基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法和系统与流程

1.本发明涉及仿真领域，尤其涉及一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法和系统。


背景技术：

2.由于单车智能实现自动驾驶存在投入大、成本高、基础设施不健全、受环境影响大等问题，因此单车智能逐渐走向瓶颈期，基于此，车联网产业化进程逐步加快，通过将单车智能融合c-v2x（cellular-vehicle to everything，蜂窝车联网）等技术实现基于车路协同的自动驾驶是未来的发展趋势。但目前关于单车智能和v2x（vehicle to everything，车对外界的信息交换）技术融合后的新应用功能探索研究比较少并且缺乏良好研究、验证环境及相关探索工具。虽然已有国内建成的车联网先导区可以开展融合协同控制功能验证，但融合功能研究探索实施起来还不是很便捷，场景复现性差。
3.此外，在车联网通信过程中，车内网一直被视为一种绝对安全的闭式网络，一旦存在外部非法网络或设备接入，将会引入重大的信息安全问题，严重威胁到车联网通信的机密性以及驾驶员的生命安全。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法和系统，能够在满足测试场景需求的基础上，简单便捷地对单车智能和v2x技术的融合系统控制功能进行测试，同时通过引入安全层信息，能够保证测试过程中所获取到的信息安全可靠。
6.本技术实施例提供了一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法，所述方法由基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统执行，所述基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统包括场景仿真模块、自动驾驶仿真模块、安全层协议栈、车对外界的信息交换仿真模块、被测融合功能控制器、功能评价模块以及实时机，所述方法包括：利用所述场景仿真模块构建测试用仿真交通场景；在测试前，所述自动驾驶仿真模块将主车仿真模型部署到所述实时机上，以使所述主车仿真模型在测试用仿真交通场景中显示；在测试时，所述自动驾驶仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车车载传感器信息，并将所述主车车载传感器信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述安全层协议栈基于当前仿真场景，从安全证书认证平台上实时获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，并将所述安全证书信息发送给所述车对外界的信息交换仿真模块；所述车对外界的信息交换仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、
远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述被测融合功能控制器基于所述主车车载传感器信息、所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息进行融合分析，生成主车控制指令；所述功能评价模块获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价。
7.本技术实施例提供了一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统，用于执行如上所述的基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法，包括场景仿真模块，与所述场景仿真模块连接的自动驾驶仿真模块和车对外界的信息交换仿真模块，与所述车对外界的信息交换仿真模块连接的安全层协议栈，与所述场景仿真模块、所述自动驾驶仿真模块和所述车对外界的信息交换仿真模块连接的实时机，与所述实时机连接的被测融合功能控制器，以及与所述被测融合功能控制器和所述场景仿真模块连接的功能评价模块，其中：所述场景仿真模块用于构建测试用仿真交通场景；在测试前，所述自动驾驶仿真模块用于将主车仿真模型部署到所述实时机上，以使所述主车仿真模型在测试用仿真交通场景中显示；在测试时，所述自动驾驶仿真模块用于基于当前仿真交通场景，获取主车车载传感器信息，并将所述主车车载传感器信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述安全层协议栈用于基于当前仿真场景，从安全证书认证平台上实时获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，并将所述安全证书信息发送给所述车对外界的信息交换仿真模块；所述车对外界的信息交换仿真模块用于基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述被测融合功能控制器用于基于所述主车车载传感器信息、所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息进行融合分析，生成主车控制指令；所述功能评价模块用于获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价。
8.本技术实施例具有以下技术效果：利用场景仿真模块构建测试用仿真交通场景，可以根据测试需要设置不同的交通场景，满足不同场景的需求，同时还可以实现交通场景的复现性；通过设置自动驾驶仿真模块和车对外界的信息交换仿真模块，并利用自动驾驶仿真模块获取当前仿真交通场景下的车载传感器信息，发送给被测融合功能控制器，利用车对外界的信息交换仿真模块获取当前仿真交通场景下的主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，利用安全层协议栈获取远
