作者：2016級(jí)本科生 王裕寧 黃嘉皓 胡鈺彬 王波 胡屹明 車輛學(xué)院
指導(dǎo)老師：王建強(qiáng) 車輛學(xué)院
關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車、測(cè)試系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)模擬
摘要
當(dāng)前無(wú)人駕駛是行業(yè)熱點(diǎn)，然而，測(cè)試系統(tǒng)是目前無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)的盲區(qū)，在沒(méi)有了駕駛員后，應(yīng)當(dāng)如何給無(wú)人車“考駕照”，即評(píng)價(jià)其安全性？目前有兩種主流測(cè)試方案：1）封閉場(chǎng)地測(cè)試，2）實(shí)路測(cè)試。前者成本高昂、模擬方式簡(jiǎn)陋、參考價(jià)值小；后者雖然環(huán)境真實(shí)但安全隱患高，且受限于法規(guī)被部分國(guó)家禁止。本項(xiàng)目提出用多自由度運(yùn)動(dòng)單元替代實(shí)車真人測(cè)試的方案，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景、對(duì)象兩個(gè)維度的“萬(wàn)能”，從而實(shí)現(xiàn)給無(wú)人車“考駕照”。
系統(tǒng)構(gòu)成
整體平臺(tái)四個(gè)部分組成，分別是：運(yùn)動(dòng)控制、外形模擬、通訊結(jié)構(gòu)、測(cè)試場(chǎng)景。平臺(tái)從兩個(gè)維度去仿真交通對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，；外形上設(shè)計(jì)了可變外形機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)擺腿、擺臂等動(dòng)作；平臺(tái)搭建了一套全新的通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還原了真實(shí)道路的環(huán)境作為測(cè)試場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)車測(cè)試。
試場(chǎng)-圖文展示模板(1)414.png)
圖1 測(cè)試平臺(tái)架構(gòu)
運(yùn)動(dòng)模擬
系統(tǒng)通過(guò)兩個(gè)維度來(lái)模擬交通對(duì)象的行為：
l維度一：運(yùn)動(dòng)軌跡維度。運(yùn)動(dòng)軌跡模擬指單體的速度、路線以及周期。將所有的交通對(duì)象按照兩個(gè)特性分類，特性一是種群，特性二是情緒，組成二維的對(duì)象庫(kù)。
l維度二：意識(shí)維度。利用決策樹(shù)進(jìn)行還原模擬，如下圖所示，進(jìn)行實(shí)時(shí)的修正與測(cè)試。
試場(chǎng)-圖文展示模板(1)563_.png)
圖2 意識(shí)維度模擬
外形設(shè)計(jì)
為滿足測(cè)試需求，需要設(shè)計(jì)可變外形機(jī)構(gòu)滿足物理外形上的仿真。平臺(tái)通過(guò)五個(gè)關(guān)節(jié)可以隨意調(diào)節(jié)身形，覆蓋全年齡、全體型。同時(shí)能夠模擬不同姿態(tài)，結(jié)合速度調(diào)整算法真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)中各類行人步態(tài)
圖3 外形模擬
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
進(jìn)行實(shí)車測(cè)試與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之后，得到以下采樣數(shù)據(jù)以及實(shí)測(cè)v-t曲線圖，可以看到該平臺(tái)能夠初步模擬交通對(duì)象在路口的運(yùn)動(dòng)特征。本項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證，證明整體平臺(tái)具有可實(shí)現(xiàn)性。
圖4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果
成果與應(yīng)用
本項(xiàng)目以多自由度運(yùn)動(dòng)單元為核心，搭建了面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的萬(wàn)能測(cè)試平臺(tái)，使得測(cè)試過(guò)程的土地、時(shí)間成本大大降低。該平臺(tái)能夠隨需求調(diào)用危險(xiǎn)路況，大幅減少測(cè)試周期，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了的一車多物模擬效果，全程無(wú)傷亡可能，安全性大幅提高。目前該項(xiàng)目已以第一作者申請(qǐng)四項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利兩項(xiàng)已授權(quán)，兩項(xiàng)進(jìn)入實(shí)審，同時(shí)發(fā)表一篇會(huì)議論文（EI檢索）。目前，山東省科學(xué)院自動(dòng)化與本項(xiàng)目合作，對(duì)該測(cè)試方法與平臺(tái)進(jìn)行了驗(yàn)證，并已在山東省智能網(wǎng)聯(lián)測(cè)試場(chǎng)進(jìn)行了示范，完成了對(duì)中國(guó)重汽智能網(wǎng)聯(lián)客車、齊中通智能網(wǎng)聯(lián)客車的測(cè)試，證明其具有推廣、使用價(jià)值。
