CN113654812B - 一种智能网联汽车的性能测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能网联汽车的性能测试装置及方法，装置包括：测试管理平台、中央控制单元、平动惯量模拟试验台和投影幕布；中央控制单元根据待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；测试管理平台获取待测试场景，并传输至中央控制单元；中央控制单元用于控制设置于待测试智能网联汽车前方的投影幕布显示待测试场景；测试管理平台还用于实时获取待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；中央控制单元还用于根据待测试场景中待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定待测试智能网联汽车的性能。本发明能够高效、快速、准确验证智能网联汽车在复杂多变行驶工况下各功能的可靠性。

Description

一种智能网联汽车的性能测试装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车性能检测技术领域，特别是涉及一种智能网联汽车的性能测试装置及方法。

背景技术

目前，智能网联汽车的性能测试主要通过虚拟仿真测试和实车道路测试，其中，虚拟仿真测试在建立仿真模型时，常常会因为忽略一些实际因素使仿真结果准确性得不到保证，为弥补软件虚拟仿真测试技术的不足，还需要其他试验方式来验证产品。智能网联汽车实车道路测试可全面评价考核汽车的性能，但测试试验场地面积较大、试验成本较高、安全性低以及试验周期较长。

此外，专利201810969316.X公开了一种车辆台架测试的行驶阻力控制方法、装置及系统，通过自适应PID控制算法处理得到脉宽调制信号并发送给阻力加载装置，对传统车辆道路阻力进行模拟。但是，这种测试方法虽然在人为驾驶的车辆性能测试方面取得了很好的效果，但是智能网联汽车具有交通场景的不确定性和控制系统决策的不确定性，车辆的行驶工况未知，传统自适应PID控制算法模拟智能网联汽车行驶时的道路阻力时，具有较大的时间滞后性，无法准确模拟智能网联汽车道路阻力，导致性能测试不准确。因此，亟需一种智能网联汽车的性能测试技术，能够提高智能网联汽车的性能测试的准确性，以高效、快速、准确验证智能网联汽车在复杂多变行驶工况下各功能的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能网联汽车的性能测试装置及方法，能够高效、快速、准确地验证智能网联汽车在复杂多变行驶工况下多种功能的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种智能网联汽车的性能测试装置，包括：

测试管理平台、中央控制单元、平动惯量模拟试验台和投影幕布；

所述测试管理平台、所述平动惯量模拟试验台和所述投影幕布均与所述中央控制单元连接；

所述中央控制单元用于根据待测试智能网联汽车的质量控制所述平动惯量模拟试验台模拟所述待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；待测试智能网联汽车在所述平动惯量模拟试验台上行驶；所述平动惯量包括机械惯量和电惯量；

所述测试管理平台用于获取用户选取的待测试场景，并将所述待测试场景传输至所述中央控制单元；所述待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；

所述投影幕布设置于所述待测试智能网联汽车的前方；所述中央控制单元用于控制所述投影幕布显示所述待测试场景；

所述测试管理平台还用于实时获取所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；

所述中央控制单元还用于根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车的性能。

可选的，应用于上述的一种智能网联汽车的性能测试装置，所述方法，包括：

获取待测试智能网联汽车的质量；

根据所述待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟所述待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；

获取用户选取的待测试场景；所述待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；

投影幕布在所述待测试智能网联汽车前方模拟所述待测试场景；

获取所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；

根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述待测试场景下的性能。

可选的，所述根据所述待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟所述待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力，具体包括：

根据所述待测试智能网联汽车的质量，利用公式m＝B+nC+D确定平动惯量模拟试验台中吸合的飞轮数量和交流电力测功机模拟的电惯量；

根据所述交流电力测功机模拟的电惯量，确定所述交流电力测功机的输出功率；

根据所述待测试智能网联汽车的质量，利用公式

确定所述待测试智能网联汽车的道路阻力；

其中，m为待测试智能网联汽车的质量，B为平动惯量模拟试验台滚筒组模拟的固定机械惯量，C为每个飞轮吸合时模拟的机械惯量；n为吸合的飞轮数；n＝1，...，N；N为平动惯量模拟试验台上的飞轮总数，D为交流电力测功机模拟的电惯量；F_r为道路阻力，G为待测试智能网联汽车重力，f为滚动阻力系数，C_D为空气阻力系数，A为迎风面积，u为待测试智能网联汽车行驶速度，α为道路坡度，δ为待测试智能网联汽车旋转质量换算系数，d_u/d_t为待测试智能网联汽车行驶加速度。

