一种基于VTD的HUD控制器仿真测试系统及方法与流程

本发明属于汽车辅助驾驶，尤其涉及一种基于vtd的hud控制器仿真测试系统及方法。

背景技术：

1、hud（head-up display）技术是一种将信息投射到用户视野中的技术，让用户无需转移目光即可获取相关信息。hud技术最早应用于军用飞行器，在驾驶员的飞行头盔或飞机挡风玻璃上投射出飞行数据，使驾驶员可以同时看到飞行器的状态和外部环境。随着技术的发展，hud技术逐渐应用于汽车行业。在汽车hud系统中，信息通常通过投射在挡风玻璃上的透明显示器上呈现给驾驶员。这些信息可能包括车辆速度、导航指示、安全警告和电话呼叫等。驾驶员无需将目光从道路上移开，就能直接获取这些信息，提高了驾驶安全性和便利性。

2、目前hud在车载领域，主要有以下几类专利。针对车载hud硬件结构的专利，北京经纬恒润科技股份公司所发表的“基于hud的辅助驾驶系统”中，对hud辅助驾驶系统的组件以及组件间的连接结构进行说明，其系统主要由域控制器、hud、dms摄像头、adas摄像头以及车身内部传感器组成。针对hud的控制方法，长城汽车股份有限公司所发表的“hud控制方法、系统、设备及车辆”中，通过对车辆的车速信息的解析，从而对hud的显示策略进行优化调整，实现不同车速下对hud运行状态的区别控制，在提升hud显示灵活性的同时也提升了驾驶安全性。针对hud调节适配高度方面，海南易乐物联科技有限公司所发表的“基于多角度智能调节适配高度的hud系统”中，描述了一种基于多角度智能调节适配视线高度的hud系统，组成系统包含hud显示器、车载摄像模块、分析计算模块、调节模块以及存储模块。该系统可以根据驾驶员的身高，自动化调节hud底座旋钮以及曲面屏伸展的弧度，使hud显示在舒适的位置。针对hud的测试，目前绝大多数为对hud控制器的实物测试，上海伟世通汽车电子系统有限公司发表的“用于汽车hud仪表测试的相机校准设备及其方法”专利中，描述了对hud实物测试中用到的由三块校验板所构成的相机校准设备。上海思睿斯检测科技有限公司发表的“风挡玻璃安装工装及hud测试系统”专利中，描述了一种hud硬件测试系统以及hud测试用途的风挡玻璃安装工装系统，其中风挡玻璃安装工装包括安装板、支撑组件以及对中调节组件和对中校对组件。

3、在hud测试技术领域，针对hud控制器的虚拟仿真测试尚有空缺，而现有的hud测试技术以固定式的设备为主流，灵活性较差。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种基于vtd的hud控制器仿真测试系统及方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明实施例是这样实现的，一种基于vtd的hud控制器仿真测试系统，包括hud控制器、图形工作站、上位机系统以及实时系统；

3、所述hud控制器为真实的待测件；

4、所述上位机系统包括测试管理模块、动力学模块以及采集监控模块，所述测试管理模块通过vteststudio软件运行hud测试过程中使用的场景库的方式对hud控制器进行测试，并对自动化测试的结果进行分析与评估，最终输出仿真测试报告，所述动力学模块由dnya4软件进行支持，通过vtd仿真平台的api接口进行数据的交互，所述采集监控模块用于数据采集、数据同步以及测试监控；

5、所述图形工作站为基于ubuntu系统的工作站，且所述vtd仿真平台配置于该工作站中，所述vtd仿真平台与hud控制器连接并进行交互，用于向hud控制器提供虚拟仿真世界中搭建的天气渲染、交通参与者以及导航路线等仿真信息，且所述vtd仿真平台还与上位机系统中的测试管理模块、动力学模块以及采集监控模块进行数据的交互，以支持自动化测试的需求；

6、所述实时系统模块包括实时处理器、总线通讯模块以及电源仿真模块，所述实时处理器用以保证系统的实时性，所述电源仿真模块用于保证hud控制器的电源供应，所述总线通讯模块用于将hud控制器与系统中的车机信号、adas信号和导航信号进行数据的交互调用。

7、本发明实施例的另一目的在于，一种基于vtd的hud控制器仿真测试方法，基于上述的基于vtd的hud控制器仿真测试系统，包括以下步骤：

8、步骤1、以上位机系统中接收到vtd数据开始，对系统的数据流进行分析；

9、步骤2、基于canoe进行搭建的softecu模型通过计算后输出驾驶员和车辆位姿信息等，并将驾驶员和车辆位姿信息等传输给动力学模块中的dyna4动力学平台，对仿真车辆的车辆位姿信息等进行运算，将动力学平台输出的结果传输到vtd的数据接口中，同时动力学平台也会将计算出的车辆位姿信息传输到softecu中进行数据通信；