车和路侧单元对应的安全证书信息，车对外界的信息交换仿真模块基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，保证了测试过程中通信信息的安全可靠，车对外界的信息交换仿真模块将主车位置信息、安全远车信息和安全路侧单元信息发送给被测融合功能控制器，被测融合功能控制器根据接收到的具有相同时间戳的信息作出决策指令，并利用功能评价模块对被测融合功能控制器的决策指令进行评价，能够简单便捷地对单车智能和v2x技术的融合系统控制功能进行测试。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
10.图1是本技术实施例提供的一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法的流程示意图；图2是本技术实施例提供的一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统的结构示意图；图3是本技术实施例提供的另一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统的结构示意图。
11.图中：1、场景仿真模块；2、自动驾驶仿真模块；3、车对外界的信息交换仿真模块；4、被测融合功能控制器；5、功能评价模块；6、实时机；7、安全层协议栈；31、车对外界的信息交换仿真单元；32、pc5仿真器；33、卫星信号模拟器；34、主车车载单元；311、场景数据子单元；312、消息集子单元；313、卫星信号模拟器接口子单元；314、车对外界的信息交换接口子单元。
具体实施方式
12.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
13.图1是本技术实施例提供的一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法的流程示意图。该方法由基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统执行，所述基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统包括场景仿真模块、自动驾驶仿真模块、安全层协议栈、车对外界的信息交换仿真模块、被测融合功能控制器、功能评价模块以及实时机，该基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法包括如下步骤：s110、利用所述场景仿真模块构建测试用仿真交通场景。
14.其中，场景仿真模块用于提供仿真交通场景，该仿真交通场景是根据测试环境需要设定的，其可以包括车辆行驶的道路、其他车辆（即区别于主车的远车）仿真模型、交通基础设施（包括路侧单元）仿真模型以及行人等，优选的，交通基础设施仿真模型具备车对外界的信息交换功能。
15.s120、在测试前，自动驾驶仿真模块将主车仿真模型部署到所述实时机上，以使所述主车仿真模型在测试用仿真交通场景中展示。
16.s130、在测试时，所述自动驾驶仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车车载传感器信息，并将所述主车车载传感器信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器。
17.其中，主车仿真模型为被测融合功能控制器对应车辆的仿真模型。实时机用来部署并实时运行主车仿真模型以及完成相关信息的接收和转发。被测融合功能控制器为本实施例中的测试对象，该被测融合功能控制器可以通过实时机接收自动驾驶仿真模块和车对外界的信息交换仿真模块基于同一时刻下的仿真交通场景所发送的信息，并基于接收到的信息进行融合分析，以确定主车控制策略。主车车载传感器信息为在当前仿真交通场景中，主车车载传感器获取到的交通参与者的信息，其中，交通参与者可以包括仿真交通场景中的远车、路侧单元以及行人等。
18.可选的，自动驾驶仿真模块可以包括车辆动力学仿真软件和测试管理软件，其中，车辆动力学仿真软件可以提供与被测融合功能控制器关联的主车仿真模型，并将该主车仿真模型部署到实时机上，以使主车仿真模型在测试用仿真交通场景中展示，以便后续测试使用。测试管理软件用于通过主车车载传感器获取交通参与者信息，并将交通参与者信息发送给被测融合功能控制器。
19.s140、所述安全层协议栈基于当前仿真场景，从安全证书认证平台上实时获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，并将所述安全证书信息发送给所述车对外界的信息交换仿真模块。
20.本实施例中，预先将安全层协议栈与安全证书认证平台（即ca（certificate authority，证书授权）证书平台）建立连接，其中，安全证书认证平台存储有与不同车辆以及路侧单元对应的安全证书信息。在具体应用的过程中，安全层协议栈可以根据测试需要实时获取相应车辆和路侧单元等的安全证书信息。
21.s150、所述车对外界的信息交换仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器。
22.本实施例中，车对外界的信息交换仿真模块即v2x（vehicle to everything）仿真模块，其中，车指的是主车，包括主车车载单元（主车obu，on board unit，该主车车载单元为硬件设备），外界包括但不限于远车车载单元、路侧单元、可以发送相关信号的信号灯控制器以及基站等。可选的，主车位置信息包括主车经纬度和海拔等信息，远车信息包括远车经纬度、海拔、速度、加速度以及相对主车的距离等信息，路侧单元信息包括路侧单元经纬度、海拔以及相对主车的距离等信息。
23.通过引入安全证书信息，可以保证在测试过程中，v2x仿真模块收发的信息以及测试状态能够与真实测试场景保持一致，保证了信息的安全性。车对外界的信息交换仿真模块每次接收到的远车信息和路侧单元信息，可能是符合安全证书对应的安全标准的，也可能是不符合安全标准的，需要基于安全证书信息进行验证才可以确定。其中，安全远车信息
为符合安全标准的远车信息，安全路侧单元信息为符合安全标准的路侧单元信息。本实施例中，最终通过can口或网口经过实时机被发送给被测融合功能控制器的远车信息和路侧单元信息优选应符合安全标准，不符合安全标准的远车信息和路侧单元信息将被舍弃。
