技术领域
[0001] 本
发明涉及自动驾驶车辆测试技术领域，尤其是涉及一种自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统及方法。
背景技术
[0002] 随着技术及产品的不断升级和普及，在可见的未来将存在自动驾驶
汽车与人类驾驶员驾驶的车辆同时行驶在道路上的情况，这将对现有的交通状况产生影响。由于自动驾驶汽车的决策规划方式必然与人类驾驶员存在一定的差异，这将使得自动驾驶汽车与人类驾驶车辆对彼此行为相互不适应，进而造成交通协调性问题。实车测试中被测自动驾驶车辆以整车形式开展测试，各层级的软
硬件的实际表现均能真实反映在测试结果中，这种测试方式能够更真实地反映自动驾驶汽车整体的交通协调性
水平的特点，更能满足整车级的验证需求。因此有必要通过实车测试的方式，对自动驾驶汽车整车的交通协调性问题开展测试。
发明内容
[0003] 本发明的目的就是为了克服上述
现有技术存在的
缺陷而提供一种自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统及方法。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005] 本发明涉及一种自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统，该系统基于图灵思想，该系统包括测试场景库、背景车、驾驶
模拟器、试验场、车载传感设备、车外监控设备、
数据采集设备、生理指标监测设备、调查问卷系统、后台PC机、系统管理及
数据处理软件。
[0006] 所述测试场景库用于指导所述试验场根据测试需求搭建并模拟相应的交互测试场景；测试场景库含有多种交通协调性的典型测试场景，该测试场景库的存在形式包括但不限于表格、
数据库等，该测试场景库的内容包括但不限于静态要素、准静态要素、动态要素等。
[0007] 所述背景车用于在测试过程中扮演测试场景中的其他交通参与者来与被测车辆发生交互；所述
驾驶模拟器用于在高速工况等安全
风险较大的测试中，能够让测试人员以驾驶员视
角控制作为背景车的气球车；所述试验场能够提供试验所需的测试道路；所述车载传感设备用于测量车辆行驶过程中的状态参数；所述数据采集设备用于记录车载和地面设备传出的试验数据；所述生理指标监测设备用于测量被测车辆乘员和其他交通参与者的驾驶员的相关生理指标；所述调查问卷系统用于分发及回收处理调查问卷，统计获得测试参与者的主观感受；所述后台PC机用于存储试验数据并对各设备的工作进行协调。
[0008] 优选地，所述的测试场景库含有多种交通协调性的典型测试场景，该测试场景库的存在形式包括但不限于表格、数据库等，该测试场景库的内容包括但不限于静态要素、准静态要素、动态要素等。
[0009] 优选地，所述的背景车能够通过人为操控或预设编程的方式在测试场内按一定的路径行驶，具体形式包括但不限于传统车辆和搭载于移动平板上的可拆解气球车；
[0010] 优选地，所述传统车辆包括小型车、中型车和大型车；所述气球车的获得方式包括但不限于商用产品和自行开发。
[0011] 优选地，当背景车选用气球车时，所述的驾驶模拟器能够让测试人员以驾驶员视角控制气球车，该设备包括但不限于模拟操纵设备、VR设备、运动仿真装置、PC机、显示器等设备；
[0012] 优选地，所述的试验场能够为试验提供接近真实路况的测试道路，试验场包括但不限于直道、弯道、十字路口、丁字路口、
匝道等，其形式不限于专用测试车道或柔性化试验广场。
[0013] 优选地，所述试验场应能提供单一或多种附着系数的路面；所述测试道路应具备合理的路侧缓冲区域；所述弯道包括但不限于根据道路建设标准设置的各种等级道路最小
转弯半径。
[0014] 优选地，所述的车载传感设备能够按需采集车辆行驶状态参数数据，该车载
传感器包括但不局限于
定位设备、摄像机、毫米波雷达、惯性单元等设备。所述传感器的类型不限于
接触式或非接触式。
