[發明專利]一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺及方法

有效

• 申請號: 201810796590.1
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109187041B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 張子輝;李研強;王建強;許慶
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所;清華大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺，其特征是，用于自動駕駛測試場的無人測試車平臺包括無人駕駛底盤和伸縮裝置，所述伸縮裝置通過伸縮變形改變車體的大小，并搭配不同的快速組裝仿真外殼，實現模擬不同的車型和車輛；

所述底盤上還安裝有反饋控制系統，所述反饋控制系統包括中心控制裝置，所述中心控制裝置分別連接至電動機、制動裝置及轉向裝置，所述中心控制裝置還連接至車輛傳感器測量單元，通過車輛傳感器測量單元獲得車輛的運動狀態實現對測試車的各種操作行為進行決策和控制；

所述伸縮裝置包括安裝在底盤中部的主支撐架，所述主支撐架沿車身方向相對的兩側分別橫向安裝有伸縮套筒，分別為第一伸縮套筒及第二伸縮套筒，所述第一伸縮套筒及第二伸縮套筒分別垂直安裝有兩個伸縮套筒；

所述伸縮套筒內均安裝有伸縮臂，每個伸縮臂伸出伸縮套筒的一端安裝有防撞彈簧，防撞彈簧連接至連接卡槽，連接卡槽上均設置有防撞條，連接卡槽用于與快速組裝仿真外殼連接。

2.如權利要求1所述的一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺，其特征是，所述主支撐架上還安裝有升降臺，用于在車輛外形變換時升高增加車輛高度或降低減少車輛高度，以模擬不同高度的車輛。

3.如權利要求1所述的一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺，其特征是，所述反饋控制系統還包括與中心控制裝置相連的動力電池組、輔助系統，所述電動機通過傳動裝置連接至汽車的驅動軸。

4.如權利要求3所述的一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺，其特征是，所述中心控制裝置包括控制器，所述控制器分別連接至傳感器空氣開關、逆變器、GPS導航設備、工控機、LTE交換機、路由器、IMU慣性測量單元、穩壓電源；

所述車輛傳感器測量單元包括安裝在升降臺上的激光雷達及攝像頭、安裝在車輛底盤前端及后端的毫米波雷達、安裝在伸縮裝置下的輪速傳感器、安裝在底盤上的GPS導航及IMU慣性測量單元；

所述中心控制裝置與控制中心通信，無人測試車中心控制裝置既可以接收控制中心的指引，通過遠程控制使其在場地內按照預定軌跡移動，以實現對目標車輛的測試，還可以通過自身車輛傳感器測量單元具有部分環境感知能力。

5.如權利要求1所述的一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺，其特征是，所述反饋控制系統建立整車系統的動力學模型和運動學模型，使用動力學模型建立目標函數，使用一種改進的粒子群算法對目標函數進行優化，獲得路徑追蹤所需要的精確速度控制和轉向控制，從而實現測試車平臺對四個車輪運動軌跡的精確控制和各個方向的自由轉向。

6.基于權利要求1-5任一項所述的一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺的工作方法，其特征是，包括：

選擇要變形的車型，確定目標車型的尺寸并選擇相應的仿真外殼；

根據目標車型的尺寸對伸縮臂進行伸縮，并將升降臺升到相應的高度，將仿真外殼與車身的連接卡槽連接，組成完整的車輛外形；

控制中心通過建立車輛運動曲線來獲取車輪力控制的運動學和動力學模型，并通過算法優化驅動力和轉向角，確定測試車驅動和轉向的精確路徑跟蹤，實現對四個車輪運動軌跡的精確控制和各個方向的自由轉向；

所述測試車在全局路徑規劃的過程中，如果在周圍感知到被測車輛，則向控制中心發送要求，開啟自主決策；

控制中心根據各輛測試車的當前位置決定自主決策的優先級，每次測試只開啟一輛測試車的自主決策；

測試車根據測試要求從決策庫中選擇合適的決策動作，并根據環境感知數據進行修正；

測試車做出決策動作后記錄被測車輛目標的反應，并將測試數據發送給控制中心；

被測車輛做出反應或滿足一定的條件后，測試車的自主決策結束，繼續根據全局路徑規劃行駛，如果自主決策過程中發生意外情況，控制中心停止所有車輛動作，排除危險后重新測試。

7.如權利要求6所述的一種用于自動駕駛測試的無人車通用平臺的工作方法，其特征是，所述控制中心根據測試需求自動生成測試方案和測試場景集合，從中隨機選擇一個測試場景進行測試；

測試開始，根據測試場景對多臺測試設備進行全局路徑規劃，并通過車載單元將全局路徑傳輸給測試車和被測車輛；

測試車和被測車輛根據全局路徑規劃進行行駛，并形成給定的測試場景

測試車與被測車輛的距離滿足一定的條件時，根據測試要求進行自主決策，并采集被測車輛的反應數據；

測試車與被測車輛將測試過程中各種數據傳送給控制中心；

測試車與被測車輛編隊行駛完全局路徑，一次測試結束，如果中途出現意外情況，控制中心可以立即停止所有車輛動作，排除危險后重新開始測試。