本發(fā)明涉及汽車智能駕駛測試，具體為一種考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車智能化和自動(dòng)駕駛技術(shù)的快速發(fā)展，車道保持輔助(lka)功能已成為提升駕駛安全性的重要技術(shù)之一，lka功能通過車載傳感器實(shí)時(shí)感知車輛行駛軌跡和道路標(biāo)線信息，并結(jié)合橫向控制系統(tǒng)，輔助駕駛員保持車輛在車道內(nèi)安全行駛，近年來，隨著車輛電子控制單元(ecu)性能的提升和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，lka功能的精度與響應(yīng)能力顯著提高，然而，為了滿足人機(jī)交互需求，在lka功能開發(fā)過程中，針對駕駛員與車輛系統(tǒng)交互的仿真測試技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注，傳統(tǒng)測試手段主要通過道路試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，存在成本高、周期長、安全性低的問題，因此，仿真測試技術(shù)成為驗(yàn)證lka功能和優(yōu)化人機(jī)交互體驗(yàn)的重要手段。

2、盡管現(xiàn)有的lka功能仿真測試技術(shù)已初步實(shí)現(xiàn)了對車輛動(dòng)力學(xué)模型、傳感器數(shù)據(jù)以及控制算法的模擬，但仍存在諸多不足之處，現(xiàn)有技術(shù)中仿真系統(tǒng)大多基于靜態(tài)模型構(gòu)建，難以充分模擬復(fù)雜道路環(huán)境和動(dòng)態(tài)交互場景，尤其是在車輛橫向控制和駕駛員手力反饋的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性方面存在明顯不足，在傳感器模型配置與場景圖像生成過程中，傳統(tǒng)的圖形工作站輸出數(shù)據(jù)與待測控制器的集成性較差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲較高，無法滿足高精度測試要求，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)現(xiàn)真實(shí)駕駛員手力反饋的過程中缺乏精確的伺服控制機(jī)制，方向盤手力矩的傳遞不夠真實(shí)，無法有效復(fù)現(xiàn)人機(jī)交互的復(fù)雜動(dòng)態(tài)行為，這些問題嚴(yán)重影響了lka功能的仿真測試效果，難以全面評(píng)估系統(tǒng)性能并優(yōu)化人機(jī)交互體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的lka功能仿真測試技術(shù)存在動(dòng)態(tài)交互仿真能力不足，傳感器模型與待測控制器數(shù)據(jù)集成性差，方向盤手力反饋的復(fù)現(xiàn)精度低，以及如何實(shí)現(xiàn)高效仿真測試與真實(shí)人機(jī)交互融合的問題。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法，包括基于上位機(jī)系統(tǒng)建立仿真模型，使用下位機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行仿真模型；通過圖形工作站進(jìn)行場景仿真以及傳感器模型的配置，在視頻注入系統(tǒng)中接收圖形工作站輸出的場景圖像數(shù)據(jù)并發(fā)送至待測控制器；利用真實(shí)的eps臺(tái)架執(zhí)行橫向控制相關(guān)指令，并將方向盤手力反饋至駕駛模擬艙內(nèi)的伺服控制系統(tǒng)，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將復(fù)現(xiàn)的手力矩傳遞至真實(shí)駕駛員。

4、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述上位機(jī)系統(tǒng)包括使用windows系統(tǒng)，運(yùn)行車輛動(dòng)力學(xué)軟件，simulink軟件和實(shí)驗(yàn)管理軟件，車輛動(dòng)力學(xué)軟件用于被控車輛模型建模，simulink軟件用于車輛can總線模型建模和伺服電機(jī)控制模型，實(shí)驗(yàn)管理軟件用于創(chuàng)建閉環(huán)仿真工程和監(jiān)控仿真運(yùn)行過程，通過創(chuàng)建閉環(huán)仿真工程完成各仿真模型及仿真板卡集成，上位機(jī)與下位機(jī)和圖形工作站通過局域網(wǎng)相連，上位機(jī)通過局域網(wǎng)將仿真模型下載至下位機(jī)運(yùn)行，上位機(jī)通過局域網(wǎng)向圖形工作站內(nèi)的場景仿真軟件發(fā)生觸發(fā)信號(hào)，控制場景仿真的運(yùn)行。

5、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述下位機(jī)系統(tǒng)包括使用linux-rt系統(tǒng)運(yùn)行各仿真模型，下位機(jī)通過局域網(wǎng)與上位機(jī)相連，接收上位機(jī)發(fā)送的仿真指令，并回傳仿真過程參數(shù)至上位機(jī)，用于監(jiān)控仿真過程，下位機(jī)與圖形工作站通過局域網(wǎng)相連，用于向圖形工作站內(nèi)的場景軟件傳送仿真車輛的位置姿態(tài)信息，場景軟件渲染仿真車輛的位置姿態(tài)。

6、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述圖形工作站包括使用linux系統(tǒng)運(yùn)行交通場景仿真軟件，通過道路設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)道路邏輯建模、障礙物和交通標(biāo)志的添加模擬靜態(tài)交通場景，通過場景設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)交通車、行人以及騎行者的添加，并設(shè)置觸發(fā)信號(hào)控制交通行為以模擬動(dòng)態(tài)交通場景，通過配置相機(jī)模型實(shí)現(xiàn)對相機(jī)探測范圍內(nèi)交通目標(biāo)的感知，并輸出場景圖像數(shù)據(jù)至視頻注入系統(tǒng)，圖形工作站與上位機(jī)和下位機(jī)通過局域網(wǎng)連接，接收上位機(jī)的觸發(fā)信號(hào)，控制場景仿真的運(yùn)行，接收下位機(jī)傳輸?shù)姆抡孳囕v位置姿態(tài)信息，渲染場景軟件內(nèi)仿真車輛的位置姿態(tài)。

