一种基于VTS的VIL测试平台的制作方法

一种基于vts的vil测试平台
技术领域
1.本发明涉及测试平台技术领域，具体为一种基于vts的vil测试平台。


背景技术：

2.vt system系统是德国vector汽车电子公司的产品，vt system（以下简称“vts”）作为实时仿真系统，它是一个模块化的硬件系统，为本套系统的执行硬件的一部分。它可实现电源信号的控制与监测，网络故障注入以及可扩展提供被测节点所需的io资源等。模块设计，可灵活配置，即插即用，它还把对ecu(electronic control unit，电子控制单元)以及车辆网络系统的功能测试结合起来，灵活，保证了实时性，可编辑性。
3.目前，自动驾驶开始走向真正商业化应用，但这之前需要经历反复大量的测试，才能达到商用要求。用传统的路测来进行自动驾驶的算法优化，对成本和时间以及人力的耗费是无法想象的，一些极端的存在具有安全隐患的场景更是无法实现的，因此，基于场景库的仿真测试是解决自动驾驶研发测试挑战的主要路线。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于vts的vil测试平台，其电路结构简单，安全、稳定，制造成本低，通用性也非常好，随意改变采样电阻即第六电阻的取值，来改变该恒流电路的输出电流值，可简单易行的实现调整恒流源输出电流的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于vts的vil测试平台，包括真实车辆、实时仿真系统、虚拟场景仿真平台；所述真实车辆内设置卫星
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惯导组合定位系统、电子控制单元、电源；所述卫星
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惯导组合定位系统包括卫星定位系统、惯性定向定位导航系统；所述卫星定位系统用于同步真实车辆在虚拟场景中的实时定位，所述惯性定向定位导航系统用于实时获取真实车辆目前的惯性信息，并将真实车辆和虚拟交通场景中的投影位姿同步，再利用卫星定位修正惯性偏差，从而获取车辆目前所行驶的精确位姿，然后通过坐标系转换确定在虚拟场景中位姿；所述电子控制单元内部集成了自动驾驶算法的被测控制器和车本身其他的电子控制单元，用来提供算法所需输入；所述电源用于给所有设备供电；所述实时仿真系统用于承载整个仿真平台的实时硬件系统，通过它自身的处理系统以及模块化板卡将整个闭环的所有模块通过硬件接口进行连接，从而实现实时通信，通过在实时仿真系统的上位机进行配置以及编程，对各模块数据进行处理解析以及对数据进行仿真，是整个仿真系统的通信枢纽；通过硬件接口直接获取到真实车辆通信数据，包括卫星
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惯导组合定位系统所提供的定位数据，将这些数据转换为控制虚拟场景中的定位信号，就实现将真实车辆跑在虚拟环境中了，同样，实时仿真系统也获取到虚拟环境中本车周围的环境信息，然后转换为被测试控制器算法对应的输入信号，输入给被测的控制算法，被测
控制算法反馈输出信号来控制真实车辆的动作，从而对该具备自动驾驶算法的控制器得到验证；所述虚拟场景仿真平台用于在场景仿真软件中，搭建对应的仿真测试交通场景；通过将这些产生出的场景信息，采用视频暗箱或者视频注入的方式输入给被测算法，就通过这些功能性场景进行算法验证。
6.优选的，所述车辆目前的惯性信息至少包括加速度、速度、偏航。
7.优选的，虚拟环境中本车周围的环境信息至少包括周围车辆，交通场景、交通标志、道路。
8.优选的，仿真测试交通场景至少包括自适应巡航、自动紧急制动、前方碰撞预警、车道偏离告警。
9.优选的，首先在虚拟场景仿真平台中搭建被测的控制器所实现功能场景，然后根据被测对象所要求的输入信号，在虚拟场景仿真平台中搭建对应的传感器模型，将信息发送到实时仿真系统中。
10.优选的，实时仿真系统将虚拟场景仿真平台的信号转换为被测控制器所需要的输入信号输入给被测控制器，也就是针对不同的被测控制器的输入，搭建特定的虚拟仿真环境，之后就是将被测控制器所集成的真实车辆与虚拟场景仿真平台的虚拟仿真场景中投影的虚拟车辆进行实时定位。
11.优选的，卫星
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惯导组合定位系统将真实车辆上面就获取到真实车辆的位姿信息输入给实时仿真系统，由实时仿真系统进行坐标转换以及数据处理，将这些位姿信息转换为可以控制虚拟场景仿真平台中本车位姿的信号。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1. 本发明使用真实车辆替代hil中的仿真车辆模型，提高了仿真系统的精确性。并且vil避免了传统实车测试的局限性。真实车辆只需要跑在一个空旷的场地里，通过vil将真实车辆“嵌入”到一个虚拟的交通场景中，可以轻松浮现一些危险的交通路况用来测试，大幅度的降低了人力、资源以及危险系数。解决了当前自动驾驶测试的瓶颈。
13.2. 本发明实现了各个信号的控制与监测，网络故障注入，可编辑的测试用例条目，可扩展提供被测节点所需的io资源等。更加高效的实现了自动驾驶仿真测试的控制，更全面的验证了自动驾驶算法的功能。
14.3. 本发明可以进行复杂功能测试和验证工作时、在相同时间内减少测试工作量的一种新型仿真测试技术，灵活的实现对不同的自动驾驶算法进行仿真测试的搭建。
15.4. 本发明采用了真实车辆来接入测试中，既替换掉hil中的车辆动力学模型从而达到对控制器进行更精确的功能性验证，也实现传统路测无法实现的具有安全隐患的场景测试。