可选的，在所述投影幕布在所述待测试智能网联汽车前方模拟所述待测试场景之前，还包括：

控制所述待测试智能网联汽车在高速模式下行驶；所述高速模式下所述待测试智能网联汽车的行驶速度大于限速标志限定的速度。

可选的，所述根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述待测试场景下的性能，具体包括：

在所述待测试场景为减速场景时，根据所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述减速场景开始显示后的行驶距离；所述减速场景包括所述限速标志场景和所述人行横道场景中无行人；

确定所述行驶距离等于第一距离时所述待测试智能网联汽车的车速为减速测试车速；

判断所述减速测试车速是否大于标准速度，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车在所述减速场景下不合格；

若所述第一判断结果为否，则所述待测试智能网联汽车在所述减速场景下合格。

可选的，

在所述减速场景为限速标志场景时，所述第一距离为预设距离；所述标准速度为限速标志限定的速度；

在所述减速场景为人行横道场景中无行人时，所述第一距离为人行横道场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与人行横道的距离；所述标准速度为人行横道允许通过的速度。

可选的，所述根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述待测试场景下的性能，还包括：

在待测试场景为停车场景时，确定所述停车场景开始显示到所述待测试智能网联汽车停止时的行驶距离为制动距离；所述停车场景包括信号灯场景为红灯、前方障碍物场景以及人行横道场景中有行人；

判断所述制动距离与标准距离的差值是否小于差值阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车在所述停车场景下不合格；

若所述第二判断结果为否，则所述待测试智能网联汽车在所述停车场景下合格。

可选的，

在停车场景为信号灯场景为红灯时，所述标准距离为信号灯场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与信号灯的距离；

在停车场景为前方障碍物场景时，所述标准距离为前方障碍物场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与前方障碍物的距离；

在停车场景为人行横道场景中有行人时，所述标准距离为人行横道场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与人行横道的距离。

可选的，在若所述第一判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车在所述停车场景下合格之后，还包括：

获取所述停车场景结束后，所述待测试智能网联汽车的启动时间；

判断所述启动时间是否大于时间阈值，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车的启动性能不合格；

若所述第三判断结果为否，则所述待测试智能网联汽车的启动性能合格。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种智能网联汽车的性能测试装置及方法，装置包括：测试管理平台、中央控制单元、平动惯量模拟试验台和投影幕布；测试管理平台、平动惯量模拟试验台和投影幕布均与中央控制单元连接；中央控制单元用于根据待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；待测试智能网联汽车在平动惯量模拟试验台上行驶；测试管理平台用于获取用户选取的待测试场景，并将待测试场景传输至中央控制单元；待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；投影幕布设置于待测试智能网联汽车的前方；中央控制单元用于控制投影幕布显示待测试场景；测试管理平台还用于实时获取待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；中央控制单元还用于根据待测试场景中待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定待测试智能网联汽车的性能。本发明通过机械惯量和电惯量模拟待测试智能网联汽车行驶的平动惯量和道路阻力，通过投影幕布模拟多种待测试场景，提高了模拟精度，能够高效、快速、准确验证智能网联汽车在复杂多变行驶工况下各功能的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中智能网联汽车的性能测试装置结构示意图；

图2为本发明实施例中智能网联汽车的性能测试方法流程图；

图3为本发明实施例中智能网联汽车的平动惯量模拟试验台结构示意图；

图4为本发明实施例中测试管理平台的测控系统示意图；

图5本发明实施例中智能网联汽车的性能测试装置通信图；

图6为本发明实施例中总线通信流程图；

图7为本发明实施例中测试管理平台软件设计框架图；

图8为本发明实施例中测试管理平台程序检测流程图；

图9为本发明实施例中限速标志性能确定方法流程图；

图10为本发明实施例中人行横道场景性能确定方法流程图；

图11为本发明实施例中信号灯场景性能确定方法流程图；

图12为本发明实施例中前方障碍物场景性能确定方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种智能网联汽车的性能测试装置及方法，能够高效、快速、准确地验证智能网联汽车在复杂多变行驶工况下多种功能的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中智能网联汽车的性能测试装置结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种智能网联汽车的性能测试装置，包括：

测试管理平台、中央控制单元、平动惯量模拟试验台和投影幕布；

测试管理平台、平动惯量模拟试验台和投影幕布均与中央控制单元连接；

中央控制单元用于根据待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；待测试智能网联汽车在平动惯量模拟试验台上行驶；平动惯量包括机械惯量和电惯量；

测试管理平台用于获取用户选取的待测试场景，并将待测试场景传输至中央控制单元；待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；