24.s160、所述被测融合功能控制器基于所述主车车载传感器信息、所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息进行融合分析，生成主车控制指令。
25.本实施例中，被测融合功能控制器还可以获取自身车辆状态信息，其中，自身车辆状态信息包括主车速度、加速度、角速度等信息。被测融合功能控制器可以利用自身车辆状态信息、主车车载传感器信息、主车位置信息、安全远车信息和安全路侧单元信息进行融合分析，得到主车控制指令。可以理解的是，自身车辆状态信息、主车车载传感器信息、主车位置信息、安全远车信息和安全路侧单元信息等均具有相同时间戳。
26.可以理解的是，被测融合功能控制器在生成主车控制指令后，可以将主车控制指令发送给实时机，实时机基于主车控制指令，控制主车仿真模型作出响应，并在当前仿真交通场景中动态显示主车仿真模型根据主车控制指令所作出的响应，以便能够对被测融合功能控制器的控制功能进行直观地评价。
27.s170、所述功能评价模块获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价。
28.可选的，功能评价模块中预先设置有不同仿真交通场景下对应的预设主车控制指令，示例性的，若当前仿真交通场景对应的主车控制指令与预设主车控制指令存在的偏差超出预设偏差范围，则可以确定被测融合功能控制器测试不达标，若当前仿真交通场景对应的主车控制指令与预设主车控制指令存在偏差在预设偏差范围内，则可以确定被测融合功能控制器测试达标。
29.本实施例具有以下技术效果：利用场景仿真模块构建测试用仿真交通场景，可以根据测试需要设置不同的交通场景，满足不同场景的需求，同时还可以实现交通场景的复现性；通过设置自动驾驶仿真模块和车对外界的信息交换仿真模块，并利用自动驾驶仿真模块获取当前仿真交通场景下的车载传感器信息，发送给被测融合功能控制器，利用车对外界的信息交换仿真模块获取当前仿真交通场景下的主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，利用安全层协议栈获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，车对外界的信息交换仿真模块基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，保证了测试过程中通信信息的安全可靠，车对外界的信息交换仿真模块将主车位置信息、安全远车信息和安全路侧单元信息发送给被测融合功能控制器，被测融合功能控制器根据接收到的具有相同时间戳的信息作出决策指令，并利用功能评价模块对被测融合功能控制器的决策指令进行评价，能够简单便捷地对单车智能和v2x技术的融合系统控制功能进行测试。
30.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真模块还包括车对外界的信息交换仿真单元、pc5仿真器、卫星信号模拟器和主车车载单元，所述车对外界的信息交换仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器，包括：
所述车对外界的信息交换仿真单元基于当前仿真交通场景，获取所述主车位置信息、所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器；所述主车车载单元接收卫星信号模拟器广播的所述主车位置信息的卫星信号以及所述pc5仿真器广播的所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息，并验证所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则分别对所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息进行解析，得到所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息，通过所述实时机将所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息发送给所述被测融合功能控制器。
31.本实施例中，车对外界的信息交换仿真模块通过车对外界的信息交换仿真单元（即v2x仿真单元）提取交通场景信息并按照协议打包好分别发送给卫星信号模拟器和pc5仿真器。主车车载单元（即主车obu）接收卫星信号模拟器和pc5仿真器广播出来的信息（即电磁波信号），并通过实时机将其发送给融合功能控制器。主车obu接收pc5仿真器广播的带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并对带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息进行安全校验，以保证测试信息的安全性，具体的，验证所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息是否符合安全标准，可以是对所述带有安全层信息的远车信息对应的安全证书以及对所述带有安全层信息的路侧单元信息对应的安全证书进行安全验证。
32.通过车对外界的信息交换仿真模块，可以将场景仿真软件分别和卫星信号模拟器以及pc5仿真器链接起来，并按照v2x协议，实现消息的提取和封装。车对外界的信息交换仿真模块采用卫星信号模拟器，只接收场景仿真软件里主车的位置信息，并通过其射频口广播出来，不存在其他车辆或交通参与者的位置信息仿真。此外，采用pc5仿真器，功能强，操作性强。可以适应对应场景的信号模拟器，比如不稳定信号、衰减信号、干扰信号等。同时由于其可配置、可操作性，能够适应更多的测试场景，使其测试更符合实际外场测试，提高该测试系统的实用性。
