一种车辆横穿场景的校准方法及系统与流程

1.本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆横穿场景的校准方法及系统。


背景技术：

2.在感知融合传感器真值测试或高级驾驶辅助系统(advanced driving assistance system)功能测试中，vru(弱势交通参与者)横穿的测试场景过程中，车辆的摆放角度和行人行驶角度不垂直，特别是车辆的摆放角度或者车辆的角度存在差异的时候，会对真值测试的准确性造成较大的影响，横穿场景的有效性无法保证，数据的准确度难以达到测试标准中的要求。


技术实现要素：

3.本发明主要目的在于提供一种车辆横穿场景的校准方法及系统，能够保证横穿的准确性和精确度，同时还能节约成本。
4.第一方面，本技术提供了一种车辆横穿场景的校准方法，其中该方法包括步骤：
5.获取测试车辆和测试平台的航向角信息；
6.根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差；
7.根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。
8.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据所述测试车辆的航向角与所述测试平台的航向角之间的差值，计算所述测试车辆与所述测试平台的航向角偏差；
9.根据所述航向角偏差，计算所述测试车辆的航向角误差。
10.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，当所述测试平台从测试车辆左侧横穿至右侧时，根据公式：heading
error
＝heading
offset-90
°
，计算所述测试车辆的航向角误差；
11.当所述测试平台从测试车辆右侧横穿至左侧时，根据公式heading
error
＝heading
offset
+90
°
，计算所述测试车辆的航向角误差，其中heading
offset
为航向角偏差。
12.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据公式β＝k
α
α计算测试车辆的质心侧偏角，其中k
α
为稳定性因数，α为方向盘转角；
13.根据公式计算测试车辆的横摆角，其中为测试车辆的横摆角速度积分，yaw
car_i
为测试车辆的横摆角速度，δt为采样周期；
14.根据公式heading
error
＝β+ψ，计算得到所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角
15.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，将计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，进行显示，其中显示内容包括：当前测试车辆方向盘转角、测试平台的方向盘转角
以及当前测试车辆方向盘转角与测试平台的方向盘转角之间的差值。
16.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据测试需求，确定测试车辆与测试平台的碰撞位置，并根据所述碰撞位置，确定测试车辆和测试平台的行驶路线。
17.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据安装在所述车辆上的数据采集设备，获取所述测试车辆航向角信息和所述测试平台的航向角信息。
18.第二方面，本技术提供了一种车辆横穿场景的校准系统，该系统包括：
19.数据采集设备，其用于获取测试车辆和测试平台的航向角信息；
20.计算单元，其用于根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，并根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。
21.结合上述第二方面，作为一种可选的实现方式，所述计算单元，还用于根据所述测试车辆的航向角与所述测试平台的航向角之间的差值，计算所述测试车辆与所述测试平台的航向角偏差；
22.根据所述航向角偏差，计算所述测试车辆的航向角误差。
23.结合上述第二方面，作为一种可选的实现方式，显示器，其用于将计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，进行显示，其中显示内容包括：测试车辆的当前方向盘转角、测试车辆的期望方向盘转角以及测试车辆的当前方向盘转角与期望方向盘转角之间的差值。
24.本技术提供的一种车辆横穿场景的校准方法及系统，其中该方法包括：获取测试车辆和测试平台的航向角信息；根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差；根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。本技术能够保证横穿的准确性和精确度，同时还能节约成本。
25.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