投影幕布设置于待测试智能网联汽车的前方；中央控制单元用于控制投影幕布显示待测试场景；

测试管理平台还用于实时获取待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；

中央控制单元还用于根据待测试场景中待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定待测试智能网联汽车的性能。

具体的，智能网联汽车的平动惯量模拟试验台结构示意图如图3所示，其中，1为前滚筒组机架，2为滚筒组，3为T型减速器，4为可伸缩传动轴，5为后滚筒组机架，6为机械飞轮，7为主副滚筒同步链条，8为交流电力测功机，9为移动导轨，10为轴重仪，11为扭矩传感器。

图2为本发明实施例中智能网联汽车的性能测试方法流程图；如图2所示，本发明提供了一种智能网联汽车的性能测试方法，应用于上述的智能网联汽车的性能测试装置，方法包括：

步骤201：获取待测试智能网联汽车的质量；

步骤202：根据待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；

步骤203：获取用户选取的待测试场景；待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；

步骤204：投影幕布在待测试智能网联汽车前方模拟待测试场景；

步骤205：获取待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；

步骤206：根据待测试场景中待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定待测试智能网联汽车在待测试场景下的性能。

步骤202，具体包括：

根据待测试智能网联汽车的质量，利用公式m＝B+nC+D确定平动惯量模拟试验台中吸合的飞轮数量和交流电力测功机模拟的电惯量；

根据交流电力测功机模拟的电惯量，确定交流电力测功机的输出功率；

根据待测试智能网联汽车的质量，利用公式

确定待测试智能网联汽车的道路阻力；

其中，m为待测试智能网联汽车的质量，B为平动惯量模拟试验台滚筒组模拟的固定机械惯量，C为每个飞轮吸合时模拟的机械惯量；n为吸合的飞轮数；n＝1，...，N；N为平动惯量模拟试验台上的飞轮总数，D为交流电力测功机模拟的电惯量；F_r为道路阻力，G为待测试智能网联汽车重力，f为滚动阻力系数，C_D为空气阻力系数，A为迎风面积，u为待测试智能网联汽车行驶速度，α为道路坡度，δ为待测试智能网联汽车旋转质量换算系数，d_u/d_t为待测试智能网联汽车行驶加速度。

在步骤204之前，还包括：

控制待测试智能网联汽车在高速模式下行驶；高速模式下待测试智能网联汽车的行驶速度大于限速标志限定的速度。

步骤206，具体包括：

在待测试场景为减速场景时，根据待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定待测试智能网联汽车在减速场景开始显示后的行驶距离；减速场景包括限速标志场景和人行横道场景中无行人；

确定行驶距离等于第一距离时待测试智能网联汽车的车速为减速测试车速；

判断减速测试车速是否大于标准速度，得到第一判断结果；

若第一判断结果为是，则待测试智能网联汽车在减速场景下不合格；

若第一判断结果为否，则待测试智能网联汽车在减速场景下合格。

在减速场景为限速标志场景时，第一距离为预设距离；标准速度为限速标志限定的速度；

在减速场景为人行横道场景中无行人时，第一距离为人行横道场景开始显示时待测试智能网联汽车与人行横道的距离；标准速度为人行横道允许通过的速度。

步骤206，还包括：

在待测试场景为停车场景时，确定停车场景开始显示到待测试智能网联汽车停止时的行驶距离为制动距离；停车场景包括信号灯场景为红灯、前方障碍物场景以及人行横道场景中有行人；

判断制动距离与标准距离的差值是否小于差值阈值，得到第二判断结果；

若第二判断结果为是，则待测试智能网联汽车在停车场景下不合格；

若第二判断结果为否，则待测试智能网联汽车在停车场景下合格。

在停车场景为信号灯场景为红灯时，标准距离为信号灯场景开始显示时待测试智能网联汽车与信号灯的距离；

在停车场景为前方障碍物场景时，标准距离为前方障碍物场景开始显示时待测试智能网联汽车与前方障碍物的距离；

在停车场景为人行横道场景中有行人时，标准距离为人行横道场景开始显示时待测试智能网联汽车与人行横道的距离。

在若第一判断结果为是，则待测试智能网联汽车在停车场景下合格之后，还包括：

获取停车场景结束后，待测试智能网联汽车的启动时间；

判断启动时间是否大于时间阈值，得到第三判断结果；

若第三判断结果为是，则待测试智能网联汽车的启动性能不合格；

若第三判断结果为否，则待测试智能网联汽车的启动性能合格。

具体的，本发明提供的智能网联汽车性能检测装置，包括：投影幕布、中央控制室、测试管理平台、平动惯量模拟试验台等。试验台主要通过机械惯量与电惯量耦合的方式提高车辆平动惯量模拟的精度，机械惯量由平动惯量模拟试验台上的滚筒和传动部件以及可独立调节的飞轮模拟，电惯量由1台或多台交流电力测功机模拟，本发明仅采用1台交流电力测功机示意。由GB18285-2018、GB3847-2018等标准可知，试验台滚筒、飞轮等的惯量是等效为汽车平移质量的平动惯量。因此在智能网联汽车进行台试检测前先进行称重，计算出机械惯量与电惯量耦合的等效汽车质量值，进而通过机械惯量与电惯量耦合来精确模拟实现智能网联汽车道路行驶时的平动惯量和道路阻力。

