一种物联网汽车操控系统仿真测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种物联网汽车操控系统仿真测试方法及系统，测试方法包括建立驾驶控制器的传感器仿真模型；建立环境仿真模型；将所述传感器仿真模型和环境仿真模型集成到仿真测试平台中；在仿真测试平台中运行多组测试案例，并记录模型的输出，将模型的输出与实际驾驶结果进行比较，评估模型的准确性和可靠性；进行虚拟测试场景的仿真测试，并生成测试报告。本发明专利技术所述方法通过对仿真结果和真实测试结果的比较，评估模型的准确性和可靠性，并且能够大大提高测试的效率，降低测试成本，同时提高测试结果的准确性，为物联网汽车的安全和性能提供有力的保障。性能提供有力的保障。性能提供有力的保障。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网汽车操控系统仿真测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车仿真测试
，特别是一种物联网汽车操控系统仿真测试方法及系统。

技术介绍

[0002]自动驾驶技术开发是一个高度复杂的系统工程，其外界感知模块由毫米波雷达、超声波雷达、摄像头、激光雷达、全球定位系统GPS以及惯性导航单元(IMU)等多种传感器组成，不同的传感器对车辆周围的不同特征进行检测，不同特征在感知车辆周遭环境中起到的作用各不相同，由控制系统对各信息加以整合估计出当前车辆的位置信息，进而决定车辆的运动情况。
[0003]为了确保传感器的正确性和可靠性，需要在真实环境中进行全面的测试。然而，现场测试既昂贵又耗时，且存在很多不可控因素。因此，开发一种物联网汽车操控系统仿真测试方法和系统是必要的。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有的汽车测试方法中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提供一种物联网汽车操控系统仿真测试方法。建立驾驶控制器的传感器仿真模型；建立环境仿真模型；将所述传感器仿真模型和环境仿真模型集成到仿真测试平台中；在仿真测试平台中运行多组测试案例，并记录模型的输出，将模型的输出与实际驾驶结果进行比较，评估模型的准确性和可靠性；进行虚拟测试场景的仿真测试，并生成测试报告。
[0007]作为本专利技术所述物联网汽车操控系统仿真测试方法的一种优选方案，其中：所述传感器仿真模型包括激光雷达、摄像头、GPS、IMU和车轮编码器，所述环境仿真模型包括道路模型，交通流模型和天气模型。
[0008]作为本专利技术所述物联网汽车操控系统仿真测试方法的一种优选方案，其中：在建立激光雷达模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，
式中，是未考虑信号衰减因子的雷达返回的信号强度，Pt是雷达发射的功率，是考虑信号衰减因子的雷达返回的信号强度，G是雷达的增益，λ是雷达工作的波长，σ是目标的雷达截面积，ρ是目标的反射率，R是雷达和目标之间的距离，L是系统损失，是天气条件的衰减因子，η是雷达工作条件的参数，f是雷达工作频率，是雷达的波束宽度，是雷达的脉冲宽度，是信号衰减系数，c为光速，t是雷达发射电磁波后接收到反射回波的时间。
[0009]作为本专利技术所述物联网汽车操控系统仿真测试方法的一种优选方案，其中：在建立摄像头模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，u、v、w为图像坐标，K是相机内参矩阵，R和t是旋转和平移矩阵，X、Y、Z是世界坐标；在建立GPS模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，R是GPS接收器和GPS卫星之间的距离，(x，y，z)是GPS接收器的坐标，(，)是GPS卫星的坐标；在建立IMU模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，X是状态向量，包括位置，速度和姿态，u是输入向量，包括线性加速度和角速度，A和B是系统矩阵；在建立车轮编码器模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，v是速度，r是车轮半径，ω是角速度，d是行驶距离，θ是车轮旋转的角度。
[0010]作为本专利技术所述物联网汽车操控系统仿真测试方法的一种优选方案，其中：在仿真测试平台中运行多组测试案例时，记录的模型输出包括激光雷达的距离读数和雷达返回的信号强度、摄像头的图像、GPS的位置数据、IMU的姿态数据、车轮编码器的速度和距离，以及由控制器产生的行为决策。