27.图1为本技术实施例中提供的一种车辆横穿场景的校准方法流程图；
28.图2为本技术实施例中提供的一种车辆横穿场景的校准系统示意图。
具体实施方式
29.这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
30.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
31.本技术实施例提供了一种车辆横穿场景的校准方法及系统，能够保证横穿的准确
性和精确度，同时还能节约成本。
32.为达到上述技术效果，本技术的总思路如下：
33.一种车辆横穿场景的校准方法，该方法包括步骤：
34.s101：获取测试车辆和测试平台的航向角信息。
35.s102：根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差。
36.s103：根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。
37.以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。
38.参照图1，图1所示为本发明提供的一种车辆横穿场景的校准方法流程图，如图1所示，该方法包括步骤：
39.步骤s101:获取测试车辆和测试平台的航向角信息。
40.具体而言，根据安装在所述车辆上的数据采集设备获取vru(弱势交通参与者)搭载平台自身的航向角信息，并将自身的航向角信息(heading_vru)通过通信天线发送计算单元，测试车辆通过数据采集设备获取自身的速度信息v_car、航向角信息heading_car、横摆角速度yaw_car，并通过通信天线获取vru搭载平台的航向角信息(heading_vru)，需要说明的是，测试车辆会获取目标的位置及状态信息，即测试车辆中的设备可获取自身的定位和状态信息以及目标物的定位和状态信息。
41.一实施例中，计算单元与数采设备相连接。计算单元通过数采设备读取相关数据(测试车辆和目标各自的定位及状态信息，其中状态信息包括：速度信息，位置信息，经纬度信息，航向角信息)，并通过车身报文读取数据(主要是车轮转角、方向盘转角)，通过公式可以获取汽车质心侧偏角、方向盘转角之间的关系，并由此推算出车辆行驶中应该打出的方向盘转角度数，显示给测试人员，有利于保证横穿测试场景的有效性。
42.可选的，计算单元与测试车辆安装的数采设备相连接，可通过数采设备获取测试车辆和vru搭载平台的速度信息、姿态信息(航向角)以及两者相对距离信息。
43.计算单元与车身报文相连接，读取车辆报文信息(主要是方向盘转角信息)。
44.计算单元与显示器相连接，将计算得到的目标方向盘转角显示在显示器中。
45.步骤s102:根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差。
46.具体而言，根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，通过航向角偏差公式heading
offset
＝heading
car-heading
vru
，计算测试车辆与vru搭载平台的航向角偏差，其中heading
car
测试车辆的航向角，heading
vru
为测试平台的航向角。
47.根据计算的航向角偏差，当测试平台从测试车辆左侧横穿至右侧时，根据公式：heading
error
＝heading
offset-90
°
，计算测试车辆的航向角误差，当测试平台从测试车辆右侧横穿至左侧时，根据公式heading
error
＝heading
offset
+90
°
，计算测试车辆的航向角误差，其中heading
offset
为航向角偏差。
48.一实施例中，根据测试需要，选择两者的碰撞位置，并根据碰撞位置选定vru搭载平台行进路线及车辆行进路线，需要说明的是，不同标准中，对于碰撞位置有不同的要求，50％碰撞是两者正碰(即车辆行驶路线和vru行驶路线交汇处)；25％或75％碰撞是指车辆
左侧计算的百分比位置处。
49.当vru搭载平台和测试车辆的速度稳定。(测试工况中碰撞位置精确，测试工况中有明确的速度要求，再两者到达某个位置前，速度需要保持稳定)，例如：vru搭载平台需要在设定路段匀速行驶，一般vru搭载平台的速度和航向角均固定不变，测试车辆需在碰撞前100m速度达到横向，后续匀速行驶。
50.方便理解举例说明，目标物为行人时，主车静止，目标初始横向距离为6m，纵向距离为15m，以5km/h的速度从主车一侧横穿至另一侧，当目标物为摩托车时，主车静止，目标初始横向距离为22m，纵向距离为30m，以12km/h的速度从主车一侧横穿至另一侧。
51.步骤s103：根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。
52.根据公式β＝k
α
α计算测试车辆的质心侧偏角，其中k
α
为稳定性因数，α为方向盘转角；根据公式计算测试车辆的横摆角，其中为测试车辆的横摆角速度积分，yaw
car_i
为测试车辆的横摆角速度，δt为采样周期，其中需要说明的是，ψ
init
为横摆角初始值，选择ψ
init
