自主换道配置、雷达视频融合的自主换道配置等。自主换道功能具备如下优点：1、具备行驶道路中，感知周围的目标车辆，确定是否具备换道条件；2、具备多传感器的融合，提高了定位的精度以及换道安全性的能力；3、在行驶中，如果周围的车辆前/后向距离不满足换道要求的报警功能。在对于该功能进行测试时，虚拟仿真测试虽然可以满足对其逻辑状态跳转的测试验证，但因目前仿真模型仍与真实车辆状态和道路环境有一定差距，需要基于实车对自主换道功能进行测试验证。因此一种自主换道实车测试系统及方法具有十分重要的意义。
3.现有技术公开了车辆的激光雷达与车辆其他传感器外参数方法的确定，包括：将原始实物三维模型与原始设计三维模型进行对比，以获得激光雷达在车辆坐标系下的外参数的初始值；将当前实物三维模型与原始设计三维模型进行对比，以获得激光雷达在车辆坐标系下的外参数的当前值；根据同一坐标系下的旋转平移变换矩阵。可以实现在车辆出厂以及激光雷达与车辆其他的传感器之间的外参数的重新标定。
4.现有技术公开了激光雷达基座、激光雷达装置及自动驾驶车辆之间的连接，该测试系统包括座体，用于安装激光雷达组件；盖板，设于座体，盖板与座体之间限定有导流间隙，其中，导流间隙的出气口朝向激光雷达组件设置。具有较好的清洁效果，还可以保证激光雷达组件的工作稳定性，并且还具有结构简单、成本低等特点。
5.现有技术公开公开了基于激光雷达装置的车辆外观测量方法和装置以及设备，主要包括：单台激光雷达、直线运动机构和摆动机构，该单台激光雷达通过在直线机构上移动位置，实现对车辆侧部和车辆前后轮轮径、轴距的测量，可实现对车辆外观的测量，占用面积小，提高对停车场有效面积的利用等特点。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的在虚拟环境下仿真测试所带来的理想化、实际表现不充分以及没有较强说服力等问题，本发明提供了一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统及方法，通过该测试系统能够较准确获得对应车辆姿态以及车辆的速度，加速度等数据信息，并基于测试数据判断换道性能表现，提升实车自主换道测试数据的精确性，通过实车验证换道功能的有效性与完整性，保障测试质量。
7.本发明通过如下技术方案实现：
8.第一方面，本发明提供了一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统，包括激光雷达、摄像头、工控机、汽车can盒工具、电源模块及上位机组成，所述激光雷达及摄像头均与工控机连接，所述激光雷达及摄像头用于获得两车相对的位置信息与相对的运动状态，并发送给工控机，工控机将接收到的信息转换为can信号，并发送至上机位，测试用车通过自身总线与上机位通讯连接，所述电源模块分别与激光雷达、摄像头、工控机及上机位连接，用于提供电源。
9.进一步地，所述工控机转换的can信号，经由canoe vn1640转换为500kbit的can数据发送至上位机中。
10.进一步地，所述激光雷达包括：
11.安装在车身左前角位置的激光雷达传感器，用于探测左侧目标车距离、速度、ettc、跟车时距等信息；
12.安装在车身右前角位置的激光雷达传感器，用于探测右侧目标车距离、速度、ettc、跟车时距信息；
13.安装在车身左后方位置的激光雷达传感器，用于探测车辆左后方目标车距离、速度信息；
14.安装在车身右后方位置的激光雷达传感器，用于探测车辆右后方目标车距离、速度信息。
15.进一步地，所述摄像头包括前视摄像头、后视摄像头、左摄像头、右摄像头、仪表摄像头及dsm摄像头，所述前视摄像头安装在副驾驶位置前挡风玻璃上，用于记录前方路况；所述后视摄像头安装在后挡风玻璃上，用于记录后方路况；所述左摄像头安装在左侧后视镜下方，用于记录车辆左前轮行驶轨迹；所述右摄像头安装在右侧后视镜下方，用于记录车辆右前轮行驶轨迹；所述仪表摄像头安装在仪表前方，用于记录仪表变化；所述dsm摄像头安装在中控台正前方，用于通过眼睛和面部的变化检测。
16.另一方面，本发明提供了一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试方法，具体步骤如下：
17.步骤一：安装摄像头及激光雷达；
18.步骤二：标定；
19.测试车辆在静止状态下，对道线以及前方目标车辆进行静态的标定，使得两车实际位置与系统输出位置距离相等，调整定位设备的参数，修正误差，使系统输出距离与实际距离保持一致；
20.当测试车辆在行驶过程中，进行动态的标定，使得设定的参数在合理的误差范围中；
21.步骤三：完成系统各模块的标定后，按照测试内容，通过改变测试车辆周围目标车的相对位置，获得不同类型与不同尺寸的换道距离，并记录换道后的车辆与道路车道线的宽度；
22.步骤四：开启测试系统，获得目标车的状态信号，并通过摄像头及激光雷达传感器获得两车相对的位置信息与相对的运动状态，将上述信息转换为can信号，经由canoe vn1640发送至上位机中；
23.步骤五：通过上位机接收canoe vn1640发出500kbit的can数据，获得自主换道期
间车辆的位置变化、运动状态信息，并通过上位机接收测试车辆自车的can总线数据，监控并记录自主换道期间档位切换、距离检测信号变化，并通过canoe软件实现对以上数据实时显示与记录存储。
24.进一步地，步骤一所述安装摄像头及激光雷达，具体安装位置如下：
25.激光雷达传感器分别安装在车身左前角位置、车身右前角位置、车身左后方位置及车身右后方位置；
