朱紅權(quán)

摘 要：隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展以及生活質(zhì)量的不斷提高，在車輛的市場(chǎng)中，對(duì)于車輛的環(huán)保性、安全性等要求也越來(lái)越高。因此，近些年來(lái)不斷出現(xiàn)新型的車輛，其中最重要的一部分發(fā)展就是智能網(wǎng)聯(lián)汽車。本文通過(guò)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的測(cè)試技術(shù)展開分析，期望可以進(jìn)一步的熟悉和了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車 測(cè)試 系統(tǒng)

Research on Testing Technology of Intelligent Connected Vehicles

Zhu Hongquan

Abstract：With the continuous development of automotive technology and the continuous improvement of the quality of life， in the vehicle market， the requirements for environmental protection and safety of vehicles are getting higher and higher. Therefore， in recent years， new types of vehicles have continuously appeared， and the most important part of the development is intelligent networked vehicles. This article analyzes the test technology of intelligent networked vehicles， and hopes to be further familiar with and understand intelligent networked vehicles.

Key words：intelligent connected vehicle， test， system

智能網(wǎng)聯(lián)汽車將現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)融合在其中，其車載中配備了先進(jìn)的控制、執(zhí)行、以及傳感器等眾多裝置，其在復(fù)雜的環(huán)境下能夠擁有智能的感知、控制和決策的各種功能，實(shí)現(xiàn)了車和車、車和人等部分智能信息的替換和共享，能夠在行駛中實(shí)現(xiàn)安全舒適以及高效節(jié)能的體驗(yàn)效果，并最終將實(shí)現(xiàn)能夠取代人類駕駛操作的一種新時(shí)代的車輛。本文在智能聯(lián)網(wǎng)汽車中進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試中最前端的模擬測(cè)試系統(tǒng)和道路測(cè)試中的智能測(cè)試，并簡(jiǎn)要分析通過(guò)聯(lián)網(wǎng)汽車進(jìn)行測(cè)試的某些技術(shù)。

1 仿真測(cè)試

1.1 測(cè)試場(chǎng)景

測(cè)試的場(chǎng)景是進(jìn)行仿真測(cè)試中的必備條件，測(cè)試場(chǎng)景的重要先決就是確定場(chǎng)景中的構(gòu)架。通過(guò)分析測(cè)試場(chǎng)景中的構(gòu)架看出其構(gòu)成有三部分，交通流、道路擴(kuò)撲和動(dòng)態(tài)情境。從三維構(gòu)架的角度來(lái)分析測(cè)試場(chǎng)景，駕駛情景以及行駛場(chǎng)合是組合在測(cè)試場(chǎng)景中的，在變化的天氣中，它在不同的行駛條件中，比如鄉(xiāng)村、高架等等以及行駛?cè)蝿?wù)和速度多組成。測(cè)試的場(chǎng)景可以通過(guò)特定的數(shù)值和機(jī)器的精度來(lái)描述，其具備一致性。為了將傳統(tǒng)測(cè)試中建造場(chǎng)景的方式所具有的適應(yīng)條件差、場(chǎng)景的數(shù)量以及效率低等許多問(wèn)題進(jìn)行有效解決，構(gòu)建出符合我國(guó)現(xiàn)實(shí)情況的相關(guān)測(cè)試場(chǎng)景，就可以通過(guò)以下幾方面來(lái)著手，第一個(gè)是可以從安全駕駛相關(guān)方面根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)中的汽車考試來(lái)搭建測(cè)試場(chǎng)景，第二個(gè)是可以從法律以及制度等相關(guān)方面根據(jù)交通中違法的事故情景來(lái)搭建測(cè)試場(chǎng)景[1]，第三是可以從基礎(chǔ)道路中的天氣以及環(huán)境等相關(guān)方面根據(jù)道路中的情景來(lái)搭建測(cè)試場(chǎng)景。目前情況下，建設(shè)測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)非常重要，而統(tǒng)一數(shù)據(jù)的格式以及標(biāo)準(zhǔn)是首要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。隨后就是將場(chǎng)景庫(kù)當(dāng)中數(shù)據(jù)的來(lái)源進(jìn)行豐富，比如事故場(chǎng)景、自然駕駛以及行駛模擬器等相關(guān)的許多場(chǎng)景，構(gòu)建的場(chǎng)景庫(kù)能夠給智能網(wǎng)聯(lián)汽車中相關(guān)的創(chuàng)新以及測(cè)試帶來(lái)堅(jiān)實(shí)的后備支撐。