10、步骤3、softecu将运算后的导航信息、adas信息、adsa传感器噪声以及gps_imu噪声等信息通过dyna4动力学平台中的io模型向hud控制器输出数据，连接hud控制器的车身eth以及车身can数据通道，hud控制器在接收到数据后，会对输出的图像进行运算，并将生成的图像输出到解码模块中，进行hdmi的转码过程；

11、步骤4、解码后的hud控制器输出数据，向图形工作站中的采集卡进行数据的输出，并在vtd的内部对采集卡接收的数据进行读取、以共享内存形式存储以及symbol贴图等运算；在vtd仿真平台的内部调用对hud编写的测试专用场景库，在图形工作站中对hud的输出图像与vtd的仿真ig进行图像的叠加融合处理，最后将vtd中计算的传感器信息、导航模型、驾驶员信息以及本车信息等数据打包，向上位机系统进行输出，完成hud测试器模拟仿真数据的闭环。

12、进一步的技术方案，所述步骤1包括以下具体步骤：

13、vtd的数据发送到上位机系统中的canoe平台，对vtd的数据进行拆包解码，拿到hud仿真测试所需要的数据，然后传输到基于canoe平台所搭建的softecu中，对gps_imu噪声、adas功能、导航功能以及adas_sensor噪声项目进行计算分析。

14、进一步的技术方案，在所述步骤2中，所述车身姿态信息包括偏航、俯仰、横摇、纵向速度以及横向速度等信息。

15、进一步的技术方案，在所述步骤4中，所述场景库包含道路信息、车道线信息、路口信息、道路俯仰信息以及道路两旁的街景等。

16、进一步的技术方案，vteststudio软件与各组件间的数据流交互信息包括以下步骤：

17、步骤一、vteststudio自动化测试平台对vtd仿真平台发送指令，按vteststudio中的功能指令对vtd仿真平台进行调用；

18、步骤二、vtd仿真平台收到vteststudio的调用指令后，在vtd仿真平台中进行运算，并输出建模场景；

19、步骤三、vteststudio向canoe平台输出设定的测试用例；

20、步骤四、canoe平台向vteststudio自动化测试平台输出测试环境。

21、步骤五、canoe平台向被测hud控制器输出车道线、目标物信息和状态信号等hud控制器所需要的输入信息，供hud控制器内部进行运算；

22、步骤六、hud控制器将运算后所输出的信息传输到vtd仿真平台；

23、步骤七、canoe平台将vtd仿真平台中的四轮触点信息、油门状态信息以及制动状态等信息传输给dyna4动力学平台进行运算；

24、步骤八、dyna4动力学软件将运算出的下一帧的车辆位姿信息传输到canoe平台中；

25、步骤九、canoe平台与vtd仿真平台间的相互通讯：canoe平台将softecu的指令发送给vtd仿真平台，而vtd仿真平台则会对canoe平台汇总的驾驶员信息以及传感器信息等信号传输给canoe平台；

26、步骤十、vtd仿真平台将仿真的画面通过图片和视频的方式对外输出；

27、步骤十一、canoe平台对外输出自动化测试的源文件、测试报告以及执行日志。

28、本发明实施例提供的一种基于vtd的hud控制器仿真测试系统及方法，其有益效果如下：

29、（1）节省测试成本：基于vtd仿真环境对hud控制器进行测试，相比搭建实际的hud测试台架和设备，成本上低廉许多，基于vtd对hud的测试在搭建好测试环境之后，只需替换hud被测件即可对其功能进行全面的测试；

30、（2）灵活性高：基于vtd仿真环境对hud的测试可以通过更改vtd的天气渲染情况，测试晴天、雨天以及雪天各种天气下的hud显示效果，并且得益于vtd仿真环境强大的功能，可以在目标车辆周围一定距离形成交通流，添加行人、轿车和卡车等交通参与者，相对于实验室环境下的固定台架测试，有极大的灵活性；

31、（3）安全性：目前的真实台架测试方案如果想对hud控制器进行道路测试，需要将hud控制器安装到真实的车辆中，这样就会有一定的潜在安全风险，而vtd仿真方案的测试就可以很好的规避此危险；

32、（4）可重复性高：基于vtd仿真环境下的测试，可以做到百分百的重复测试，只需要对仿真环境的天气、交通参与者、车速和行车路线等做出相同的配置，即可做到相同的测试环境；

33、（5）时间效率高：使用vtd仿真环境对hud控制器的测试，可以通过自动化测试软件进行全天候的测试，并可以自动的对测试的结果进行记录以及测试评分，可以支持hud控制器更高效的开发；

34、（6）测试工况全面：相比真实的测试台架，有更加丰富的测试工况，基于vtd模拟仿真平台强大的功能，可以设置不同的路况进行测试hud的输出逻辑，包括岔路指示显示、转盘路导航显示以及上下坡路显示等功能的测试，并且可以在某一大类测试场景中通过参数控制，得到更全面的测试数据，以达到对hud控制器的全面控制。