16.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.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，是固定连接，也是可拆卸连接，或一体地连接；是机械连接，也是电连接；是直接相连，也通过中间媒介间接相连，是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.vil是介于hil与实车测试之间的测试方法。vil具备了虚拟驾驶的优势，同时还通过在虚拟交通环境中集成真实汽车的方式，整合了仿真技术的优势。使用真实车辆替代hil中的仿真车辆模型，提高了仿真系统的精确性。
21.vil克服已知的传统实车道路试验的局限性，即通过整合虚拟仿真技术与常规道路试验的方法来实现。为此，一辆真车将被“嵌入”至一个虚拟交通环境中（包含交通场景、交通标志、道路等等）并且可以在一个空旷的户外场地进行测试，本vil平台利用vts设备实现了真实车辆与vtd的虚拟仿真世界的实时同步，利用vts的可编程且高实时性。
22.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于vts的vil测试平台，可以进行复杂功能测试和验证工作时、在相同时间内减少测试工作量的一种新型仿真测试技术，灵活的实现对不同的自动驾驶算法进行仿真测试的搭建。基于vts的vil测试平台包括真实车辆、实时仿真系统、虚拟场景仿真平台。
23.真实车辆内设置卫星
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惯导组合定位系统、电子控制单元、电源。
24.卫星
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惯导组合定位系统包括卫星定位系统（即gps(全球定位系统)/北斗卫星导航系统/gnss（全球导航卫星系统））、惯性定向定位导航系统（ins）；卫星定位系统用于同步真实车辆在虚拟场景中的实时定位，惯性定向定位导航系统用于实时获取真实车辆目前的惯性信息，如加速度、速度、偏航等，并将真实车辆和虚拟交通场景中的投影位姿同步，再利用gnss获取卫星定位信息修正惯性偏差，从而获取车辆目前所行驶的精确位姿，然后通过坐标系转换确定在虚拟场景中位姿。
25.电子控制单元（ecu）又称“行车电脑”、“车载电脑”等，电子控制单元（ecu）内部集成了自动驾驶算法的被测控制器和车本身其他的电子控制单元，用来提供算法所需输入。
26.电源用于给所有设备供电。
27.实时仿真系统用于承载整个仿真平台的实时硬件系统，通过它自身的处理系统以及模块化板卡将整个闭环的所有模块通过硬件接口（如以太网，can，i/o等）进行连接，从而实现实时通信，通过在实时仿真系统的上位机进行配置以及编程，对惯导的定位信息以及vtd仿真环境中的通信数据进行处理解析以及对数据进行仿真，是整个仿真系统的通信枢纽；通过硬件接口直接获取到真实车辆通信数据，包括卫星
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惯导组合定位系统所提供的定位数据，利utm将经纬度转换为坐标，再通过坐标系转换为虚拟环境的坐标系，从而控制虚拟场景中的定位信号，就实现将真实车辆跑在虚拟环境中了，同样，实时仿真系统也获取到虚拟环境中本车周围的环境信息（如周围车辆，交通场景、交通标志、道路等等），然后通过控制器所需要接收的传感器信号，在vtd仿真环境搭建相应的传感器模型传输给vts，在vts
中进行数据处理，将传感器模型输出的数据转换为真实传感器的信号，输入给被测的控制算法，被测控制算法反馈输出信号来控制真实车辆的动作，从而对该具备自动驾驶算法的控制器得到验证。
28.虚拟场景仿真平台是一款可以实现复杂交通环境视景建模及仿真的软件，主要用于在场景仿真软件中，搭建对应的仿真测试交通场景。如自适应巡航、自动紧急制动、前方碰撞预警、车道偏离告警等；通过将这些产生出的场景信息，采用视频暗箱或者视频注入的方式输入给被测算法，就通过这些功能性场景进行算法验证。
29.整个平台的工作流程：首先在虚拟场景仿真平台中搭建被测的控制器所实现功能场景，然后根据被测对象所要求的输入信号，在虚拟场景仿真平台中搭建对应的传感器模型，将信息发送到实时仿真系统中。
30.实时仿真系统将虚拟场景仿真平台的信号转换为被测控制器所需要的输入信号输入给被测控制器，也就是针对不同的被测控制器的输入，搭建特定的虚拟仿真环境，之后就是将被测控制器所集成的真实车辆与虚拟场景仿真平台的虚拟仿真场景中投影的虚拟车辆进行实时定位。
31.卫星
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惯导组合定位系统将真实车辆上面就获取到真实车辆的位姿信息（如坐标，航向角度等）输入给实时仿真系统，由实时仿真系统进行坐标转换以及数据处理，将这些位姿信息转换为可以控制虚拟场景仿真平台中本车位姿的信号。这样，就可以实现真是车辆与虚拟场景中的虚拟车辆位姿的实时同步。那么整个闭环就实现了。
32.本发明采用了真实车辆来替换传统仿真测试平台的车辆模型，提高了验证功能性算法的精确性，用虚拟场景来替换传统路测的环境，降低了危险系数，时间，成本等，并且基于vts实时系统更高效，更灵活的来验证了自动算法，解决了当今自动驾驶算法测试所遇到的一系列问题。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、
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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一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。