其中，智能网联汽车在实际路面行驶时同普通车辆在实际路面行驶时一样，所受到的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。如公式1所示：

F_r＝F_f+F_w+F_i+F_j

式中：F_r：道路阻力；F_f：滚动阻力；F_w：空气阻力；F_i：坡度阻力；F_j：加速阻力

具体的：

式中：G：汽车重力；f：滚动阻力系数；C_D：空气阻力系数；A：迎风面积；u：汽车行驶速度；α：道路坡度；δ：汽车旋转质量换算系数；m汽车质量；d_u/d_t：汽车行驶加速度。

根据车辆参数、车速和道路坡度等信息，测试过程中实时计算被测车辆的目标道路阻力。车辆在实际路面行驶时，由车辆自身旋转部分所产生的阻力与在平动惯量模拟试验台上运行时一样，在道路阻力分析时不予考虑，δ＝1。车辆在平动惯量模拟试验台上运行时相对地面静止，为了还原车辆在实际道路行驶所受到的阻力，必须要通过试验台架惯量的模拟来实现，使得试验台模拟的平动惯量与汽车实际质量一致，可实现车辆平移的加速阻力模拟，通过控制交流电力测功机输出驱动/制动扭矩，模拟车辆实际道路行驶的滚动阻力、空气阻力和坡度阻力。通过电磁离合器吸合飞轮组来控制和调节机械惯量以及通过交流电力测功机控制扭矩输出，使车辆在试验台架上行驶的阻力等于在路面上行驶的阻力，从而模拟汽车在真实路面上所受阻力状况，这样，在室内台架检测的结果与车辆实际道路试验测试结果等效。

本发明依据《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》中的测试场景开发了智能网联汽车台试的检测方法，通过平动惯量模拟试验台模拟车辆实际道路行驶时的阻力，通过投影幕布模拟车辆行驶环境信息，通过采集试验台车速、轮速、阻力转矩等信息，对智能网联汽车的功能和性能进行评价。本试验台同样可检测有人驾驶的普通车辆，驾驶员根据投影幕布显示的道路信息在试验台上行驶，同样验证普通车辆的加速性能、减速性能和制动性能等。

本发明将智能网联汽车驶上平动惯量模拟试验台，通过中央控制室的测试管理平台实现投影幕布显示的场景与试验台测控系统中央控制单元间的实时互联。通过中央控制室，控制投影幕布模拟车辆行驶过程中交通场景及事件，控制平动惯量模拟试验台动态模拟各场景道路条件下车辆实际道路行驶的阻力，对智能网联汽车自动驾驶功能相适应的台试检测项目进行实车测试，对智能网联汽车控制系统有效性进行评价。

平动惯量模拟试验台主要由9部分构成，如图3所示，分别是滚筒组、滚筒中心距调整机构、同步传动机构、前后滚筒组联动总成、机械惯量与电惯量耦合机构、称重装置、变频器、交流电力测功机等。

本发明设计采用机械惯量与电惯量耦合的方式，机械惯量由独立控制的机械飞轮提供，电惯量由1个交流电力测功机提供。前后滚筒组有联动功能，主滚筒与副滚筒通过链条实现动力的传递；前后滚筒组通过滚筒离合器的吸合，由可伸缩的传动轴可使台架适合不同轴距的车辆实现前后滚筒组的同步转动，由此实现交流电力测功机扭矩输出到各个滚筒组；前后滚筒组距离可调功能可以适应不同型号车辆的轴距，扩大检测范围；主副滚筒轴的中心距有可调节功能，不同的滚筒中心距实现车辆在检测时，轮胎在主副滚筒中间的位置不同，形成不同的安置角大小，用来模拟不同路面的附着系数。

