[發(fā)明專利]一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)及其應(yīng)用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010985552.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112182748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州星越智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 南京北辰聯(lián)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32350
• 代理人: 陸中丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)，包括通信交互連接的上位機(jī)和底層板卡；上位機(jī)包括軌跡生成模塊，底層板卡包括底層中央處理模塊，底層中央處理模塊基于軌跡生成模塊發(fā)出的車輛運(yùn)動(dòng)軌跡信息實(shí)時(shí)模擬計(jì)算車輛的當(dāng)前運(yùn)行位置；根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行位置計(jì)算輸出GPS仿真信號(hào)和IMU仿真信號(hào)；根據(jù)該GPS仿真信號(hào)的和IMU仿真信號(hào)進(jìn)行車輛的定位運(yùn)算；本發(fā)明完全基于開(kāi)源軟件平臺(tái)進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)得到，應(yīng)用成本低，且打破了國(guó)外技術(shù)壁壘；本發(fā)明還公開(kāi)了一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用方法，提出了針對(duì)不同層級(jí)的仿真環(huán)境測(cè)試場(chǎng)景，明顯加快了定位算法和車輛控制算法的開(kāi)發(fā)節(jié)奏，而且具有通用性和普適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及該仿真測(cè)試系統(tǒng)所采用的應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

自動(dòng)駕駛技術(shù)開(kāi)發(fā)是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其外界感知模塊由毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)、全球定位系統(tǒng)GPS以及慣性導(dǎo)航單元(IMU)等多種傳感器組成，不同的傳感器對(duì)車輛周圍的不同特征進(jìn)行檢測(cè)，不同特征在感知車輛周遭環(huán)境中起到的作用各不相同，由控制系統(tǒng)對(duì)各信息加以整合估計(jì)出當(dāng)前車輛的位置信息，進(jìn)而決定車輛的運(yùn)動(dòng)情況。

其中，GPS因其可以定位出當(dāng)前車輛在地圖中的位置，是最基本的傳感器；但是GPS首先存在定位精度不足的問(wèn)題，誤差范圍為1-10m，并且將采樣頻率設(shè)置在較低頻率范圍，精度和實(shí)時(shí)性都無(wú)法滿足自動(dòng)駕駛的要求，且在道路遮擋環(huán)境中信號(hào)質(zhì)量大打折扣；而慣性導(dǎo)航單元IMU可以獲取車輛瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況(3維空間的加速度，角速度以及地磁角)，并且將采樣頻率設(shè)置在較高頻率范圍，可以作為GPS很好的補(bǔ)充，但是IMU計(jì)算車輛速度和轉(zhuǎn)向信息需要進(jìn)行積分，累計(jì)誤差問(wèn)題嚴(yán)重，隨時(shí)間發(fā)散，而這一問(wèn)題則可由GPS周期性糾正。因此，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)融合算法，將這兩個(gè)傳感器揚(yáng)長(zhǎng)避短，形成可靠的位置估計(jì)算法，是自動(dòng)駕駛技術(shù)的基本功能。

然而，兩個(gè)傳感器由于自身特性，會(huì)不可避免地存在較多的系統(tǒng)誤差，而且自動(dòng)駕駛定位技術(shù)的開(kāi)發(fā)需要針對(duì)不同的地形、地圖進(jìn)行大量的測(cè)試，因而，如果在算法開(kāi)發(fā)初期，直接采用在實(shí)車上直接進(jìn)行定位算法(不引入仿真設(shè)備)的測(cè)試效率非常低，無(wú)法滿足批量測(cè)試的需求。為了解決自動(dòng)駕駛定位技術(shù)的大量測(cè)試應(yīng)用問(wèn)題，目前已有采用硬件在環(huán)的仿真設(shè)備來(lái)開(kāi)展前期算法開(kāi)發(fā)，不僅可以滿足大量場(chǎng)景測(cè)試的需求，同時(shí)可以滿足測(cè)試批量化的需求，對(duì)于縮短開(kāi)發(fā)周期，加快開(kāi)發(fā)節(jié)奏有著重要的作用。

然而，較為成熟的硬件在環(huán)設(shè)備大多基于國(guó)外商用軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，一方面成本較高，另一方面也存在技術(shù)壁壘問(wèn)題，國(guó)內(nèi)目前缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其開(kāi)發(fā)應(yīng)用完全受到國(guó)外制約。

因此，獨(dú)立開(kāi)發(fā)基于開(kāi)源軟件的自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)具有極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)，完全基于開(kāi)源軟件平臺(tái)進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)得到，應(yīng)用成本低，且打破了國(guó)外技術(shù)壁壘。

本發(fā)明的目的還在于提供一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用方法，提出了針對(duì)不同層級(jí)的仿真環(huán)境測(cè)試場(chǎng)景，明顯加快了定位算法和車輛控制算法的開(kāi)發(fā)節(jié)奏，而且用戶搭建的測(cè)試環(huán)境可以貫穿搭載實(shí)車之前的所有測(cè)試階段，具有通用性和普適性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種自動(dòng)駕駛傳感器仿真測(cè)試系統(tǒng)，包括通信交互連接的上位機(jī)和底層板卡；其中，所述上位機(jī)包括用于自動(dòng)駕駛的軌跡生成模塊，所述底層板卡包括底層中央處理模塊，所述底層中央處理模塊基于軌跡生成模塊發(fā)出的車輛運(yùn)動(dòng)軌跡信息實(shí)時(shí)模擬計(jì)算車輛的當(dāng)前運(yùn)行位置；根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行位置計(jì)算輸出GPS仿真信號(hào)和IMU仿真信號(hào)；根據(jù)該GPS仿真信號(hào)的和IMU仿真信號(hào)進(jìn)行車輛的定位運(yùn)算。