33.本实施例通过设置安全层协议栈和pc5仿真器，能够实现带有安全层的大规模压力仿真测试，示例性的，大规模压力仿真测试可以是模拟200辆车的仿真测试。其中，大规模压力仿真测试的目的在于将车辆或测试设备置于较为密集的通信环境之中，测试在大规模压力通信条件下能否实现预期的车联网v2x功能。当测试目标功能时，考虑到压力测试场景下背景车辆数量大、位置分布广的特点，为了避免测试功能之外的其他预警功能触发，优选在测试时关闭其他预警功能，以检测目标功能是否可以正常触发。示例性的，目标功能场景可以描述为如下场景：测试车辆沿直线道路行驶，前方有十字交叉路口，大量背景车辆在路口附近静止或慢行，并正常收发v2x消息，测试车辆需要在拥塞的通信环境下，正常触发v2x相关预警功能。目标功能场景的参数定义可以包括：（1）本车状态：测试车辆匀速行驶，与目标逐渐接近；（2）道路信息：双向四车道道城市交叉路口，限速30km/h；（3）交通参与者信息：目标车辆静止或慢速行驶，其他背景obu均为静止状态；（4）车联网信息：测试车辆与目标车
辆均具备车联网信息收发能力；（5）自然环境信息：晴天等。又示例性的，在交叉路口针对前向碰撞预警的大规模压力测试，目标功能场景可以描述为：大量背景车静止停留在交叉路口附近，车道前方有静止车辆停在交叉路口停止线处，测试车辆沿道路向前行驶，测试车辆和目标车辆有碰撞危险，测试车辆v2x fcw应用发出预警，预警时机需确保测试车辆驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与目标车辆发生追尾碰撞。
34.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括场景数据子单元、消息集子单元、卫星信号模拟器接口子单元、车对外界的信息交换接口子单元，所述车对外界的信息交换仿真单元基于当前仿真交通场景，获取所述主车位置信息、所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器，包括：所述场景数据子单元接收并处理当前仿真交通场景数据，得到所述主车位置信息、原始远车信息和原始路侧单元信息；所述场景数据子单元通过所述卫星信号模拟器接口子单元，将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器；所述消息集子单元接收所述场景数据子单元发送的所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息，并根据预设协议，将所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息转换为所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息；所述消息集子单元通过所述车对外界的信息交换接口子单元，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给所述pc5仿真器。
35.本实施例中的场景数据子单元用于实时接收仿真交通场景数据，并将该仿真交通场景数据解析为应用层数据，进而对应用层数据进行处理，转换为车对外界的信息交换测试中所需的主车位置信息、原始远车信息和原始路侧单元信息。若场景数据子单元中缺少场景对应的数据文件，则优选可以预先导入map、rsi、spat数据文件，并根据场景选择对应的数据文件生成对应的信息。优选的，仿真交通场景数据通常为rdb数据（redis database，快照持久化策略）。在仿真交通场景数据解析过程中，默认车辆为主车，其他目标为交通参与者，按照主车和交通参与者之间的距离进行排列，并按照预设数量筛选出参与测试的远车和路侧单元。示例性的，预设数量可以是5。
36.卫星信号模拟器接口子单元用于远程配置卫星信号模拟器，包括系统选择、仿真起始时间、模拟器运行和停止等；并将场景数据子单元发送过来的主车位置信息实时发送给卫星信号模拟器。
37.消息集子单元用于根据预设协议，将场景数据子单元发送过来的原始远车信息和原始路侧单元信息转换编码为各类消息集（bsm、rsm、rsi、spat和map）数据（所有消息集数据设置支持json文件和ui界面控件两种方式，支持手动设置可用的全部参数），得到符合仿真交通场景的远车信息和路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的
路侧单元信息，并实时将带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息发送给协议栈，协议栈通过车对外界的信息交换接口子单元，将带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器。此外，消息集子单元也可以接收协议栈发送过来的各类消息集（bsm、rsm、rsi、spat和map）数据，实时解码为原始远车信息和原始路侧单元信息。
38.车对外界的信息交换接口子单元用于远程配置pc5仿真器，包括信道模拟参数、模拟器运行和停止等；将协议栈发送过来的远车信息和路侧单元信息（各类消息集（bsm、rsm、rsi、spat和map）数据）实时发送给pc5仿真器。此外，车对外界的信息交换接口子单元还可以将pc5仿真器收到的远车信息和路侧单元信息实时发送给协议栈。
39.通过在车对外界的信息交换仿真单元中设置场景数据子单元、消息集子单元、卫星信号模拟器接口子单元、车对外界的信息交换接口子单元，可以准确得获取测试用主车、远车和路侧单元的信息，设置卫星信号模拟器和pc5仿真器两路信号处理单元，在能够有针对性的获取测试数据的同时，还可以提高测试数据的处理速度。
40.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括主车车载单元监测子单元，在所述主车车载单元接收卫星信号模拟器广播的所述主车位置信息的卫星信号之后，所述方法还包括：所述主车车载单元基于所述主车位置信息生成预警信息；所述主车车载单元监测子单元获取所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，并将所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息发送给所述功能评价模块；所述功能评价模块获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价，包括：所述功能评价模块获取所述主车控制指令、所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，并基于当前仿真交通场景、所述主车控制指令、所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，对所述被测融合功能控制器进行评价。