[0015] 优选地，所述定位设备用于测量车辆行驶的速度、轨迹等信息，其形式包括但不限于RTK、UWB；所述摄像机用于从车外和车内视角拍摄车辆行驶情况，记录测试数据和实时生成驾驶模拟器的VR场景；所述毫米波雷达用于获取车辆与其他物体的相对
位置关系；所述惯性单元用于测量车辆行驶过程中的
加速度、横摆
角速度等值。
[0016] 优选地，所述的车外监控设备能够通过摄像机拍摄车辆测试过程的视频影像，其布置形式不限于地面固定
支架、地面移动支架、无人机等。
[0017] 优选地，所述的数据采集设备能够实时采集车载传感设备和车外监控设备传入的数据，并能够将所有数据统一时间轴后储存，其组成包括但不限于通信设备、数据记录设备等。
[0018] 优选地，所述的生理指标监测设备能够通过传感器测量被测车辆乘员和其他交通参与者的驾驶员的相关生理指标，包括但不限于脑电指标、心电指标、血压、心率等；
[0019] 优选地，所述的调查问卷系统，具有调查问卷题目库，能够根据测试内容生成相应的调查问卷供测试参与者填写，并自动化地进行结果汇总。
[0020] 优选地，所述的后台PC机运行的
软件包括但不限于数据处理软件、试验管理软件等，用于存储、处理试验数据并对各设备的工作进行协调。
[0021] 优选地，所述的系统管理及数据处理软件能够实时记录并保存测试数据、处理测试数据并存档，其形式包括但不限于现有的商业软件、基于开源平台自行开发的软件等。
[0022] 一种自动驾驶车辆交通协调性实车测试方法，该方法基于上述自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统，该方法包括自动驾驶车辆交通协调性的测试步骤：
[0023] S1、从测试场景库中选择所需的测试场景，并在测试场地中完成必要的场景和设备的布置与调试工作。
[0024] S2、为扮演被测车辆乘员的测试人员佩戴并开启生理指标监测设备，同时使该测试人员及被测车辆安全员共同在被测车车辆客舱中待命。
[0025] S3、为扮演其他交通参与者的驾驶员的测试人员佩戴并开启生理指标监测设备，同时使其在背景车驾驶座上或驾驶模拟器中待命。
[0026] S4、被测车辆与背景车启动，各自按设定的加速度在规定时间和规定距离内加速至预定车速并维持该车速，同时启动所有传感器和数据采集设备开始记录数据。
[0027] S5、当被测车辆与背景车保持各自的预定速度同时经过测试起始位置后，允许被测车辆根据自身决策系统在测试道路范围内改变行驶轨迹，同时允许背景车驾驶员根据被测车辆的交互行为改变背景车的行驶轨迹。
[0028] S6、当被测车辆出现不安全事件时，或完成测试场景预定的交互任务时，停止测试，同时保存测试过程中记录的各类数据。
[0029] 优选地，不安全事件包括但不限于被测车辆出现故障、被测车辆发生事故、被测车辆偏离测试道路或存在碰撞风险等情况时被安全员人工接管车辆控制权。
[0030] S7、从调查问卷系统生成与测试内容对应的调查问卷交由扮演被测车辆乘员和其他交通参与者的驾驶员的测试人员填写，并回收调查问卷进行结果处理。
[0031] S8、处理所有采集的数据并存档。
[0032] 优选地，存档的数据包括但不限于宏观角度的包含被测车辆在内的所有交通参与者的运动轨迹数据、速度数据、加速度数据、车头时距数据等，微观角度的被测车辆乘员和其他交通参与者的驾驶员的各项交互舒适性相关生理指标及调查问卷统计结果。
[0033] 本发明的有益效果为：
[0034] 一、本发明有效地将测试场景库、背景车、试验场、车载传感设备、车外监控设备、数据采集设备、生理指标监测设备、调查问卷系统、后台PC机、系统管理及数据处理软件融合于一个系统，利于协调控制，数据统一采集，为开展自动驾驶车辆整车交通协调性评价提供了良好的数据支持；
[0035] 二、本发明基于
图灵测试思想，将测试人员有效地引入到测试环境中，实现了包含乘客视角和驾驶员视角的多视角测试，能够有效开展对被测车辆整车的交通协调性主观评价；