＝0，即车辆直行，无横摆角的时刻，可以理解的是，由于车辆车辆直行，无横摆角的时刻，即横摆角初始值为0。
53.根据公式heading
error
＝β+ψ，计算得到所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角需要说明的是，航向角需转换成车辆侧偏角：再通过侧偏角转换成和方向盘转角的关系，航线角等于质心侧偏角和车辆横摆角的总和。
54.一实施例中，根据运动特性建立简化方程：
55.已知量，可通过计算得到：
56.(k
α
已知量)(k
α
为方向盘和质心侧偏角之间的稳定性系数)，其中β为汽车质心侧偏角、α为方向盘转角、v(km/h)为车辆速度、l(m)为轴距、m(kg)为整车质量、r(m)为车轮半径、lf(m)为质心至前轴距、lr(m)为质心至后轴距、kf(n/rad)为前轮侧偏刚度、kr(n/rad)为后轮侧偏刚度、iz(kg
·
m2)为绕z轴转动惯量。汽车质心侧偏角β、方向盘转角α关系β＝k
α
α。
57.方便理解举例说明，车辆航向角公式(heading
error
＝β+ψ)和车辆质心侧偏角公式(β＝k
α
α)需进行公式转换。车辆航向角为：地面坐标系下，车辆质心速度与横轴的夹角，β是车辆质心侧偏角；ψ是车辆横摆角，车辆横摆角是对横摆角速度的积分，即其中δt为采样周期。
58.需要说明的是，根据航向角误差，计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，转换后得
59.一实施例中，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准之后，将计算所得的方向盘转角α，通过计算单元发送给显示器并显示。驾驶员根据提示的方向盘转角α转动方向盘，其中提示内容包括当前测试车辆方向盘转角、测试平台的方向盘转角以及当前测试车辆方向盘转角与测试平台的方向盘转角之间的差值。
60.一实施例中，当heading
error
＝0，且方向盘转角也为0即代表车辆运行正常，不需要在调整。并将该状态信息在显示屏中进行显示，当方向盘转角不是0，即两个目标航向角差不是90℃的时候，需要调整。
61.可以理解的是，本技术提供的一种车辆横穿场景的校准方法及系统能很好的解决在横穿对中场景中的成本高的问题，同时可以保证横穿的准确性和精确度，并且通过航向角＝方向盘转角+车辆横摆角，更加直观的看到二者之间的航向角差距，并通过航向角差距转换成方向盘转角误差，并以此让驾驶员更加直观的来控制车辆对中。
62.参照图2，图2所示为本发明提供的一种车辆横穿场景的校准系统示意图，如图2所示，该系统包括：
63.数据采集设备201：其用于获取测试车辆和测试平台的航向角信息。
64.计算单元202：其用于根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，并根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。
65.进一步地，所述计算单元，还用于根据所述测试车辆的航向角与所述测试平台的航向角之间的差值，计算所述测试车辆与所述测试平台的航向角偏差；
66.根据所述航向角偏差，计算所述测试车辆的航向角误差。
67.进一步地，所述计算单元，还用于当所述测试平台从测试车辆左侧横穿至右侧时，根据公式：heading
error
＝heading
offset-90
°
，计算所述测试车辆的航向角误差；
68.当所述测试平台从测试车辆右侧横穿至左侧时，根据公式heading
error
＝heading
offset
+90
°
，计算所述测试车辆的航向角误差，其中heading
offset
为航向角偏差。
69.进一步地，所述计算单元，还用于根据公式β＝kaα计算测试车辆的质心侧偏角，其中k
α
为稳定性因数，α为方向盘转角；
70.根据公式计算测试车辆的横摆角，其中为测试车辆的横摆角速度积分，yaw
car_i
为测试车辆的横摆角速度，δt为采样周期；
71.根据公式heading
error
＝β+ψ，计算得到所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角
72.进一步地，还包括显示器203，其用于将计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，进行显示，其中显示内容包括：测试车辆的当前方向盘转角、测试车辆的期望方向盘转角以及测试车辆的当前方向盘转角与期望方向盘转角之间的差值。
73.进一步地，还包括确定单元，根据测试需求，确定测试车辆与测试平台的碰撞位置，并根据所述碰撞位置，确定测试车辆和测试平台的行驶路线。
74.可以理解的是，测试车辆状态确认，目标状态确认，惯导等设备状态确认ok，选定测试工况，根据测试需要，选择两者的碰撞位置，并根据碰撞位置选定vru搭载平台行进路线及车辆行进路线，vru搭载平台和测试车辆的速度稳定后，vru搭载平台获取自身的航向
角信息，并将自身的航向角信息(heading
vru
)通过通信天线发送给计算单元，测试车辆获取自身的速度信息v
car
、航向角信息heading
car
、横摆角速度yaw
car
，并通过通信天线获取vru搭载平台的航向角信息(heading