41.其中，主车车载单元的工作状态包括定位状态、v2x通信状态和v2x数据吞吐量等。主车车载单元监测子单元还可以通过lan口控制主车车载单元使能和休眠，以及获取主车车载单元的触发时间。本实施例中，在评价被测融合功能控制器的过程中，考虑到主车车载单元的性能影响因素，因此，通过设置主车车载单元监测子单元可以确定主车车载单元的工作状态以及其相应的预警信息。进一步的，功能评价模块结合主车车载单元的工作状态以及其相应的预警信息，综合评价被测融合功能控制器的控制性能。可以理解的是，主车车载单元监测子单元还可以基于主车车载单元的工作状态和预警信息，对主车车载单元的性能进行评价。本实施例的技术方案考虑主车车载单元对被测融合功能控制器控制功能测试的影响，进一步提高了被测融合功能控制器测试准确性。
42.图2为本技术实施例提供的一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统的结构示意图，图3为本技术实施例提供的另一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统的结构示意图。本实施例中的基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统用于执行上述各实施例所述的基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法。如图2-3所示，基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统包括场景仿真模块1，与所述场景仿真模块1连接的自动驾驶仿真模块2和车对外界的信息交换仿真模块3，与所述车
对外界的信息交换仿真模块3连接的安全层协议栈7，与所述场景仿真模块1、所述自动驾驶仿真模块2和所述车对外界的信息交换仿真模块3连接的实时机6，与所述实时机6连接的被测融合功能控制器4，以及与所述被测融合功能控制器4和所述场景仿真模块1连接的功能评价模块5，其中：所述场景仿真模块1用于构建测试用仿真交通场景；在测试前，所述自动驾驶仿真模块2用于将主车仿真模型部署到所述实时机6上，以使所述主车仿真模型在测试用仿真交通场景中展示；在测试时，所述自动驾驶仿真模块2用于基于当前仿真交通场景，获取主车车载传感器信息，并将所述主车车载传感器信息通过所述实时机6发送给所述被测融合功能控制器4；所述安全层协议栈7用于基于当前仿真场景，从安全证书认证平台上实时获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，并将所述安全证书信息发送给所述车对外界的信息交换仿真模块；所述车对外界的信息交换仿真模块3用于基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机6发送给所述被测融合功能控制器4；所述被测融合功能控制器4用于基于所述主车车载传感器信息、所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息进行融合分析，生成主车控制指令；所述功能评价模块5用于获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器4进行评价。
43.本实施例具有以下技术效果：利用场景仿真模块构建测试用仿真交通场景，可以根据测试需要设置不同的交通场景，满足不同场景的需求，同时还可以实现交通场景的复现性；通过设置自动驾驶仿真模块和车对外界的信息交换仿真模块，并利用自动驾驶仿真模块获取当前仿真交通场景下的车载传感器信息，发送给被测融合功能控制器，利用车对外界的信息交换仿真模块获取当前仿真交通场景下的主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，利用安全层协议栈获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，车对外界的信息交换仿真模块基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，保证了测试过程中通信信息的安全可靠，车对外界的信息交换仿真模块将主车位置信息、安全远车信息和安全路侧单元信息发送给被测融合功能控制器，被测融合功能控制器根据接收到的具有相同时间戳的信息作出决策指令，并利用功能评价模块对被测融合功能控制器的决策指令进行评价，能够简单便捷地对单车智能和v2x技术的融合系统控制功能进行测试。
44.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真模块3还包括分别与所述场景仿真模块1和所述安全层协议栈7连接的车对外界的信息交换仿真单元31、与所述车对外界的信息交换仿真单元31连接的pc5仿真器32和卫星信号模拟器33，以及与所述pc5仿真器32、所述卫星信号模拟器33和所述实时机6连接的主车车载单元34，其中：所述车对外界的信息交换仿真单元31用于基于当前仿真交通场景，获取所述主车
位置信息、所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器33，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器32；所述卫星信号模拟器33用于广播所述主车位置信息的卫星信号；所述pc5仿真器32用于广播所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息；所述主车车载单元34用于接收卫星信号模拟器33广播的所述主车位置信息的卫星信号以及所述pc5仿真器32广播的所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息，并验证所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则分别对所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息进行解析，得到所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息，通过所述实时机6将所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息发送给所述被测融合功能控制器4。