7、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述視頻注入系統(tǒng)包括視頻注入板卡，視頻注入板卡通過hdmi與圖形工作站連接，接收圖形工作站輸出的場景仿真原始視頻數(shù)據(jù)，將視頻數(shù)據(jù)按傳輸協(xié)議進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，注入給待測控制器圖像處理芯片，進(jìn)行攝像頭傳感器的模擬。

8、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述eps臺(tái)架包括方向盤模擬電機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向管柱、負(fù)載模擬電機(jī)和聯(lián)軸器，方向盤模擬電機(jī)為伺服電機(jī)，用于模擬駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤動(dòng)作，負(fù)載模擬電機(jī)為伺服電機(jī)，用于模擬轉(zhuǎn)向阻力矩，方向盤模擬電機(jī)、轉(zhuǎn)向管柱和負(fù)載模擬電機(jī)通過聯(lián)軸器依次相連，兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器分別安裝在方向盤模擬電機(jī)和轉(zhuǎn)向管柱及轉(zhuǎn)向管柱和負(fù)載模擬電機(jī)之間，用于測量方向盤端和負(fù)載端轉(zhuǎn)向力矩，轉(zhuǎn)向管柱上的eps控制器接收lka系統(tǒng)發(fā)出的轉(zhuǎn)向指令，控制助力電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)lka系統(tǒng)對車輛的橫向控制。

9、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述駕駛模擬艙包括艙體、機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置和伺服控制系統(tǒng)，艙體由實(shí)車改制而成，為駕駛員提供操作空間，機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置固定在艙體內(nèi)部，由方向盤和轉(zhuǎn)向軸組成，駕駛員可通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服控制系統(tǒng)由一臺(tái)伺服電機(jī)組成，接收eps臺(tái)架輸出的方向盤力矩，方向盤力矩通過伺服電機(jī)復(fù)現(xiàn)，力矩方向與駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤方向相反，進(jìn)行方向盤手力的模擬。

10、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試系統(tǒng)，其能通過圖形工作站進(jìn)行場景仿真以及傳感器模型的配置，在視頻注入系統(tǒng)中接收圖形工作站輸出的場景圖像數(shù)據(jù)并發(fā)送至待測控制器，解決了目前的場景仿真與傳感器數(shù)據(jù)生成技術(shù)含有實(shí)時(shí)性不足和集成度較低的問題。

11、作為本發(fā)明所述的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：包括仿真建模運(yùn)行模塊，場景模擬傳輸模塊，反饋執(zhí)行模塊。

12、所述仿真建模運(yùn)行模塊用于基于上機(jī)位系統(tǒng)建立仿真模型，使用下機(jī)位系統(tǒng)運(yùn)行仿真模型；所述場景模擬傳輸模塊用于通過圖形工作站進(jìn)行場景仿真以及傳感器模型的配置，在視頻注入系統(tǒng)中接收圖形工作站輸出的場景圖像數(shù)據(jù)并發(fā)送至待測控制器；所述反饋執(zhí)行模塊用于利用真實(shí)的eps臺(tái)架執(zhí)行橫向控制相關(guān)指令，并將方向盤手力反饋至駕駛模擬艙內(nèi)的伺服控制系統(tǒng)，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將復(fù)現(xiàn)的手力矩傳遞至真實(shí)駕駛員。

13、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序是實(shí)現(xiàn)考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的步驟。

14、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法的步驟。

15、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的考慮人機(jī)交互的lka功能仿真測試方法基于上位機(jī)系統(tǒng)建立仿真模型，使用下位機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行仿真模型，通過上位機(jī)與下位機(jī)的協(xié)同運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了仿真模型的動(dòng)態(tài)下載與高效運(yùn)行，克服了傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)中模型構(gòu)建效率低和實(shí)時(shí)性不足的問題，下位機(jī)實(shí)時(shí)傳輸仿真參數(shù)至圖形工作站，確保仿真車輛在場景中的姿態(tài)準(zhǔn)確同步，從而為lka系統(tǒng)的精確測試奠定了基礎(chǔ)，通過圖形工作站進(jìn)行場景仿真以及傳感器模型的配置，在視頻注入系統(tǒng)中接收圖形工作站輸出的場景圖像數(shù)據(jù)并發(fā)送至待測控制器，解決了傳統(tǒng)仿真測試中環(huán)境感知精度不足的問題，數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)議轉(zhuǎn)換的高效性保障了圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，滿足了待測控制器對傳感器數(shù)據(jù)高時(shí)效性的要求，從而提升了lka功能測試的真實(shí)性與可靠性，利用真實(shí)的eps臺(tái)架執(zhí)行橫向控制相關(guān)指令，并將方向盤手力反饋至駕駛模擬艙內(nèi)的伺服控制系統(tǒng)，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將復(fù)現(xiàn)的手力矩傳遞至真實(shí)駕駛員，構(gòu)建了完整的橫向控制閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對lka功能的高精度驗(yàn)證，并為人機(jī)交互優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持，本發(fā)明在仿真模型的動(dòng)態(tài)構(gòu)建與高效運(yùn)行、環(huán)境感知數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與真實(shí)性以及人機(jī)交互的精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)與可靠驗(yàn)證方面都取得更加良好的效果。