26.前视摄像头安装在副驾驶位置前挡风玻璃上，后视摄像头安装在后挡风玻璃上，左摄像头安装在左侧后视镜下方，右摄像头安装在右侧后视镜下方仪表摄像头安装在仪表前方，dsm摄像头安装在中控台正前方。
27.进一步地，步骤四所述的状态信号包括位置信息及运动状态。
28.与现有技术相比，本发明的优点如下：
29.本发明的一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统及方法，通过该系统能够较准确获得对应车辆姿态以及车辆的速度，加速度等数据信息，并基于测试数据判断换道性能表现，可提升实车自主换道测试数据的精确性，并解决在虚拟环境下仿真测试所带来的理想化、实际表现不充分以及没有较强说服力等问题，通过实车验证换道功能的有效性与完整性，保障测试质量。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
31.图1为本发明的一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统的结构示意图；
32.图2为本发明的一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试方法的测试环境示意图。
具体实施方式
33.为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
37.实施例1
38.如图1所示，本实施例提供了一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试系统，包括激光雷达、摄像头、工控机、汽车can盒工具、电源模块及上位机组成，所述激光雷达及摄像头均与工控机连接，所述激光雷达及摄像头用于获得两车相对的位置信息与相对的运动状态，并发送给工控机，工控机将接收到的信息转换为can信号，并发送至上机位，测试用车通过自身总线与上机位通讯连接，所述电源模块分别与激光雷达、摄像头、工控机及上机位连接，用于提供电源。
39.所述工控机转换的can信号，经由canoe vn1640转换为500kbit的can数据发送至上位机中。
40.所述激光雷达包括：
41.安装在车身左前角位置的激光雷达传感器，用于探测左侧目标车距离、速度、ettc、跟车时距等信息；
42.安装在车身右前角位置的激光雷达传感器，用于探测右侧目标车距离、速度、ettc、跟车时距信息；
43.安装在车身左后方位置的激光雷达传感器，用于探测车辆左后方目标车距离、速度信息；
44.安装在车身右后方位置的激光雷达传感器，用于探测车辆右后方目标车距离、速度信息。
45.所述摄像头包括前视摄像头、后视摄像头、左摄像头、右摄像头、仪表摄像头及dsm摄像头，所述前视摄像头安装在副驾驶位置前挡风玻璃上，用于记录前方路况；所述后视摄像头安装在后挡风玻璃上，用于记录后方路况；所述左摄像头安装在左侧后视镜下方，用于记录车辆左前轮行驶轨迹；所述右摄像头安装在右侧后视镜下方，用于记录车辆右前轮行驶轨迹；所述仪表摄像头安装在仪表前方，用于记录仪表变化；所述dsm摄像头安装在中控台正前方，用于通过眼睛和面部的变化检测。
46.实施例2
47.本实施例提供了一种具有四激光雷达定位的自主换道功能实车测试方法，具体步骤如下：
48.步骤一：安装摄像头及激光雷达；
49.具体地，激光雷达传感器分别安装在车身左前角位置、车身右前角位置、车身左后方位置及车身右后方位置；
50.前视摄像头安装在副驾驶位置前挡风玻璃上，后视摄像头安装在后挡风玻璃上，左摄像头安装在左侧后视镜下方，右摄像头安装在右侧后视镜下方仪表摄像头安装在仪表
前方，dsm摄像头安装在中控台正前方；
51.步骤二：标定；
52.测试车辆在静止状态下，对道线以及前方目标车辆进行静态的标定，使得两车实际位置与系统输出位置距离相等，调整定位设备的参数，修正误差，使系统输出距离与实际距离保持一致；
53.当测试车辆在行驶过程中，进行动态的标定，使得设定的参数在合理的误差范围中；
54.步骤三：完成系统各模块的标定后，按照测试内容，通过改变测试车辆周围目标车的相对位置，获得不同类型与不同尺寸的换道距离，并记录换道后的车辆与道路车道线的宽度；
55.步骤四：开启测试系统，获得目标车的状态信号，所述的状态信号包括位置信息及运动状态；并通过摄像头及激光雷达传感器获得两车相对的位置信息与相对的运动状态，将上述信息转换为can信号，经由canoe vn1640发送至上位机中；
56.步骤五：通过上位机接收canoe vn1640发出500kbit的can数据，获得自主换道期间车辆的位置变化、运动状态信息，并通过上位机接收测试车辆自车的can总线数据，监控并记录自主换道期间档位切换、距离检测信号变化，并通过canoe软件实现对以上数据实时显示与记录存储。
57.如图2所示，以双车道实际道路测试为例，换道完成后，将主车换道行为完成后的信息与上位机接收到的高精度距离信息进行计算，通过计算获得被测车辆的换道表现，包括被测车辆各轮与目标车道线见的空隙距离、车头基于换道方向情况、被测车辆基于行驶方向倾斜情况等。实现客观验证与评价车辆的自主换道功能。
58.本测试系统及方法的积极效果是在实际道路环境下，获得车辆自主换道功能的准确数据。通过这种具有高精度定位的实车测试，提升自主换道功能测试的质量。
59.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
60.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
61.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。