用于自动驾驶汽车的智驾域控制器的仿真测试方法及系统

本发明涉及汽车仿真测试领域，具体涉及一种用于自动驾驶汽车的智驾域(智能驾驶域)控制器的仿真测试方法及系统。

背景技术：

1、智能汽车已成为全球汽车产业发展的战略方向。从技术层面看，汽车正由人工操控的机械产品逐步向电子信息系统控制的智能产品转变。从产业层面看，汽车与相关产业全面融合，呈现智能化、网络化、平台化发展特征。从应用层面看，汽车将由单纯的交通运输工具逐渐转变为智能移动空间和应用终端，成为新兴业态重要载体。为了保证汽车的安全，在汽车上线前，会对汽车进行性能测试。

2、目前，对汽车进行性能测试的流程包括：

3、(1)仿真平台测试：自动驾驶控制器对单个控制器进行仿真测试；

4、(2)整车道路测试：即将仿真测试通过的组件进行组装得到整车，之后根据性能要求在对应的实际测试场景中测试各项参数，对不符合要求对应的部件进行调整后重新开始测试流程。

5、上述测试存在的缺陷为：

6、1、传感器、环境、场景编辑器模型较为单一，只能支持自动驾驶域控制器单个测试场景搭建，无法联系实际复杂的工况，无法得到得到车辆在实际的运行工况中得到相应的转向系统和制动系统中各个传感器和控制器的实时参数,无法满足l3以上的避障转向功能测试需求。

7、2、工况里程数量较长，需要人工成功本大，安全性也会降低，同时实际测试场景难以复现，测试灵活性较低，进而会限制测试精度的提高空间。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何在显著缩短测试周期和测试成本、并提高测试精度的基础上，对汽车进行仿真测试。

2、为达到以上目的，本发明提供的用于汽车的智驾域控制器的仿真测试方法，包括以下步骤：

3、步骤一、待测试硬件平台搭建：搭建用于与智驾域控制器通信的待测试硬件平台，待测试硬件平台包括转向系统和制动系统；转向系统根据智驾域控制器发送的转向信号进行对应的转向测试操作、并向智驾域控制器反馈测试结果；制动系统根据智驾域控制器发送的制动信号进行对应的制动测试操作、并向智驾域控制器反馈测试结果；

4、测试模型的搭建：根据智驾域控制器的测试需求，搭建对应的测试模型，测试模型包括车辆动力学模型、雷达模型、转向系统模型；

5、仿真测试场景的搭建：根据智驾域控制器的测试需求，搭建对应的仿真测试场景，仿真测试场景包括静态交通场景和动态交通场景；

6、步骤二、根据智驾域控制器的测试需求，选择相应的仿真测试场景和测试模型形成测试用例；对每个测试用例进行测试后生成测试报告。

7、在上述技术方案的基础上，所述转向系统根据智驾域控制器发送的制动信号进行对应的制动测试操作、并向智驾域控制器反馈测试结果的流程包括：智驾域控制器向转向系统发送包括转向参数的方向盘转向信号、包括离合器转轴扭矩参数的离合器转轴转动信号、以及包括车辆速度参数的速度控制信号；转向系统收到方向盘转向信号、离合器转轴转动信号和速度控制信号后，执行对应的转向测试操作，测试完成后向智驾域控制器反馈测试结果；

8、所述制动系统根据智驾域控制器发送的制动信号进行对应的制动测试操作、并向智驾域控制器反馈测试结果的流程包括：智驾域控制器向制动系统发送包括车速参数、以及包括转轴转角参数的制动转轴信号；制动系统收到车速信号和制动转轴信号后，执行对应的制动测试操作，测试完成后向智驾域控制器反馈测试结果。

9、在上述技术方案的基础上，所述测试模型还包括：加速与制动模型，其用于：将车辆期望加速度与实际加速度之差的绝对值定义为x，当x大于指定范围的最大阈值时，若此时为加速，则通过调整加速踏板的开合度来降低加速度，若此时为减速，则通过调整制动踏板的开合度来降低加速度；当x小于指定范围的最小阈值时，若此时为加速，则通过调整加速踏板的开合度来提高加速度，若此时为减速，则通过调整制动踏板的开合度来提高加速度。

10、在上述技术方案的基础上，所述仿真测试场景的搭建流程具体包括：

11、s1：构建场景搭建要素，其包括：道路类型要素、交通参与要素、天气要素、通讯定位要素、电磁空间要素和突发要素；根据场景搭建要素搭建静态交通场景和动态交通场景，静态交通场景包括道路类型要素、天气要素、通讯定位要素和电磁空间要素，动态交通场景包括静态交通场景、交通参与要素和突发要素；

12、s2：对所有仿真测试场景进行场景分类，类型包括城市道路测试场景、高速公路测试场景和山区公路测试场景；

13、s3：对每个类型的仿真测试场景设置对应的场景参数：城市道路测场景的场景参数包括：与主干路、次干路和支路对应的场景参数；高速公路测试场景的场景参数包括：与四车道高速公路对应的场景参数；山区公路测试场景的场景参数包括：与三级公路两车道对应的场景参数。

14、在上述技术方案的基础上，步骤二具体包括制动测试流程，该流程包括：获取实际制动扭矩值，判断实际制动扭矩w2与期望制动扭矩w1的差值是否符合指定阈值，若是，则实际制动扭矩符合要求，否则代表实际制动扭矩不符合要求；