vru
)，计算测试车辆与vru搭载平台的航向角偏差，根据航向角偏差计算车辆的航向角误差，根据航向角误差，计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，将计算所得的方向盘转角α，通过计算单元发送给显示器并显示。驾驶员根据提示的方向盘转角α转动方向盘。
75.综上所述，本技术提供的一种车辆横穿场景的校准方法及系统，其中该方法包括：获取测试车辆和测试平台的航向角信息；根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差；根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。本技术能够保证横穿的准确性和精确度，同时还能节约成本。
76.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种车辆横穿场景的校准方法，其特征在于，包括：获取测试车辆和测试平台的航向角信息；根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差；根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，包括：根据所述测试车辆的航向角与所述测试平台的航向角之间的差值，计算所述测试车辆与所述测试平台的航向角偏差；根据所述航向角偏差，计算所述测试车辆的航向角误差。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述根据所述航向角偏差，计算所述测试车辆的航向角误差，包括：当所述测试平台从测试车辆左侧横穿至右侧时，根据公式：heading
error
＝heading
offset-90
°
，计算所述测试车辆的航向角误差；当所述测试平台从测试车辆右侧横穿至左侧时，根据公式heading
error
＝heading
offset
+90
°
，计算所述测试车辆的航向角误差，其中heading
offset
为航向角偏差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：根据公式β＝k
α
α计算测试车辆的质心侧偏角，其中k
α
为稳定性因数，α为方向盘转角；根据公式计算测试车辆的横摆角，其中为测试车辆的横摆角速度积分，yaw
car_i
为测试车辆的横摆角速度，δt为采样周期；根据公式heading
error
＝β+ψ，计算得到所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准之后，还包括：将计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，进行显示，其中显示内容包括：测试车辆的当前方向盘转角、测试车辆的期望方向盘转角以及测试车辆的当前方向盘转角与期望方向盘转角之间的差值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取测试车辆和测试平台的航向角信息之前，还包括：根据测试需求，确定测试车辆与测试平台的碰撞位置，并根据所述碰撞位置，确定测试车辆和测试平台的行驶路线。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取测试车辆和测试平台的航向角信息，包括：根据安装在所述车辆上的数据采集设备，获取所述测试车辆航向角信息和所述测试平台的航向角信息。8.一种车辆横穿场景的校准系统，其特征在于，包括：
数据采集设备，其用于获取测试车辆和测试平台的航向角信息；计算单元，其用于根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，并根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述计算单元，还用于根据所述测试车辆的航向角与所述测试平台的航向角之间的差值，计算所述测试车辆与所述测试平台的航向角偏差；根据所述航向角偏差，计算所述测试车辆的航向角误差。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：显示器，其用于将计算测试车辆所需的瞬时方向盘转角，进行显示，其中显示内容包括：测试车辆的当前方向盘转角、测试车辆的期望方向盘转角以及测试车辆的当前方向盘转角与期望方向盘转角之间的差值。

技术总结
本发明公开了一种车辆横穿场景的校准方法及系统，其中该方法包括：获取测试车辆和测试平台的航向角信息；根据获取的测试车辆和测试平台的航向角信息，确定所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差；根据所述测试车辆与所述测试平台的航向角误差，计算所述测试车辆所需的瞬时方向盘转角，并进行校准。本申请能够保证横穿的准确性和精确度，同时还能节约成本。本。本。


技术研发人员：张民康 宋官臣 李超 张胤 张鹏程
受保护的技术使用者：襄阳达安汽车检测中心有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/21