[发明专利]一种基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试方法

说明书

本发明公开了一种基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试方法，对前期数字孪生仿真测试过程进行总结，为后期数字孪生虚实交互测试提供一些前期数字孪生仿真测试中虚拟自动驾驶车辆未能达到预期测试结果的场景和工况，以缩减后期数字孪生虚实交互测试的研发周期；本发明采用相机暗箱模块，可以迅速测试和调校相机进行数据处理、目标识别和学习训练。同时，相机暗箱模块可以和虚拟仿真模块中虚拟传感器的数据进行融合，以提供更多更精确的环境信息；本发明将驾驶模拟器和操驾体感模拟器相结合，在调试自动控制算法的同时，考虑驾驶员因素，训练自动控制算法的人机共驾性能和车辆的驾驶舒适性；本发明为最后的路试提供最强的保障。

技术领域

本发明涉及自动驾驶测试领域，特别是一种基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试方法。

背景技术

不同级别的自动驾驶车辆在真正的商业化应用之前都要经过大量的测试来调试和优化自动驾驶控制算法，如果在整个研发周期均采用道路测试的方式，势必会耗费大量的时间和经济成本，且法律法规对自动驾驶的容忍度以及极端场景和危险工况的测试安全性和复现性都给自动驾驶道路测试带来了诸多困难。

封闭场地道路测试虽然在一定程度上规避了自动驾驶道路测试所面临的一些问题，且能较为真实再现部分危险工况和经典工况。然而，其测试工况和测试场景均和真实的交通场景有较大差别，对于一些极限工况的测试仍然难以精确复现，并具有一定的测试风险，尤其是测试失败时，势必带来成本损失。

基于数字孪生技术的虚实结合自动驾驶测试方法在一定程度上解决了封闭场地道路测试面临的测试场景问题。利用虚拟场景可无限生成的优势，可以在相对安全的情况下重复再现一些极限工况，同时能较为真实的模拟现实中的交通场景。该方法利用虚拟仿真中的虚拟场景和虚拟传感器(雷达、相机等)，将虚拟传感器探测到的虚拟场景信息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，车辆需要执行的操作。

虽然虚实结合自动驾驶测试方法有诸多好处，但若在自动驾驶研发的初级阶段就采用这种测试方式，势必会加大研发周期和研发成本。同时传感器的调试和优化也是自动驾驶测试中较为重要的一环，虚实结合的自动驾驶测试方法在传感器调试和优化方面仍有欠缺。且自动驾驶车辆的人机共驾性能以及乘员舒适性也是自动驾驶需要考虑的较为重要的性能。

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相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试方法，以适用于数字孪生技术的自动驾驶初级研发阶段的仿真测试，在适配后期数字孪生虚实结合测试的基础上，缩减前期研发周期；并充分测试和训练相机传感器以及车辆的人机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：

一种基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试方法，利用基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试系统进行测试，所述的基于相机暗箱的数字孪生自动驾驶测试系统包括相机暗箱模块、驾驶模拟器、操驾体感模拟器和工作站，所述的工作站中安装虚拟仿真模块和自动控制算法模块；所述的操驾体感模拟器安装于驾驶模拟器中座椅的底部；

所述的相机暗箱模块的输入端与虚拟仿真模块连接、两个输出端通过工作站分别与5G通讯基站和自动控制算法模块连接；所述的虚拟仿真模块与5G通讯基站双向连接，同时向驾驶模拟器和操驾体感模拟器输出信号；所述的自动控制算法模块在虚实交互测试中集成到实际自动驾驶控制器中，并接收来自驾驶模拟器和操驾体感模拟器的信号；所述的驾驶模拟器和操驾体感模拟器连接，驾驶模拟器通过工作站向5G通讯基站输出信号；所述的实际自动驾驶器向实际测试场地的实际自动驾驶测试车辆输出信号、并接收5G通讯基站的信号；所述的实际自动驾驶测试车辆向5G通讯基站输出信号；

所述的相机暗箱模块包括相机、箱体、显示屏和三轴相机校准支架；相机安装于三轴相机校准支架之上，用于校准相机位置，并与显示屏一同放入箱体之中；所述的显示屏实时显示虚拟仿真模块的仿真视频流，相机采集显示屏显示的内容，并对采集视频数据进行数据处理、目标识别和学习训练；