[发明专利]自动驾驶转向失效后驾驶人反应行为测试系统及测试方法

权利要求书

1.自动驾驶系统转向功能失效后驾驶人反应行为测试系统，包括硬件系统和软件系统，其特征在于，软件系统包括车辆动力学软件、视景仿真模块和上位机控制模块，硬件系统包含模拟座舱、电机驱动系统、自动驾驶控制器；其中：

电机驱动系统，用于根据接收的所述车辆动力学软件输出的车辆运动学变量，实时驱动电机驱动平台的电机工作；

模拟座舱，位于所述电机驱动平台上，其前方设置用于实现驾驶员视觉反馈的视觉展示硬件，模拟座舱的操作信息传递到所述视景仿真模块，同时模拟座舱的操作装置接收所述车辆动力学软件传输的车辆动力学信息实现方向盘反馈力矩以及失效角度的模拟；

车辆动力学软件，内含主车动力学模块以及测试用例，接收上位机控制模块的信号，并与视景仿真模块、模拟座舱以及电机驱动系统进行信息交互；有三大功能：一是模拟车辆动力学相关变量，二是构建测试用例基础，三是接收上位机控制模块的信号并根据其更改内部参数，接收的上位机控制模块的信号包括控制权切换信号、转向功能的失效信号；

视景仿真模块，包含视觉渲染模块、驾驶员信息交互模块、车辆动力学交互模块、交通车辆信息交互模块，车辆动力学交互模块与交通车辆交互模块用于接收所述车辆动力学软件输出的主车以及交通车的位移以及姿态信息数据，驾驶员信息交互模块用于采集模拟座舱内操纵装置的操作数据并将其传递给车辆动力学软件；

上位机控制模块，用于自动驾驶功能的开启与关闭，通过发出控制指令调整车辆动力学软件中的自动驾驶功能；

自动驾驶控制器与车辆动力学软件进行信息交互；

其中所述车辆动力学软件的功能三包括：车辆动力学软件接收上位机控制模块发出的上位机控制信号并根据其更改内部参数，从而模拟车辆运行中的特定故障；上位机控制信号传递的信号参数为控制权切换信号、转向功能的失效力矩或失效转向角；控制权切换设置将改变实时系统内部信号传输通路，即当设置控制权为自动驾驶控制器时，车辆动力学软件相关控制信号直接接收自动驾驶控制器的控制信号；当设置控制权为驾驶人控制时，智能的模拟座舱内部操纵装置作为车辆动力学软件的控制信号；转向功能的失效力矩或失效转向角信号将直接传入车辆动力学软件，实现仿真模拟的转向失效；

所述测试系统实现模拟转向失效场景以及失效后驾驶员接管车辆的场景；

所述转向失效场景的模拟包括：通过上位机控制模块来实现失效信号的发送，在底层实现上，转向失效信号发送后，将设定的转向失效方向盘转角发送给车辆动力学软件，车辆动力学软件在模拟车辆运动的同时将方向盘转角发送给所述视景仿真模块，视景仿真模块将信号传递给方向盘驱动电机，实现方向盘失效的全流程模拟；

所述失效后驾驶员接管车辆的场景的模拟包括：当方向盘力矩与失效基础力矩的变化绝对值或刹车踏板的变化绝对值超过限定阈值时，即判断驾驶员已进行部分或者完全接管；当仅方向盘力矩信号突变时，判断为部分接管，即仅转向控制权转移给驾驶员；判断接管成功后，模拟座舱中方向盘转角通过视景仿真模块传递给车辆动力学软件，实现驾驶员对车辆的转向控制；当刹车信号突变时，判断为完全接管，车辆的所有控制信号源均切换为所述模拟座舱中的操纵机构信号；

所述测试系统的测试方法，包括如下内容：

通过所述上位机控制模块设置开启自动驾驶功能，并同步设置车辆的控制权为自动驾驶控制器，驾驶员此时处于非驾驶任务状态；

在设定的测试点位，通过所述上位机控制模块手动解除自动驾驶模式中的转向控制，纵向控制仍处于自动驾驶控制器控制状态，且并无警报信号提醒；

驾驶员持续观察前方的前提下，测试驾驶员在车辆转向失效后的转向反应的时间以及控制稳定的时间以及主车行为。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于：所述车辆动力学软件的功能一包括：模拟车辆动力学相关变量，包含车辆的悬架系统、转向系统、轮胎参数，根据不同的测试车辆需求，更改车辆动力学相关参数，模拟不同车型的车辆动力学特性；

所述车辆动力学软件的功能二包括：构建测试用例基础，测试用例基础信息包含本车行为、交通参与者行为、周边场景，周边场景内含路网信息、红绿灯信息，本车行为设定由外部控制信号驱动，外部控制信号源由模拟座舱以及自动驾驶控制器来提供，控制权切换由上位机控制模块设置。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于：所述测试系统实现模拟自动驾驶场景；

所述自动驾驶场景的模拟包括：采用第一种方式，通过在车辆动力学软件中编写模拟自动驾驶的导航算法，让车辆始终处于在车道线中线匀速行驶；或者采用另一种方式，直接使用具备自动车道保持功能的自动驾驶控制器与车辆动力学软件进行信息交互。