1.2 軟件在環(huán)

系統(tǒng)代碼的級(jí)別中展開的功能性測(cè)試指的就是軟件在環(huán)，測(cè)試場(chǎng)景中通過(guò)大量的進(jìn)行輸入，能夠快速有效的將自動(dòng)駕駛體系中的環(huán)境感知以及決策控制等相關(guān)的算法驗(yàn)證出來(lái)?！癡”模型通常用于現(xiàn)有系統(tǒng)的開發(fā)中，由于軟件在環(huán)的測(cè)試中具有成本低、易于改正以及效率高的特點(diǎn)，因此一般將軟件在環(huán)應(yīng)用于早期以及中期的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)之中。

1.3 硬件在環(huán)

硬件在環(huán)指的就是將控制系統(tǒng)中的硬件當(dāng)作要測(cè)試的對(duì)象，并在控制系統(tǒng)中輸入環(huán)境模擬信息。硬件在環(huán)技術(shù)的最初使用是在傳統(tǒng)控制車輛的控制器中，例如EMS以及ESC相關(guān)控制系統(tǒng)等。傳統(tǒng)車輛當(dāng)中的控制器測(cè)試與自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)以及高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)中的控制器相比不需要更多的運(yùn)行條件，同時(shí)傳統(tǒng)車輛中的控制器也不需要參與到實(shí)際的交通環(huán)境中，虛擬環(huán)境是整個(gè)自動(dòng)駕駛測(cè)試的基礎(chǔ)以及整個(gè)測(cè)試過(guò)程。傳感器在軟件中擁有激光雷達(dá)，諸如毫米波雷達(dá)和攝像機(jī)之類的模型，這些模型可以在實(shí)際控制器中模擬真實(shí)傳感器。

另外，軟件中有許多如汽車、行人、街道等比較多見(jiàn)的交通要素，這些交通要素可以基于虛擬環(huán)境模擬實(shí)際交通環(huán)境，將其轉(zhuǎn)換為虛擬目標(biāo)并通過(guò)傳感器模型傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，該傳感器模型用于測(cè)試控制系統(tǒng)的控制功能。攝像頭在環(huán)的測(cè)試系統(tǒng)一般應(yīng)用比較多，一般在測(cè)試時(shí)通過(guò)攝像頭盯著屏幕的方法來(lái)測(cè)試，其優(yōu)點(diǎn)就是具有快速以及可重復(fù)性，這種方法也具有一定的缺點(diǎn)，那就是與真實(shí)環(huán)境的對(duì)比中屏幕所映現(xiàn)出的環(huán)境還存在一定的誤差。因此，在測(cè)試中，可以通過(guò)注入視頻流和目標(biāo)信號(hào)來(lái)解決此問(wèn)題。基于雷達(dá)的相關(guān)控制系統(tǒng)，可以使用雷達(dá)目標(biāo)的模擬器來(lái)對(duì)虛擬的測(cè)試目標(biāo)進(jìn)行模擬。當(dāng)前為止，仿真目標(biāo)前后只有區(qū)區(qū)四個(gè)左右的數(shù)量。單一的傳感器對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)的相關(guān)需求已經(jīng)不再能夠被滿足，并且需要將多個(gè)傳感器進(jìn)行融合才能夠獲得環(huán)境的信息。目前攝像頭以及毫米波雷達(dá)是經(jīng)常使用的方法，將多個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)信號(hào)與目標(biāo)的同步是這種方法當(dāng)中最主要的問(wèn)題。目前的方案中使用比較多的是將虛擬場(chǎng)景傳遞到雷達(dá)目標(biāo)模擬器時(shí)，攝像機(jī)看著屏幕通過(guò)這種方式來(lái)對(duì)每個(gè)傳感器中時(shí)間同步的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行有效解決。