45.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真单元31还包括与所述场景仿真模块1连接的场景数据子单元311、分别与场景数据子单元311和安全层协议栈7连接的消息集子单元312、与场景数据子单元311和所述卫星信号模拟器33连接的卫星信号模拟器接口子单元313、与所述消息集子单元312和所述pc5仿真器32连接的车对外界的信息交换接口子单元314，其中：所述场景数据子单元311用于接收并处理当前仿真交通场景数据，得到所述主车位置信息、原始远车信息和原始路侧单元信息；所述卫星信号模拟器接口子单元313用于远程配置所述卫星信号模拟器33，并将所述场景数据子单元311发送的所述主车位置信息，发送给所述卫星信号模拟器33；所述消息集子单元312用于接收所述场景数据子单元311发送的所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息，并根据预设协议，将所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息转换为所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息；所述车对外界的信息交换接口子单元314用于远程配置pc5仿真器32，并将所述消息集子单元312通过协议栈发送的所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息，发送给所述pc5仿真器32。
46.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真单元31还包括主车车载单元监测子单元，所述主车车载单元监测子单元与所述主车车载单元34和所述功能评价模块5连接，其中：所述主车车载单元34用于基于所述主车位置信息生成预警信息；所述主车车载单元监测子单元用于控制所述主车车载单元34使能和休眠，获取所述主车车载单元34的工作状态和所述预警信息，并将所述主车车载单元34的工作状态和所述预警信息发送给所述功能评价模块5；所述功能评价模块5还用于获取所述主车控制指令、所述主车车载单元34的工作
状态和所述预警信息，并基于当前仿真交通场景、所述主车控制指令、所述主车车载单元34的工作状态和所述预警信息，对所述被测融合功能控制器4进行评价。
47.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真单元31还包括场景配置子单元，所述场景配置子单元与所述场景仿真模块1连接，其中：所述场景配置子单元用于对所述场景仿真模块1进行场景仿真远程控制。
48.其中，远程控制包括控制场景仿真开始、暂停、停止、重新开始以及切换等。
49.在上述各实施例的基础上，进一步的，所述车对外界的信息交换仿真单元31还包括测试数据记录子单元，所述测试数据记录子单元分别与所述场景仿真模块1、所述卫星信号模拟器33、所述pc5仿真器32和所述主车车载单元监测子单元连接，其中：所述测试数据记录子单元用于记录所述场景仿真模块1对应的场景数据、所述主车位置信息、所述远车信息、所述路侧单元信息以及主车车载单元状态信息。
50.测试数据记录子单元用于对场景仿真模块1对应的场景数据、主车位置信息、远车信息、路侧单元信息以及主车车载单元状态信息进行存储，并标记统一的时间戳，生成统一格式的数据文件。
51.需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本技术范围。如本发明说明书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
52.还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。

技术特征：
1.一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法，其特征在于，所述方法由基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统执行，所述基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统包括场景仿真模块、自动驾驶仿真模块、安全层协议栈、车对外界的信息交换仿真模块、被测融合功能控制器、功能评价模块以及实时机，所述方法包括：利用所述场景仿真模块构建测试用仿真交通场景；在测试前，所述自动驾驶仿真模块将主车仿真模型部署到所述实时机上，以使所述主车仿真模型在测试用仿真交通场景中展示；在测试时，所述自动驾驶仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车车载传感器信息，并将所述主车车载传感器信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述安全层协议栈基于当前仿真场景，从安全证书认证平台上实时获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，并将所述安全证书信息发送给所述车对外界的信息交换仿真模块；所述车对外界的信息交换仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述被测融合功能控制器基于所述主车车载传感器信息、所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息进行融合分析，生成主车控制指令；所述功能评价模块获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