[0036] 三、由于被测自动驾驶车辆以整车形式开展测试，各层级的软硬件的实际表现均能真实反映在测试结果中，因此基于实车的测试将能够更真实地反映自动驾驶汽车整体的交通协调性水平，可满足整车级的验证需求；
[0037] 四、本发明方法在高速工况等安全风险较大的测试中将使用测试人员通过驾驶模拟器控制的气球车作为测试背景车与被测车辆发生交互，并通过VR设备保证测试人员的
沉浸感，该方法能够有效降低测试人员和测试车辆的试验风险；
[0038] 五、本发明有效填补了自动驾驶车辆整车交通协调性测试领域的空白，能够用于验证自动驾驶车辆的决策规划系统的设计，帮助提高其他人类交通参与者对被测自动驾驶车辆的接受程度。
附图说明
[0039] 图1为
实施例中本发明系统及方法所选用的测试场景示意图；
[0040] 图2为实施例中基于图灵思想的自动驾驶车辆实车测试系统的硬件组成示意图；
[0041] 图3为实施例中基于图灵思想的自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统的软件组成示意图；
[0042] 图4为实施例中在柔性化测试广场中设置的测试车道示意图；
[0043] 图5为实施例中驾驶模拟器与气球车之间的数据传输示意图；
[0044] 图6为实施例中测试系统中各测试设备之间的数据传示意图。
具体实施方式
[0045] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0046] 本发明涉及一种基于图灵思想的自动驾驶车辆实车测试系统，包括测试场景库、背景车、驾驶模拟器、试验场、车载传感设备、车外监控设备、数据采集设备、生理指标监测设备、调查问卷系统、后台PC机、系统管理及数据处理软件。
[0047] 所述测试场景库用于指导所述试验场根据测试需求搭建并模拟相应的交互测试场景；所述背景车用于在测试过程中扮演测试场景中的其他交通参与者来与被测车辆发生交互；所述驾驶模拟器用于在高速工况等安全风险较大的测试中，能够让测试人员以驾驶员视角控制作为背景车的气球车；所述试验场能够提供试验所需的测试道路；所述车载传感设备用于测量车辆行驶过程中的状态参数；所述数据采集设备用于记录车载和地面设备传出的试验数据；所述生理指标监测设备用于测量被测车辆乘员和其他交通参与者的驾驶员的相关生理指标；所述调查问卷系统用于分发及回收处理调查问卷，统计获得测试参与者的主观感受；所述后台PC机用于存储试验数据并对各设备的工作进行协调。
[0048] 本实施例采用的测试场景通过仿真软件构建，测试场景中的场景要素来源于通过Excel文档储存的测试场景库。
[0049] 图1为本实施例按照本发明的基于图灵思想的自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统及方法所选用的测试场景示意图。本实施例的测试场景为双车道直线道路，场景中分别有被测车辆A、由测试人员通过驾驶模拟器驾驶的气球车B(下述为车辆B)、由测试人员驾驶的按特定车速匀速直线行驶的车辆C、由测试人员驾驶的行为随机但不干扰车辆A、B、C行驶的背景车辆D和E。本实施例的测试场景中光照条件良好，能见度良好。
[0050] 进一步的，车辆A以40Km/h的初始速度在右侧车道行驶，车辆B以60Km/h的速度在A车后方100m处的左侧车道上匀速行驶，车辆C以30Km/h的速度在车辆A前方50m处的右侧车道上匀速行驶。
[0051] 本实施例中测试场景预定的交互任务为：车辆A不与环境中任何车辆发生碰撞的情况下从左侧车道超越车辆C。
[0052] 本实施例的自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统的测试方法，包括自动驾驶车辆交通协调性的测试步骤：
[0053] S1、从测试场景库中选择所需的测试场景，并在测试场地中完成必要的场景和设备的布置与调试工作；
