一种ACC功能仿真测试系统及测试方法与流程

本发明属于智能驾驶系统及仿真测试领域，具体涉及一种acc功能仿真测试系统及测试方法。

背景技术：

1、自适应巡航控制(acc，adaptive cruise control)功能作为智能驾驶最基本的功能之一，已经逐步发展为各级别自动驾驶车辆均需要实现的基础功能，其利用环境传感器感知车辆周围交通信息，并通过控制决策模块做出驾驶决策，向车辆执行器(esc，electronic stability controller)发送控车指令，由执行器(esc)执行控车指令进而完成对车辆速度的主动控制；因此esc系统的执行能力将直接影响acc功能控制效果，进而影响车辆行驶过程中的安全性与舒适性。

2、acc控制器是实现acc功能的硬件载体，当前的acc功能测试方法多采用硬件在环(hil，hardware in the loop)的仿真测试，通过esc仿真模型执行acc控制器发出的控车指令；但是由于esc供应商不开放其算法模型，导致esc仿真模型精度与实车差异较大，进而导致acc功能仿真测试系统与实车测试表现不一致。基于此，亟待一种实施难度小且精度高的acc功能测试系统及测试方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于esc台架的acc功能仿真测试系统及测试方法，利用esc台架执行acc控制器发出的控车指令，解决由于esc仿真模型的简化，导致传统acc硬件在环仿真测试结果与实车表现差别较大的问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种acc功能仿真测试系统，所述仿真测试系统包括：

4、上位机：用于管理整个测试系统、建立车辆动力学模型以及创建总线报文仿真模型；

5、图形工作站：用于进行交通场景仿真以及虚拟摄像头传感器的配置；

6、视频暗箱：为摄像头提供暗箱环境、图像数据以及acc控制器，acc控制器集成于摄像头的内部；

7、esc台架：执行acc控制器发出的控车指令，并将执行结果反馈给车辆动力学模型；

8、试验机柜：设置有供电模块、下位机和仿真板卡，为整个系统提供电源管理、车载装置的电源供应以及实时仿真环境；

9、车辆动力学模型在下位机中运行，车辆动力学模型接收esc台架的执行结果，进行整车动力学计算；总线报文仿真模型在下位机中运行，总线报文仿真模型通过仿真板卡直接将can总线信号传递给控制器。

10、优选地，上位机建立车辆动力学模型的操作包括：通过对标实车动力学参数，进行车辆动力学建模。

11、优选地，试验机柜还设置有故障注入模块，为整个系统提供电气故障模拟。

12、优选地，车辆动力学模型输出控制器所需的车辆参数，通过can总线直接传递给控制器，报告车辆运行的状态；并通过内部的驾驶员模型实现车辆的加、减速和转向控制。

13、优选地，图形工作站通过道路设计模块实现道路逻辑建模、障碍物和交通标志的添加以模拟静态交通场景；通过场景设计模块实现交通车辆、行人以及骑行者的添加，并设置触发信号控制其交通行为以模拟动态交通场景。

14、优选地，视频暗箱包括：箱体、显示器、摄像头及摄像头工装；箱体内部采用封闭黑色吸光设计，安装在箱体内侧的显示器将通过hdmi方式接收的视频信息同步呈现，以供摄像头能够实时获取交通场景仿真进程中的图像数据；通过调整摄像头工装，使摄像头对目标的探测距离与实车探测结果一致。

15、优选地，esc台架包括三维转台、轮速模拟模块、esc控制器、液压控制单元、制动轮缸和传感器系统；

16、三维转台能够复现车辆的俯仰、侧倾及横摆运动，esc控制器固定在三维转台上，esc控制器内部集成了三个对应的加速度传感器；

17、轮速模拟模块接收车辆动力学模型输出的轮速信号，输出符合实车轮速传感器信号协议的电流脉冲信号；

18、esc控制器根据接收到的整车can总线信号、电流脉冲信号及加速度信号，控制液压控制单元，实现制动轮缸压力的调节；

19、传感器系统用于采集制动轮缸压力，并回传给车辆动力学模型。

20、一种acc功能仿真测试方法，所述仿真测试方法采用上述的acc功能仿真测试系统，所述仿真测试方法包括：

21、步骤一：在上位机建立车辆动力学模型并下载到下位机中运行，设置车辆正常运行的必要参数，并监控下位机的车辆动力学模型的运行状态；

22、步骤二：下位机中运行的车辆动力学模型接收来自上位机的控制信号和esc台架输出的制动轮缸压力信号，利用这些信号进行整车动力学计算，并将计算获得的信息传输给图形工作站；

23、步骤三：图形工作站接收车辆动力学模型发送的信息，将这些信息赋值给场景中的交通车辆，同时将虚拟摄像头传感器呈现的视频信息同步给视频暗箱的显示器；

24、步骤四：安装在摄像头工装上的真实摄像头通过监测暗箱显示器上的视频信息，模拟真实环境下摄像头对道路信息的监测，集成于摄像头内部的acc控制器针对当前的道路信息输出控车指令，并发送给esc控制器；