中央控制室是智能网联汽车性能台试检测系统的控制核心，中央控制室主要包括：中央控制单元和测试管理平台等。图4为本发明实施例中测试管理平台的测控系统示意图，如图4所示，中央控制单元的传感器主要包括：轴重仪、中心距传感器、轴距传感器、轮速传感器、车速传感器、扭矩传感器。轴重仪安装在车辆进入滚筒组的路径上，用来检测车辆检测前的实际轴重；中心距传感器用来测量滚筒组中主副滚筒的距离，通过中央控制单元计算车轮的安置角大小；轴距传感器用来测量前后滚筒组机架的相对位置，用来感知不同轴距车型在对车辆轴距调整时的相对位置，轴距传感器所测量的信息可知车辆轴距的大小；轮速与车速实现对被测车辆行驶过程中数据采集，轮速传感器安装在每根第三滚筒的一端，用来测量车轮的转速，车速传感器安装在主滚筒的一端用来检测车速，传感器检测到旋转信号经过一系列滤波整形后由单片机进行运算处理传递给中央控制单元，中央控制单元将所测得的数据传递给测试管理平台，测试管理平台通过调用结果查询及数据回调子程序完成测试数据的统计和显示；扭矩传感器用来测量交流电力测功机电惯量的扭矩输出。中央控制单元控制的试验台执行机构包括：飞轮离合器、滚筒离合器、中心距调整电机、轴距调节、电子气压阀、变频器、交流电力测功机等。飞轮离合器控制机械飞轮的吸合；滚筒离合器控制前后滚筒组的同步转动；中心距调整电机调整滚筒组主副滚筒的距离，在中心距传感器配合下完成车轮安置角的改变，从而模拟不同路面的附着系数；轴距调节机构在轴距传感器配合下完成试验台前后滚筒组机架的相对位置调整，以适应不用轴距车辆的检测；电子气压阀控制举升器的升起和降落，举升器的升起和降落以保证车辆可以平稳的驶入或驶出试验台；变频器与交流电力测功机配合使用实现试验台电惯量模拟，以及动态模拟车辆实际道路行驶的阻力。如图6所示，变频器与中央控制单元建立通讯链接，中央控制单元将需要调整的信号发送给变频器，交流电力测功机根据电惯量和车辆行驶阻力模拟的需要输出相应的扭矩；中央控制单元对各个飞轮离合器的控制，可改变滚筒组的机械转动惯量，右后滚筒组主滚筒一侧安装有交流电力测功机，且交流电力测功机的输出轴与滚筒组的滚动中心同轴连接，通过改变交流电力测功机的输出力矩来改变滚筒组的转动惯量，由于采用的是交流电力测功机，可精确的调整输出力矩，进而实现精确控制滚筒组的转动惯量，通过中央控制单元对飞轮离合器的吸合控制与交流电力测功机扭矩的输出的配合下，实现机械惯量与电惯量的耦合，以达到模拟智能网联汽车行驶平动惯量模拟的目的(例如，通过轴重仪称重车辆质量为1228kg，滚筒组固定模拟机械惯量为680kg，三个机械飞轮分别模拟机械惯量为220kg，交流电力测功机最大可模拟220kg的平动惯量。此时模拟车辆行驶的平动惯量等效汽车质量为1228kg＝680+220*2+108kg，中央控制单元吸合2个飞轮，交流电力测功机提供108kg的等效质量。飞轮的大小设计、飞轮的数量、位置安排与吸合的数量以及交流电力测功机的具体安装位置不仅仅局限于本试验台，本试验台为示例，主要注重这种方法)。

变频器和扭矩传感器是智能网联汽车平动惯量模拟试验台电惯量精确输出的重要部分，如图5所示，当中央控制单元预设交流电力测功机需要输出的扭矩时，中央控制单元向变频器发送信号控制交流电力测功机进行扭矩输出，此时扭矩传感器检测到交流电力测功机输出的扭矩发送回中央控制单元，中央控制单元根据当前扭矩输出的大小与预设扭矩大小进行比对，进而保证交流电力测功机稳定输出扭矩。中央控制单元、变频器、交流电力测功机和扭矩传感器构成了电惯量模拟施加的反馈闭环，提高了电惯量模拟的准确性。