1.4 車輛在環(huán)

車輛在環(huán)由仿真軟件以及實(shí)時(shí)的仿真機(jī)來(lái)對(duì)軟件中模擬的道路、傳感器的相關(guān)信息以及交通道路上的場(chǎng)景來(lái)對(duì)整套系統(tǒng)構(gòu)建測(cè)試的方法，這個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)F(xiàn)實(shí)當(dāng)中的車輛數(shù)據(jù)為測(cè)試的車輛提供很多真實(shí)性的借鑒。目標(biāo)信號(hào)按照不同的注入方式來(lái)進(jìn)行區(qū)分，仿真測(cè)試當(dāng)中有三個(gè)類型的目標(biāo)進(jìn)行主要注入，傳感器原始信號(hào)注入和傳感器處于回路中?？刂破鳟?dāng)中的控制層直接被目標(biāo)信號(hào)輸入進(jìn)去，這種方法就是目標(biāo)注入，以便能夠施行系統(tǒng)中展開控制策略的方面。傳感器信號(hào)注入當(dāng)中最初的方式就是在傳感器中直接將傳感器所探測(cè)到的相關(guān)信號(hào)輸入進(jìn)去，然后將目標(biāo)識(shí)別的相關(guān)功能在系統(tǒng)控制當(dāng)中實(shí)施。比如攝像機(jī)，回路中的傳感器通過(guò)注視屏幕的相關(guān)方式，來(lái)對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行的主要傳感器對(duì)周圍環(huán)境的感知，識(shí)別的目標(biāo)以及功能性的控制。主要對(duì)于目前的系統(tǒng)等其他相關(guān)的工作系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

2 預(yù)期功能安全

當(dāng)車輛沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)，預(yù)期功能安全就會(huì)因?yàn)閳?zhí)行的系統(tǒng)以及環(huán)境感知不相符而導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)，預(yù)期的功能安全可能會(huì)由以下情況而產(chǎn)生，首先由于天氣以及道路環(huán)境當(dāng)中的因素引起自動(dòng)駕駛中的系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確的完成決策、感知以及相關(guān)控制，其次是由于不具備完善的測(cè)試系統(tǒng)，致使自動(dòng)駕駛中的系統(tǒng)無(wú)法對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行有效的識(shí)別，以及自動(dòng)駕駛的相關(guān)系統(tǒng)中不合理的功能性設(shè)計(jì)，從而產(chǎn)生了錯(cuò)誤的決策，然后還包括網(wǎng)聯(lián)通信中負(fù)責(zé)傳輸信息的語(yǔ)境錯(cuò)誤，使通信在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中發(fā)生錯(cuò)誤[3]，最后是自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)中負(fù)責(zé)相應(yīng)執(zhí)行系統(tǒng)的能力欠缺，從而致使運(yùn)動(dòng)控制缺乏準(zhǔn)確性。因此為了在使用智能網(wǎng)聯(lián)汽車時(shí)保障其安全性，應(yīng)當(dāng)建立具有相關(guān)保障機(jī)制的智能網(wǎng)聯(lián)汽車。

3 智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試技術(shù)分析

3.1 弱勢(shì)交通的參與測(cè)試

當(dāng)車輛在道路當(dāng)中正常的行駛，一旦碰到行人或者駕駛車輛時(shí)，就會(huì)通過(guò)按喇叭、減緩車輛行進(jìn)和及時(shí)剎車等行為方式來(lái)進(jìn)行解決，車輛在道路正常行駛當(dāng)中面對(duì)即將發(fā)生的碰撞立即發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警，這一點(diǎn)符合測(cè)試所需達(dá)到的要求。

