基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

论文摘要

整车在环仿真测试方法可以安全、高效地验证复杂环境和极端工况等场景下自动驾驶汽车性能的有效性,基于此研发一种基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台,该平台由前轴可旋转式转鼓试验台、试验台测控子系统、虚拟场景自动生成子系统、虚拟传感器模拟子系统、驾驶模拟器、自动驾驶汽车和测试结果自动分析评价子系统组成。通过在试验台滚筒上独立加载转矩模拟车辆行驶阻力,可动态模拟不同的路面附着系数,同时利用坡度、侧倾和转向随动机构可模拟车辆俯仰角、侧倾角和航向角3个自由度;采用虚拟现实技术柔性集成车辆动力学模型、传感器仿真、复杂道路交通环境及测试用例仿真,模拟多种道路交通场景,并通过传感器仿真及数据融合等技术快速测试自动驾驶汽车智能感知与行为决策等性能指标。将自动驾驶汽车、虚拟仿真场景和试验台耦合构建一个闭环系统,完成了多项关键技术研发,包括:多自由度高动态试验台结构设计、虚拟测试场景自动重构方法和传感器数据模拟及注入方法,可满足在各种场景下测试自动驾驶汽车整车性能的需求。此外,为验证快速测试平台的有效性,以U-turn轨迹跟踪控制为研究实例,基于简化的车辆运动学模型和模型预测控制算法,在平台上搭建U-turn场景并对自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制算法性能进行大量测试。结果表明:自动驾驶汽车室内快速测试平台可以真实地模拟汽车在道路上的运行工况,自动驾驶汽车在虚拟场景中的轨迹跟踪效果良好,与参考轨迹的偏差小于8%,证明了该测试平台检测方法的有效性。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 测试平台系统结构及工作原理
  •   1.1 测试平台硬件结构
  •     (1) 前轴可旋转式转鼓试验台
  •     (2) 试验台测控子系统
  •     (3) 虚拟场景自动生成子系统
  •     (4) 虚拟传感器模拟子系统
  •     (5) 汽车驾驶模拟器
  •     (6) 自动驾驶汽车
  •     (7) 测试结果自动分析评价子系统
  •   1.2 测试平台软件功能及系统特性
  •     1.2.1 软件基本功能
  •     1.2.2 系统特性
  •   1.3 系统测试原理
  • 2 系统关键技术
  •   2.1 多自由度高动态试验台结构设计
  •     2.1.1 三自由度模拟系统
  •     2.1.2 车轮转向随动系统
  •     2.1.3 车辆平动惯量模拟方法
  •   2.2 虚拟测试场景自动重构方法
  •     2.2.1 场景的定义
  •     2.2.2 场景要素种类
  •     2.2.3 虚拟测试场景需求分析
  •       (1) 基于道路交通场景的测试需求
  •       (2) 基于交通事故与违法场景的测试需求
  •       (3) 基于安全驾驶通行规则的测试需求
  •     2.2.4 影响因素分析及方法设计
  •   2.3 传感器数据模拟及注入方法
  • 3 基于U-turn场景的自动驾驶汽车测试实例及分析
  •   3.1 车辆运动学模型
  •   3.2 基于MPC的轨迹跟踪算法
  •   3.3 目标函数设计
  •   3.4 U-turn场景无人车轨迹跟踪测试数据分析
  • 4 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 赵祥模,承靖钧,徐志刚,王文威,王润民,王冠群,朱宇,汪贵平,周豫,陈南峰

    关键词: 汽车工程,自动驾驶室内快速测试平台,整车在环仿真,自动驾驶汽车,台架检测

    来源: 中国公路学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 汽车工业

    单位: 长安大学信息工程学院,长安大学电子与控制工程学院,石家庄华燕交通科技有限公司

    基金: 国家重点研发计划项目(2018YFB0105104),中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102249501),陕西省重点研发计划项目(2018ZDCXL-GY-05-02,S2018-YF-ZDGY-0300)

    分类号: U467.52

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.06.013

    页码: 124-136

    总页数: 13

    文件大小: 2512K

    下载量: 806

    相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台
    下载Doc文档

    猜你喜欢