[0011]作为本专利技术所述物联网汽车操控系统仿真测试方法的一种优选方案，其中：进行虚拟测试场景的仿真测试包括如下步骤，通过仿真测试平台的界面输入或选择相应的场景参数，包括道路布局、交通流密度和天气条件；将生成的虚拟测试场景配置数据发送到各个传感器仿真模型；向仿真测试平台发送启动指令，开始仿真测试；在测试过程中，仿真测试平台实时接收来自传感器仿真模型的数据，并根据这些数据调整虚拟车辆的状态；在测试结束后，根据收集到的数据生成测试报告。
[0012]本专利技术的另外一个目的是提供一种物联网汽车传感器仿真测系统，在仿真环境中
模拟各种汽车传感器的行为，创建真实环境模型，将模拟的传感器和真实环境模型集成到一个仿真测试平台中，并运行测试案例。
[0013]一种物联网汽车传感器仿真测系统，其包括，传感器仿真模块，用于模拟车辆上的各种传感器；环境仿真模块，用于模拟车辆运行的环境；控制器仿真模块，用于模拟车辆的控制系统，接收来自传感器仿真模块的数据，并根据这些数据和控制策略计算出控制指令；车辆动力学模型，用于模拟车辆的动力学行为，接收来自控制器仿真模块的控制指令，并根据这些指令和车辆的动力学模型更新车辆的状态；测试场景配置模块，用于令用户能够定义和配置各种测试场景；结果分析和报告模块，用于收集仿真结果，进行数据分析，并生成测试报告，提供对驾驶控制器性能的量化评估。
[0014]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
[0015]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0016]本专利技术有益效果为：能够在仿真环境中模拟各种汽车传感器的行为，创建真实环境模型，将模拟的传感器和真实环境模型集成到一个仿真测试平台中，并运行测试案例。通过对仿真结果和真实测试结果的比较，评估模型的准确性和可靠性，并且能够大大提高测试的效率，降低测试成本，同时提高测试结果的准确性，为物联网汽车的安全和性能提供有力的保障。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为实施例1中物联网汽车操控系统仿真测试方法的流程图；图2为实施例1中物联网汽车操控系统仿真测试方法的进行虚拟测试场景的仿真测试的流程图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0019]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物联网汽车操控系统仿真测试方法，其特征在于：包括，建立驾驶控制器的传感器仿真模型；建立环境仿真模型；将所述传感器仿真模型和环境仿真模型集成到仿真测试平台中；在仿真测试平台中运行多组测试案例，并记录模型的输出，将模型的输出与实际驾驶结果进行比较，评估模型的准确性和可靠性；进行虚拟测试场景的仿真测试，并生成测试报告；所述传感器仿真模型包括激光雷达、摄像头、GPS、IMU和车轮编码器，所述环境仿真模型包括道路模型，交通流模型和天气模型；在建立激光雷达模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，是未考虑信号衰减因子的雷达返回的信号强度，Pt是雷达发射的功率，是考虑信号衰减因子的雷达返回的信号强度，G是雷达的增益，λ是雷达工作的波长，σ是目标的雷达截面积，ρ是目标的反射率，R是雷达和目标之间的距离，L是系统损失，是天气条件的衰减因子，η是雷达工作条件的参数，f是雷达工作频率，是雷达的波束宽度，是雷达的脉冲宽度，是信号衰减系数，c为光速，t是雷达发射电磁波后接收到反射回波的时间。2.如权利要求1所述的物联网汽车操控系统仿真测试方法，其特征在于：在建立摄像头模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，u、v、w为图像坐标，K是相机内参矩阵，R和t是旋转和平移矩阵，X、Y、Z是世界坐标，为是齐次坐标下的世界坐标，T代表转置操作，L是指光照条件和天气条件的影响系数，，其中I 是光照强度，W 是天气条件，a 和 b 是调整因子；在建立GPS模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，R是GPS接收器和GPS卫星之间的距离，(x，y，z)是GPS接收器的坐标，(，)
是GPS卫星的坐标；在建立IMU模型时，其数学模型通过如下公式进行表示，式中，X是状态向量，包括位置，速度和姿态，u是输入向量，包括线性加速度和角速度，A和B是系统矩阵；在建立车轮编码器模型时，其数学...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴金洲，张琳，刘嘉靖，沙硕，张金钟，韩超，刘海鹏，刘元晟，邬洋，郭子君，姚瑶，
申请(专利权)人：北京市计量检测科学研究院，
类型：发明
国别省市：