25、步骤五：esc台架通过接收下位机输出的三维转台运动指令驱动三维转台运动，复现车辆运动，内置于esc控制器内的加速度传感器将信号传输给esc控制器；同时，下位机内运行的车辆动力学模型输出轮速信号至esc台架的轮速模拟模块，轮速模拟模块将轮速信号转换为符合实车轮速传感器信号协议的电流脉冲信号，并传输给esc控制器；

26、步骤六：esc控制器控制液压控制单元内电磁阀的通断，进而调整制动轮缸压力，并通过压力传感器采集信息，回传至车辆动力学模型；车辆动力学模型收到信息后，执行相应的动作，实现整个系统闭环。

27、优选地，步骤二中的控制信号为模型初始化信息，包括：初始车速、档位、初始位置；计算获得的信息包括：位置信息、姿态信息、转角信息、轮胎触点的x、y方向位置。

28、优选地，步骤三还包括，图形工作站根据轮胎触点的x、y方向位置查询此时z方向的位置，返回给车辆动力学模型，用于轮胎力的计算。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、1、利用esc台架代替esc仿真模型，有效提升acc功能仿真测试与实车测试的一致性，可替代实车测试和场地测试，在实验室环境实现acc硬件在环仿真功能测试；

31、2、不需要通过建模实现esc模块的模拟，实施难度小，是一种方便易行的acc功能仿真测试解决方案。

技术特征：

1.一种acc功能仿真测试系统，其特征在于：所述仿真测试系统包括：

2.根据权利要求1所述的acc功能仿真测试系统，其特征在于：上位机建立车辆动力学模型的操作包括：通过对标实车动力学参数，进行车辆动力学建模。

3.根据权利要求1所述的acc功能仿真测试系统，其特征在于：试验机柜还设置有故障注入模块，为整个系统提供电气故障模拟。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的acc功能仿真测试系统，其特征在于：车辆动力学模型输出控制器所需的车辆参数，通过can总线直接传递给控制器，报告车辆运行的状态；并通过内部的驾驶员模型实现车辆的加、减速和转向控制。

5.根据权利要求4所述的acc功能仿真测试系统，其特征在于：图形工作站通过道路设计模块实现道路逻辑建模、障碍物和交通标志的添加以模拟静态交通场景；通过场景设计模块实现交通车辆、行人以及骑行者的添加，并设置触发信号控制其交通行为以模拟动态交通场景。

6.根据权利要求5所述的acc功能仿真测试系统，其特征在于：视频暗箱包括：箱体、显示器、摄像头及摄像头工装；箱体内部采用封闭黑色吸光设计，安装在箱体内侧的显示器将通过hdmi方式接收的视频信息同步呈现，以供摄像头能够实时获取交通场景仿真进程中的图像数据；通过调整摄像头工装，使摄像头对目标的探测距离与实车探测结果一致。

7.根据权利要求6所述的acc功能仿真测试系统，其特征在于：

8.一种acc功能仿真测试方法，其特征在于：所述仿真测试方法采用权利要求1-7中任一项所述的acc功能仿真测试系统，所述仿真测试方法包括：

9.根据权利要求8所述的acc功能仿真测试方法，其特征在于：步骤二中的控制信号为模型初始化信息，包括：初始车速、档位、初始位置；计算获得的信息包括：位置信息、姿态信息、转角信息、轮胎触点的x、y方向位置。

10.根据权利要求9所述的acc功能仿真测试方法，其特征在于：步骤三还包括，图形工作站根据轮胎触点的x、y方向位置查询此时z方向的位置，返回给车辆动力学模型，用于轮胎力的计算。

技术总结
本发明提供了一种ACC功能仿真测试系统及测试方法，属于智能驾驶系统及仿真测试领域。所述仿真测试系统包括：上位机，用于管理整个测试系统、建立车辆动力学模型以及创建总线报文仿真模型；图形工作站，用于进行交通场景仿真以及虚拟摄像头传感器的配置；视频暗箱，为摄像头提供暗箱环境、图像数据以及ACC控制器，ACC控制器集成于摄像头的内部；ESC台架，执行ACC控制器发出的控车指令，并将执行结果反馈给车辆动力学模型参与运算；试验机柜，为整个系统提供电源管理、车载装置的电源供应以及实时仿真环境。本发明利用ESC台架执行ACC控制器发出的控车指令，解决由于ESC仿真模型的简化，导致传统ACC硬件在环仿真测试结果与实车表现差别较大的问题。

技术研发人员：宋亚伟,林智桂,付广,张家洛,曹正阳
受保护的技术使用者：上汽通用五菱汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16