3.2 前方車輛緊急停車測(cè)試

車輛在車道當(dāng)中正常行駛時(shí)，即將與在同一車道中的前方車輛發(fā)生碰撞，此車車輛為避免追尾減緩了車輛行駛的速度并且轉(zhuǎn)變到另一個(gè)車道中。這個(gè)測(cè)試主要是對(duì)于車輛在面臨即將發(fā)生追尾事故時(shí)所做出的危險(xiǎn)預(yù)警的測(cè)試。

3.3 車路信息交互測(cè)試

HV在道路正常的行駛當(dāng)中，對(duì)V2I技術(shù)進(jìn)行思考，可以與RSU路測(cè)標(biāo)牌相互通信，從而能夠清晰的將前方道路檢測(cè)出來(lái)。在經(jīng)過(guò)彎道等地方時(shí)，需根據(jù)實(shí)際當(dāng)中所測(cè)試的真實(shí)結(jié)果，幫助測(cè)試的車輛做出正確的應(yīng)對(duì)方案，以便能夠使車輛歲所需的交通信息及時(shí)的預(yù)知，使車輛的通行具備安全的保障。見(jiàn)圖1所示。

3.4 紅綠燈自動(dòng)識(shí)別與無(wú)人車速度調(diào)控測(cè)試

當(dāng)無(wú)人駕駛車輛RH即將位于信號(hào)燈控制路口時(shí)，根據(jù)視覺(jué)傳感器對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，然后結(jié)合車身位置和行駛狀態(tài)信息，使其符合交通信號(hào)燈規(guī)則并通過(guò)信號(hào)燈路口，在信號(hào)燈路口的地方安全的通過(guò)，其次，當(dāng)無(wú)人駕駛汽車RH遠(yuǎn)離交通信號(hào)燈時(shí)，由于采用了V2X技術(shù)，接收到的前部交通信號(hào)燈將根據(jù)剩余的紅色信號(hào)燈和自身的車速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到車速能夠自主的調(diào)整，使車輛可以通過(guò)交通信號(hào)燈停車線而不會(huì)停車。通過(guò)這兩種測(cè)試方法，可以保證無(wú)人駕駛汽車RH在實(shí)際對(duì)應(yīng)路口的通行效率和通行能力，并在一定程度上改善了路口的交通擁堵。

3.5 交叉路口碰撞預(yù)警測(cè)試

遇到?jīng)]有交通信號(hào)燈的十字路口或T形道路時(shí)，當(dāng)RH開始直線行駛時(shí)，RV-1從左側(cè)直接轉(zhuǎn)到交叉路口，因?yàn)榻徊媛房诘腞V-2可以可以擋住RH的視線，在RH啟動(dòng)并即將到達(dá)路口時(shí)，此時(shí)就需要檢測(cè)ICW會(huì)不會(huì)對(duì)RH駕駛員發(fā)出預(yù)警，將可能會(huì)與RV-1發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)搶先一步提示。等RV-1行駛過(guò)路口以后，還需要檢測(cè)HV駕駛員直行是否需要提醒。

4 總結(jié)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車是實(shí)現(xiàn)能夠取代人類駕駛操作的一種新時(shí)代的車輛?？偟膩?lái)說(shuō)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車首當(dāng)其沖是我國(guó)汽車行業(yè)在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中必須優(yōu)先考慮的，當(dāng)技術(shù)在時(shí)代中不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪械慕煌ê统鲂幸欢〞?huì)因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展產(chǎn)出的智能網(wǎng)聯(lián)汽車而得到極大的改善與影響，這也是今后需要我們持續(xù)關(guān)注和研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

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