测试管理平台是智能网联汽车性能台试检测系统的可视化界面，检测员在测试管理平台上对智能网联汽车性能台试检测系统进行日常操作及维护。依据《智能网联自动驾驶汽车功能测试规程(试行)》中列举的检测项目及场景，进行操作界面以及场景模拟。试验台架系统的测试工作由测试管理平台控制进行，包括有车辆信息登录子程序、场景设定子程序、硬件检查子程序、惯量匹配子程序、结果查询及数据回调子程序，如图7所示，车辆信息登录子程序提供车辆信息登录界面，包括录入车辆品牌型号，轴距长度，轮胎规格型号等车辆自身所具备的信息；场景设定子程序提供检测项目，如《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》中限速标识及响应项目的场景；硬件检查子程序可以对执行器等部分进行单独调节，包括滚筒离合器、飞轮离合器、举升器、刹车气路、中心距、轴距以及复位等，以实现对检测台体执行机构的自检功能，例如点击“举升器升”，测试管理平台会向中央控制单元发送举升器升的指令，中央控制单元解析当前指令并执行，若执行器完好，则举升器会上升，若没有动作响应，则可以进一步对继电器或者执行器进行检查；惯量匹配子程序中含有惯量模拟控制算法，通过控制算法程序实现对交流电力测功机扭矩输出的控制；结果查询及数据回调子程序，实现检测数据的导出与报告的打印。测试管理平台将命令发送到中央控制单元，中央控制单元控制各执行器完成各检测任务并将检测过程数据及结果上传到测试管理平台显示。通过测试管理平台界面显示出来，使所测的数据更加方便、直观的进行分析，并且可以将数据进行存档以便之后进行查询研究。

中央控制单元在扭矩发生改变时，施加扭矩的算法采用动态矩阵预测控制算法，中央控制单元连续测得车速信息，控制算法将所预测的下一时刻的扭矩值通过通讯传递给变频器，控制交流电力测功机进行扭矩改变；通过测得车轮的转速和施加的扭矩，进而预测下一时刻的车速变化，预测补偿下一时刻电机输出的扭矩。在实际检测过程中，智能网联汽车在试验台上行驶，车辆根据投影幕布显示的道路环境信息采取行驶行为，当车辆以不同的加速度或减速度行驶时，汽车道路行驶的阻力由中央控制单元通过采集多个连续的历史时间节点，预测下一时刻的行驶速度，从而通过控制变频器来控制交流电力测功机输出的扭矩补偿电惯量和模拟道路阻力，达到车辆台试检测和实际道路测试等效。

依照《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》中的智能网联汽车测试项目及场景，测试管理平台操作软件设计了可对智能网联汽车进行单一场景循环检测的设置，也可以进行多个场景检测项目自由搭配组合的综合检测，并出具智能网联汽车功能检测报告。测试管理平台程序检测流程图如图8所示。

被检测车辆信息登录后，台体依据被测车辆进行自我调节来适应待检测车辆的轴距，测试管理平台与中央控制单元之间发送信息进行台体的轴距调节；同时，控制举升器升起、滚筒离合器吸合、飞轮离合器吸合，保证滚筒不会自由旋转，方便车辆驶入，操作者选择要进行检测的项目；待车辆驶入检测台；轴重仪在车辆驶入检测台时测得车辆的质量，将检测的测量值发送给中央控制单元；中央控制单元控制举升器降落，检测开始；依照登录信息和轴重仪所测车辆质量匹配飞轮的吸合；车速与轮速传感器实时向中央控制单元返回测试数据；检测结束，中央控制单元控制举升器举升、电磁离合器吸合，车辆驶出检测台，检测结束。本发明依照《智能网联汽车自动驾驶功能测试规程(试行)》中具有典型性的纵向行驶检测项目进行举例，其余项目同等适用。检测场景包括：限速标志识别及响应场景、人行横道识别及响应场景、机动车信号灯识别及响应和自动紧急制动场景四个场景。

(1)限速标志场景

如图9所示，当待检的智能网联汽车信息登录完成后行驶入惯量模拟试验台时(滚筒旋转，车速、轮速传感器采集被检测车辆的车速与轮速)开始检测。在进行限速标志20km/h识别及响应测试时，智能网联汽车启动并加速超过限速标识提醒的1.2倍(加速时，车辆驱动惯量模拟试验台旋转)，当投影幕布显示限速20km/h标志时，智能网联汽车环境感知系统捕获限速标志信息后需将车辆减速控制在20km/h以下，试验台的轮速传感器和车速传感器实时采集车辆轮速和车速信息，将数据发送到中央控制单元，中央控制单元依据动态矩阵预测控制算法预测下一时刻车速信息，并通过控制变频器控制交流电力测功机的扭矩输出，测试管理平台的数据收集模块接收中央控制单元发送的数据包(包含车速、轮速和交流电力测功机输出的扭矩)，并计算和判断幕布投影限速标志出现到车辆经过限速标志时车辆稳定控制在20km/h以下的行驶距离。当测试车辆在减速过程中行驶的距离在100m范围内判断车辆的行驶速度是否大于20km/h，若车速仍大于20km/h则为不合格行驶。当投影幕布提示是否进行循环检测或者检测结束时，操作员可选择是否继续当前场景的进一步检测。若进行继续检测，车辆仍需加速至20km/h的1.2倍以上的速度继续进行循环检测，否则，打印检测报告，该项目检测完成。

