[发明专利]一种基于数字孪生虚实交互技术的人机共驾测试方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生虚实交互技术的人机共驾测试方法，利用虚拟仿真场景和虚拟传感器(雷达、相机等)，将虚拟传感器探测到的虚拟仿真场景信息通过5G通信基站传递给现实车辆中的自动驾驶控制器，由实车的自动驾驶控制器来判断在当前场景下，车辆需要执行的驾驶操作并产生和驾驶员之间的交互和接管信息或预警信息。同时，实车的自动驾驶控制器接收来自驾驶模拟舱驾驶员的控制指令以及驾驶员行为监测模块传来的驾驶员行为信息，来判断驾驶员的驾驶状态并决定人‑车共驾权重因子，与此同时，收集驾驶员对车辆的操作和交互信息，以便后续充分测试和优化车辆的人机交互及共驾性能和乘员舒适性。

技术领域

本发明涉及人机共驾测试领域，特别是一种基于数字孪生虚实交互技术的人机共驾测试方法。

背景技术

根据美国汽车工程师协会按照智能汽车自动化程度的不同，将智能汽车分为手动驾驶、驾驶辅助、部分自动化、有条件自动化、高度自动化和完全自动化，分别对应L₀-L₅这六个自动驾驶级别。根据对每个级别的定义，L₀-L₂这三个自动驾驶级别的车辆在行车过程中，驾驶员仍在车辆操控方面占据主导地位，车辆只起到辅助驾驶员操作的功能。L₃级别的智能汽车已经初步具有了独自判断和决策的能力，车辆在具备一定条件时，可以执行自动驾驶，但要求驾驶者要时刻关注行车情况，在必要时，要能随时接管车辆，完成驾驶任务。而L₄和L₅两个级别的智能车辆将会控制驾驶体验的所有方面，并不期望驾驶员在正常驾驶任务中介入驾驶。

根据上述的自动驾驶分级中，前四个级别的智能驾驶车辆在行车过程中，驾驶员仍占据着主导地位。而在后两个自动驾驶级别中，虽然不期望驾驶员干预驾驶任务，但也并非完全忽略驾驶员的存在。根据目前自动驾驶车辆普及的速率，我国将在未来较长的一段时期内都处于各级别自动驾驶车辆共同驾驶的混合交通行车模式，行车环境较为复杂。因此，综合考虑智能汽车自动驾驶性能和人机交互及共驾的综合性汽车驾驶问题已成为当下自动驾驶车辆的研究热点。

虽然自动驾驶车辆的人机交互及共驾性能尤为重要，但是目前多采用软件在环或部分硬件在环的方式来测试自动驾驶车辆的人机交互及共驾性能。这种测试方式虽然极大的节约了时间和经济成本，也规避了驾驶员实车试验在试验失败时所造成的风险，但由于整个试验均采用虚拟模拟或部分模块采用硬件代替的方式，因此其测试工况、测试场景、人机交互及驾驶体验方面均和真实的车辆以及交通场景有较大差别。且人机控制切换多发生在较为紧急、车辆无法处理当前行车场景的情况下，因此，若直接采用驾驶员实车测试，势必会带来较大的测试风险。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种基于数字孪生虚实交互技术的人机共驾测试方法，在相对安全的情况下，利用虚拟仿真场景可随机无限生成的优势，在虚拟仿真场景中测试各种人机交互和共驾方面可能出现工况，且可以重复性的再现一些极限工况。同时，将驾驶模拟、虚拟仿真测试场景以及实际测试场地中的实际自动驾驶测试车辆相结合，较为真实的模拟现实中的交通场景，并提供更真实的驾驶和交互体感，以充分测试自动驾驶车辆的人机交互及共驾性能。

本发明的基本思路是：利用虚拟仿真场景和虚拟传感器(雷达、相机等)，将虚拟传感器探测到的虚拟仿真场景信息通过5G通信基站传递给现实车辆中的自动驾驶控制器，由实车的自动驾驶控制器来判断在当前场景下，车辆需要执行的驾驶操作并产生和驾驶员之间的交互和接管信息或预警信息。同时，实车的自动驾驶控制器接收来自驾驶模拟舱驾驶员的控制指令以及驾驶员行为监测模块传来的驾驶员行为信息，来判断驾驶员的驾驶状态并决定人-车共驾权重因子，与此同时，收集驾驶员对车辆的操作和交互信息，以便后续充分测试和优化车辆的人机交互及共驾性能和乘员舒适性。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：