[0054] S2、为扮演被测车辆乘员的测试人员佩戴并开启生理指标监测设备，同时使该测试人员及被测车辆安全员共同在车辆A的客舱中待命；
[0055] S3、为扮演其他交通参与者的驾驶员的测试人员佩戴并开启生理指标监测设备，同时使其在驾驶模拟器上待命；
[0056] S4、所有车辆启动，各自按设定的加速度在规定时间和规定距离内加速至预定车速并维持该车速，同时启动所有传感器和数据采集设备开始记录数据；
[0057] S5、当被测车辆与背景车保持各自的预定速度同时经过测试起始位置后，允许车辆A根据自身决策系统在测试道路范围内改变行驶轨迹，同时允许车辆B驾驶员根据车辆A的交互行为改变背景车的行驶轨迹；
[0058] S6、当被测车辆出现车辆故障、碰撞事故、偏离测试道路或存在碰撞风险等情况被安全员人工接管车辆控制权时，或完成测试场景预定的交互任务时，停止测试，同时保存测试过程中记录的各类数据；
[0059] S7、从调查问卷系统生成与测试内容对应的调查问卷交由扮演被测车辆乘员和其他交通参与者的驾驶员的测试人员填写，并回收调查问卷进行结果处理；
[0060] S8、处理所有采集的数据并存档。保存的数据包含车辆A在内的所有车辆的运动轨迹数据、速度数据、加速度数据、车头时距数据，车辆A乘员和车辆B驾驶员的脑电指标、心电指标、血压、心率，调查问卷统计结果。
[0061] 本实施例的自动驾驶车辆交通协调性实车测试系统的软硬件部分的组成如图2、图3所示，进一步的具体实施如下：
[0062] 在本实施例中，作为测试背景车的气球车采用3D软碰撞目标
车身、GST Chassis Hardware底盘硬件
框架机构、ABD Perform System执行系统、ABD Control Hardware安全控制硬件、Chassis Communication Hardware通信硬件及其配套附属设备。
[0063] 在本实施例中，驾驶模拟器基于G29
力反馈游戏
方向盘套件、VIVE眼镜、自行开发的六
自由度运动仿真座椅、XPS8930台式PC机和38UC99-W显示器搭建。
[0064] 在本实施例中，试验场采用柔性化测试广场，在测试广场上划分出一段如图4所示的宽8.5m、长500m的双车道测试车道，路面附着系数为0.8，测试车道包含加速段、测试主体段、减速段和安全余量段。
[0065] 在本实施例中，车载传感设备包括商用摄像机、商用毫米波雷达、OxTS公司的RT3000GPS/INS组合惯性导航测试系统、惯性单元；所述摄像机、组合惯性导航测试系统在车辆A、B、C、D、E上均安装，毫米波雷达只在车辆A上安装。车外监控设备采用地面固定支架、地面移动支架和无人机搭载的摄像机。数据采集设备包括通信设备和数据记录设备。生理指标监测设备采用Quik-Cap
电极帽、多导生理记录仪、XL-1A型心率
生物反应仪。调查问卷系统基于Office Excel软件开发，能够实现问题筛选、在线分发、结果统计功能。数据处理软件、试验管理软件运行在后台PC机上，用于存储、处理试验数据并对各设备的工作进行协调，所述系统管理及数据处理软件为基于开源平台自行开发的软件。
[0066] 上述实施例仅用于说明本发明，其中各部分的选型、结构、连接方式等都可以是有变化的，凡是在本发明技术方案的
基础上进行的同等变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。本领域技术人员应当理解，本发明涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也涵盖在不脱离所属发明构思的情况下，由上述技术特征或其同等特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本
申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的
修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以
权利要求的保护范围为准。