(2)人行横道场景

如图10，在开始检测时，智能网联汽车需要将车加速至40km/h并保持匀速行驶，投影幕布显示前方有“人行横道线”时，智能网联汽车环境感知系统捕获人行横道线的信息后需将车辆进行减速处理(减速的情况与加速的场景是一样的，只是滚筒的转速在逐渐变慢，加速的情况，滚筒逐渐变快)，试验台的轮速传感器和车速传感器实时采集车辆轮速和车速信息，将数据发送到中央控制单元，中央控制单元依据动态矩阵预测控制算法预测下一时刻车速信息，并通过控制变频器控制交流电力测功机的扭矩输出，测试管理平台的数据收集模块接收中央控制单元发送的数据包，计算和判断幕布投影显示人行横道线到车辆经过人行横道线时车辆行驶的距离。当车辆最终在100m范围内将车辆降速至10km/h时并缓慢通过人行横道线或者投影幕布显示有行人横穿马路时车辆在人行横道线前0.5m～2m处停车，则可判断为合理行驶或合理停车，当车辆在100m范围内没有降速至10km/h或者停车的时候越过人行横道线判断为不合格行驶。当车辆停车后再次启动时，车辆的启动时间不超过3s，当启动时间大于3s时，判断车辆启动超时。当投影幕布提示是否进行循环检测或者检测结束时，操作员可选择是否继续当前场景的进一步检测。若进行继续检测，车辆仍需加速至40km/h继续进行循环检测，否则，打印检测报告，该项目检测完成。

(3)信号灯场景

如图11，在开始检测时，测试员需要将车加速至30km/h并保持匀速行驶，幕布显示前方“红灯”亮起时，测试车辆应采取减速并在红灯停止线制动，此试验台的轮速传感器和车速传感器实时采集车辆轮速和车速信息，将数据发送到中央控制单元，中央控制单元依据动态矩阵预测控制算法预测下一时刻车速信息，并通过控制变频器控制交流电力测功机的扭矩输出，测试管理平台的数据收集模块接收中央控制单元发送的数据包，计算和判断幕布投影出现红灯亮起到车辆停止在停止线时车辆行驶的距离。当车辆最终停止在100m～102m范围内时判断为越线停车，当车辆最终停止的距离为98m～99.5m范围内时为合理停车，当车辆停止在大于102m处时则判断为过度停车，若车辆没有停车继续行驶时，则判断为不合格。车辆在“红灯”停车后幕布提示“绿灯”亮起时，车辆迅速提升车速到30km/h并稳定匀速行驶。当投影幕布提示是否进行循环检测或者检测结束时，操作员可选择是否继续当前场景的进一步检测。若进行继续检测，车辆仍需加速至30km/h继续进行循环检测，否则，打印检测报告，该项目检测完成。

(4)自动紧急制动场景中的前车静止场景(前方障碍物场景)

如图12，车辆在开始检测时，测试员需要将车加速至50km/h并保持匀速行驶，幕布显示前方有“障碍物”，测试车辆需采取紧急制动(和减速的情况一致)，此试验台的轮速传感器和车速传感器实时采集车辆轮速和车速信息，将数据发送到中央控制单元，中央控制单元依据动态矩阵预测控制算法预测下一时刻车速信息，并通过控制变频器控制交流电力测功机的扭矩输出，测试管理平台的数据收集模块接收中央控制单元发送的数据包，计算和判断幕布投影出现障碍物到车辆停止时的距离。若车辆在幕布投影显示下的障碍物前停止，测试管理平台可判断车辆合理行驶；若测试车辆未减速、未有效制动或者制动距离过长，超过投影幕布显示的障碍物，测试管理平台可判断车辆行驶不合格。操作员可选择是否继续当前场景的进一步检测。若进行继续检测，车辆仍需加速至50km/h继续进行循环检测，否则，打印检测报告，该项目检测完成。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，采用一种智能网联汽车的性能测试装置，所述装置，包括：

测试管理平台、中央控制单元、平动惯量模拟试验台和投影幕布；

所述测试管理平台、所述平动惯量模拟试验台和所述投影幕布均与所述中央控制单元连接；

所述中央控制单元用于根据待测试智能网联汽车的质量控制所述平动惯量模拟试验台模拟所述待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力；待测试智能网联汽车在所述平动惯量模拟试验台上行驶；所述平动惯量包括机械惯量和电惯量；