真模块还包括车对外界的信息交换仿真单元、pc5仿真器、卫星信号模拟器和主车车载单元，所述车对外界的信息交换仿真模块基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器，包括：所述车对外界的信息交换仿真单元基于当前仿真交通场景，获取所述主车位置信息、所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器；所述主车车载单元接收卫星信号模拟器广播的所述主车位置信息的卫星信号以及所述pc5仿真器广播的所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息，并验证所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则分别对所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息进行解析，得到所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息，通过所述实时机将所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息发送给所述被测融合功能控制器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括
场景数据子单元、消息集子单元、卫星信号模拟器接口子单元、车对外界的信息交换接口子单元，所述车对外界的信息交换仿真单元基于当前仿真交通场景，获取所述主车位置信息、所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器，包括：所述场景数据子单元接收并处理当前仿真交通场景数据，得到所述主车位置信息、原始远车信息和原始路侧单元信息；所述场景数据子单元通过所述卫星信号模拟器接口子单元，将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器；所述消息集子单元接收所述场景数据子单元发送的所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息，并根据预设协议，将所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息转换为所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息；所述消息集子单元通过所述车对外界的信息交换接口子单元，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给所述pc5仿真器。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括主车车载单元监测子单元，在所述主车车载单元接收卫星信号模拟器广播的所述主车位置信息的卫星信号之后，所述方法还包括：所述主车车载单元基于所述主车位置信息生成预警信息；所述主车车载单元监测子单元获取所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，并将所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息发送给所述功能评价模块；所述功能评价模块获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价，包括：所述功能评价模块获取所述主车控制指令、所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，并基于当前仿真交通场景、所述主车控制指令、所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，对所述被测融合功能控制器进行评价。5.一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试系统，其特征在于，用于执行权利要求1-4任一项所述的基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法，包括场景仿真模块，与所述场景仿真模块连接的自动驾驶仿真模块和车对外界的信息交换仿真模块，与所述车对外界的信息交换仿真模块连接的安全层协议栈，与所述场景仿真模块、所述自动驾驶仿真模块和所述车对外界的信息交换仿真模块连接的实时机，与所述实时机连接的被测融合功能控制器，以及与所述被测融合功能控制器和所述场景仿真模块连接的功能评价模块，其中：所述场景仿真模块用于构建测试用仿真交通场景；在测试前，所述自动驾驶仿真模块用于将主车仿真模型部署到所述实时机上，以使所述主车仿真模型在测试用仿真交通场景中展示；在测试时，所述自动驾驶仿真模块用于基于当前仿真交通场景，获取主车车载传感器
信息，并将所述主车车载传感器信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述安全层协议栈用于基于当前仿真场景，从安全证书认证平台上实时获取远车和路侧单元对应的安全证书信息，并将所述安全证书信息发送给所述车对外界的信息交换仿真模块；所述车对外界的信息交换仿真模块用于基于当前仿真交通场景，获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于所述安全证书信息确定所述远车信息和所述路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则将所述主车位置信息、符合所述安全标准的安全远车信息和符合所述安全标准的安全路侧单元信息通过所述实时机发送给所述被测融合功能控制器；所述被测融合功能控制器用于基于所述主车车载传感器信息、所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息进行融合分析，生成主车控制指令；所述功能评价模块用于获取所述主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和所述主车控制指令，对所述被测融合功能控制器进行评价。