15、w1的获取方式为：根据附着系数、车速和车辆模型参数计算得到w1；w2的获取方式为：控制器根据w1向电磁阀发出相应的控制指令，电磁阀控制制动缸，在台架上通过电动主缸上扭矩传感器采集到的w2。

16、本发明提供的用于汽车的智驾域控制器的仿真测试系统，包括智驾域控制器，还包括用于对智驾域控制器进行仿真测试的仿真模拟平台、以及智驾域控制器测试所需的待测试硬件平台；

17、待测试硬件平台包括转向系统和制动系统；转向系统根据智驾域控制器发送的转向信号进行对应的转向测试操作、并向智驾域控制器反馈测试结果；制动系统根据智驾域控制器发送的制动信号进行对应的制动测试操作、并向智驾域控制器反馈测试结果；

18、仿真模拟平台用于：根据智驾域控制器的测试需求，搭建对应的测试模型，测试模型包括车辆动力学模型、雷达模型和转向系统模型；根据智驾域控制器的测试需求，搭建对应的仿真测试场景，仿真测试场景包括静态交通场景和动态交通场景；根据智驾域控制器的测试需求，选择相应的仿真测试场景和测试模型形成测试用例；对每个测试用例进行测试后生成测试报告。

19、在上述技术方案的基础上，所述转向系统包括：转向控制器、方向盘组件、离合器转轴组件和车速组件；

20、方向盘组件包括与直流电机、模拟方向盘和转角传感器，直流电机收到智驾域控制器发送的工作信号后，控制模拟方向盘进行对应的转向，转角传感器将模拟方向盘的转向参数反馈至智驾域控制器；模拟方向盘将转向信号和转向参数形成方向盘转向信号并发送给转向控制器；

21、离合器转轴组件包括转轴电机和扭矩传感器，转轴电机用于收到智驾域控制器发送的工作信号后，开始工作并向转向控制器发送离合器转轴转动信号，离合器转轴转动信号包括扭矩传感器采集的转向扭矩，转向扭矩还会反馈至智驾域控制器；

22、车速组件包括车速电机和霍尔传感器，车速电机用于收到智驾域控制器发送的工作信号后，开始工作并向转向控制器发送速度控制信号，速度控制信号包括霍尔传感器采集的车辆速度参数，车辆速度参数还会反馈至智驾域控制器；

23、转向控制器用于：收到方向盘转向信号、离合器转轴转动信号和速度控制信号后，执行对应的转向测试操作，测试完成后向智驾域控制器反馈测试结果；

24、所述制动系统包括制动控制器和制动踏板模拟器，制动踏板模拟器包括车速电机、转轴电机和转角传感器；车速电机收到智驾域控制器发送的工作信号后，开始工作并向制动控制器发送车速参数；转轴电机收到智驾域控制器发送的转动转轴信号后，开始工作并向制动控制器发送包括转轴转角参数的转轴信号，转角参数通过转角传感器采集得到；制动控制器收到车速参数和转轴信号后，执行对应的制动测试操作，测试完成后向智驾域控制器反馈测试结果。

25、在上述技术方案的基础上，所述仿真模拟平台搭建的测试模型还包括：加速与制动模型，其用于：将车辆期望加速度与实际加速度之差的绝对值定义为x，当x大于指定范围的最大阈值时，若此时为加速，则通过调整加速踏板的开合度来降低加速度，若此时为减速，则通过调整制动踏板的开合度来降低加速度；当x小于指定范围的最小阈值时，若此时为加速，则通过调整加速踏板的开合度来提高加速度，若此时为减速，则通过调整制动踏板的开合度来提高加速度。

26、在上述技术方案的基础上，所述仿真模拟平台的测试流程包括：获取实际制动扭矩值，判断实际制动扭矩w2与期望制动扭矩w1的差值是否符合指定阈值，若是，则实际制动扭矩符合要求，否则代表实际制动扭矩不符合要求；

27、w1的获取方式为：根据附着系数、车速和车辆模型参数计算得到w1；w2的获取方式为：控制器根据w1向电磁阀发出相应的控制指令，电磁阀控制制动缸，在台架上通过电动主缸上扭矩传感器采集到的w2。

28、在上述技术方案的基础上，所述仿真模拟平台采用hil测试软件进行工作。

29、与现有技术相比，本发明的优点在于：

30、与现有技术中对先单个部件进行仿真测试，然后再实际场景中对车辆进行测试相比，本发明能够根据智驾域控制器的测试需求，搭建出各个实际工况中对应的测试，对应的虚拟仿真测试场景和自动驾驶功能系统级测试平台，既可完成自动驾驶单个零部件功能测试早期开发验证，又可完成自动驾驶感知、执行、决策的系统性功能测试的闭环测试，在测试中获得转向系统和制动系统感知、执行信号、对于自动驾驶域控制器真实的反馈，可以得到实际工况功能反馈测试，这种测试方法深度满足l3自动驾驶转向系统和制动系统功能需求。

31、因此，本发明显著缩短了测试周期，大幅度降低了测试成本；与此同时，与现有技术中难以复现的实际测试场景相比，本发明的虚拟仿真测试场景容易复现，进而提高了测试量化精度，具有低成本、高效率的优势。