所述测试管理平台用于获取用户选取的待测试场景，并将所述待测试场景传输至所述中央控制单元；所述待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；

所述投影幕布设置于所述待测试智能网联汽车的前方；所述中央控制单元用于控制所述投影幕布显示所述待测试场景；

所述测试管理平台还用于实时获取所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；

所述中央控制单元还用于根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车的性能；

具体测试方法包括：

获取待测试智能网联汽车的质量；

根据所述待测试智能网联汽车的质量控制平动惯量模拟试验台模拟所述待测试智能网联汽车行驶时的平动惯量和道路阻力，具体包括：

根据所述待测试智能网联汽车的质量，利用公式m＝B+nC+D确定平动惯量模拟试验台中吸合的飞轮数量和交流电力测功机模拟的电惯量；

根据所述交流电力测功机模拟的电惯量，确定所述交流电力测功机的输出功率；

根据所述待测试智能网联汽车的质量，利用公式

确定所述待测试智能网联汽车的道路阻力；

其中，m为待测试智能网联汽车的质量，B为平动惯量模拟试验台滚筒组模拟的固定机械惯量，C为每个飞轮吸和时模拟的机械惯量；n为吸和的飞轮数；n＝1，...，N；N为平动惯量模拟试验台上的飞轮总数，D为交流电力测功机模拟的电惯量；F_r为道路阻力，G为待测试智能网联汽车重力，f为滚动阻力系数，C_D为空气阻力系数，A为迎风面积，u为待测试智能网联汽车行驶速度，α为道路坡度，δ为待测试智能网联汽车旋转质量换算系数，d_u/d_t为待测试智能网联汽车行驶加速度；

获取用户选取的待测试场景；所述待测试场景为限速标志场景、人行横道场景、信号灯场景或者前方障碍物场景；

投影幕布在所述待测试智能网联汽车前方模拟所述待测试场景；

获取所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速；

根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述待测试场景下的性能。

2.根据权利要求1所述的智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，在所述投影幕布在所述待测试智能网联汽车前方模拟所述待测试场景之前，还包括：

控制所述待测试智能网联汽车在高速模式下行驶；所述高速模式下所述待测试智能网联汽车的行驶速度大于限速标志限定的速度。

3.根据权利要求2所述的智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述待测试场景下的性能，具体包括：

在所述待测试场景为减速场景时，根据所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述减速场景开始显示后的行驶距离；所述减速场景包括所述限速标志场景和所述人行横道场景中无行人；

确定所述行驶距离等于第一距离时所述待测试智能网联汽车的车速为减速测试车速；

判断所述减速测试车速是否大于标准速度，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车在所述减速场景下不合格；

若所述第一判断结果为否，则所述待测试智能网联汽车在所述减速场景下合格。

4.根据权利要求3所述的智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，

在所述减速场景为限速标志场景时，所述第一距离为预设距离；所述标准速度为限速标志限定的速度；

在所述减速场景为人行横道场景中无行人时，所述第一距离为人行横道场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与人行横道的距离；所述标准速度为人行横道允许通过的速度。

5.根据权利要求1所述的智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述待测试场景中所述待测试智能网联汽车的车速和车轮转速，确定所述待测试智能网联汽车在所述待测试场景下的性能，还包括：

在待测试场景为停车场景时，确定所述停车场景开始显示到所述待测试智能网联汽车停止时的行驶距离为制动距离；所述停车场景包括信号灯场景为红灯、前方障碍物场景以及人行横道场景中有行人；

判断所述制动距离与标准距离的差值是否小于差值阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车在所述停车场景下不合格；

若所述第二判断结果为否，则所述待测试智能网联汽车在所述停车场景下合格。

6.根据权利要求5所述的智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，

在停车场景为信号灯场景为红灯时，所述标准距离为信号灯场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与信号灯的距离；

在停车场景为前方障碍物场景时，所述标准距离为前方障碍物场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与前方障碍物的距离；

在停车场景为人行横道场景中有行人时，所述标准距离为人行横道场景开始显示时所述待测试智能网联汽车与人行横道的距离。

7.根据权利要求5所述的智能网联汽车的性能测试方法，其特征在于，在所述若所述第一判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车在所述停车场景下合格之后，还包括：

获取所述停车场景结束后，所述待测试智能网联汽车的启动时间；

判断所述启动时间是否大于时间阈值，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果为是，则所述待测试智能网联汽车的启动性能不合格；

若所述第三判断结果为否，则所述待测试智能网联汽车的启动性能合格。

Images