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真模块还包括分别与所述场景仿真模块和所述安全层协议栈连接的车对外界的信息交换仿真单元、与所述车对外界的信息交换仿真单元连接的pc5仿真器和卫星信号模拟器，以及与所述pc5仿真器、所述卫星信号模拟器和所述实时机连接的主车车载单元，其中：所述车对外界的信息交换仿真单元用于基于当前仿真交通场景，获取所述主车位置信息、所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到带有安全层信息的远车信息和带有安全层信息的路侧单元信息，并将所述主车位置信息发送给所述卫星信号模拟器，将所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息发送给pc5仿真器；所述卫星信号模拟器用于广播所述主车位置信息的卫星信号；所述pc5仿真器用于广播所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息；所述主车车载单元用于接收卫星信号模拟器广播的所述主车位置信息的卫星信号以及所述pc5仿真器广播的所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息，并验证所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息是否符合安全标准，若符合，则分别对所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息进行解析，得到所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息，通过所述实时机将所述主车位置信息、所述安全远车信息和所述安全路侧单元信息发送给所述被测融合功能控制器。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括与所述场景仿真模块连接的场景数据子单元、分别与所述场景数据子单元和所述安全层协议栈连接的消息集子单元、与所述场景数据子单元和所述卫星信号模拟器连接的卫星信号模拟器接口子单元、与所述消息集子单元和所述pc5仿真器连接的车对外界的信息交换接口子单元，其中：所述场景数据子单元用于接收并处理当前仿真交通场景数据，得到所述主车位置信息、原始远车信息和原始路侧单元信息；
所述卫星信号模拟器接口子单元用于远程配置所述卫星信号模拟器，并将所述场景数据子单元发送的所述主车位置信息，发送给所述卫星信号模拟器；所述消息集子单元用于接收所述场景数据子单元发送的所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息，并根据预设协议，将所述原始远车信息和所述原始路侧单元信息转换为所述远车信息和所述路侧单元信息，将接收到的所述安全证书信息添加到所述远车信息和所述路侧单元信息中，得到所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息；所述车对外界的信息交换接口子单元用于远程配置pc5仿真器，并将所述消息集子单元通过协议栈发送的所述带有安全层信息的远车信息和所述带有安全层信息的路侧单元信息，发送给所述pc5仿真器。8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括主车车载单元监测子单元，所述主车车载单元监测子单元与所述主车车载单元和所述功能评价模块连接，其中：所述主车车载单元用于基于所述主车位置信息生成预警信息；所述主车车载单元监测子单元用于控制所述主车车载单元使能和休眠，获取所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，并将所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息发送给所述功能评价模块；所述功能评价模块还用于获取所述主车控制指令、所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，并基于当前仿真交通场景、所述主车控制指令、所述主车车载单元的工作状态和所述预警信息，对所述被测融合功能控制器进行评价。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括场景配置子单元，所述场景配置子单元与所述场景仿真模块连接，其中：所述场景配置子单元用于对所述场景仿真模块进行场景仿真远程控制。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述车对外界的信息交换仿真单元还包括测试数据记录子单元，所述测试数据记录子单元分别与所述场景仿真模块、所述卫星信号模拟器、所述pc5仿真器和所述主车车载单元监测子单元连接，其中：所述测试数据记录子单元用于记录所述场景仿真模块对应的场景数据、所述主车位置信息、所述远车信息、所述路侧单元信息以及主车车载单元状态信息。

技术总结
本申请涉及仿真技术领域，公开了一种基于安全层信息的车辆信息融合控制功能测试方法和系统。该方法包括：利用场景仿真模块构建测试用仿真交通场景；自动驾驶仿真模块将主车车载传感器信息发送给被测融合功能控制器；安全层协议栈获取安全证书信息；车对外界的信息交换仿真模块获取主车位置信息、远车信息和路侧单元信息，并基于安全证书信息确定安全远车信息和安全路侧单元信息，并将安全远车信息和安全路侧单元信息，以及主车位置信息发送给被测融合功能控制器；被测融合功能控制器进行融合分析，生成主车控制指令；功能评价模块获取主车控制指令，并基于当前仿真交通场景和主车控制指令，对被测融合功能控制器进行评价。对被测融合功能控制器进行评价。对被测融合功能控制器进行评价。


技术研发人员：赵鹏超 黄云亮 赵帅 杜志彬 王凤娇 张东泽 翟洋 沈永旺
受保护的技术使用者：中国汽车技术研究中心有限公司 中汽数据（天津）有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/7/22