[发明专利]一种基于重要度抽样的无人车超车场景关键测试案例生成方法

说明书

本发明涉及一种基于重要度抽样的无人车超车场景关键测试案例生成方法。该方法分析了无人车的超车场景，并根据重要度抽样的原理生成极端情况下无人车超车场景关键的测试案例。它包含四大步骤：(1)构建无人车超车场景，确定超车可靠性的影响因素；(2)分析超车可靠性影响因素的参数，并确定参数的范围及分布；(3)构建高斯混合模型，确定模型参数；(4)变换高斯混合模型，进行重要度抽样，确定关键测试用例。基于该方法即可提高无人车超车场景的测试效率，为无人车安全可靠超车设计提供指导。

所属技术领域

本发明提出了一种基于重要度抽样的无人车超车场景关键测试案例生成方法，其目的是提高无人车超车场景的测试效率，从而为无人车可靠性设计提供依据。本发明属于可靠性工程技术领域。

背景技术

无人驾驶技术是智慧交通、智慧城市的重要组成部分，无人车的安全及可靠极其重要。超车行为涉及到车辆的横纵向运动，无人车在应对周边车辆超车时，既要避免不与超车车辆相撞，又要避免不被后车追尾。但由于道路交通瞬息万变，无人车需长时间行驶多次才会有一次濒临危险的超车案例，这使得无人车研制过程难以有效采样，超车场景测试效率低下。鉴于此，本发明以无人车安全可靠超车为目标，融合影响因素分析、参数建模、重要度抽样等方法，设计了一种基于重要度抽样的超车场景测试案例生成方法，获取无人车超车场景下的关键测试用例，以提高无人车超车场景的测试效率，为无人车可靠性设计提供依据。

发明内容

本发明的目的是分析无人车的超车场景，根据重要度抽样的原理，生成极端情况下无人车超车场景关键的测试案例，为无人车安全可靠超车设计提供依据。

其中，无人车超车可靠性是指无人车在超车车辆执行超车操作至完成超车的过程中，未他车被撞车或追尾，并能够安全行驶的能力。

本发明提供的一种基于重要度抽样的无人车超车场景关键测试案例生成方法。其中，本发明假设无人车在高速公路上行驶，且无人车被超车的过程中，始终是沿公路方向平直行驶。本发明主要包含以下步骤：

步骤一：构建无人车超车场景，分析确定超车可靠性的影响因素。

根据无人车在面对周围车辆超车的场景实例，确定无人车应对超车的可靠性影响因素，作为衡量超车可靠性的关键指标。

无人车超车可靠性的影响因素是衡量无人车应对超车车辆超车是否能达到安全可靠的关键指标，无人车超车可靠性的影响因素包括：车辆类别、速度影响因素、车身转角因素、位置影响因素。

步骤1：车辆类别划分。依据车辆的普通特征、使用目的及功能，将车辆划分为不同类别，并设定每种类别车辆的前后左右轴距。

步骤2：分析确定速度影响因素集合，它包括本车速度、超车车辆速度、左车速度、右车速度、前车速度、后车速度。

步骤3：分析确定超车车辆车身转角影响因素，建立二维坐标系，纵轴y为平直马路正方向，横轴x与平直马路正方向垂直，取坐标平面的直线l表示超车车辆车身的方向。

步骤4：分析确定位置影响因素集合，它包括本车位置、超车车辆位置、左车位置、右车位置、前车位置及后车位置。对超车车辆、左车、右车、前车、后车编号，分别记作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，并将每一相关车辆视为质点，以车辆底盘中心标记每一车辆的位置，用二维坐标表示，将无人车及其他相关车辆的位置记作(x,y)。记本车位置为(x₀,y₀)，且在t＝0时刻，x₀＝0,y₀＝0。超车车辆位置、左车位置、右车位置、前车位置、后车位置分别表示为(x_Ⅰ,y_Ⅰ)、(x_Ⅱ,y_Ⅱ)、(x_Ⅲ,y_Ⅲ)、(x_Ⅴ,y_Ⅴ)、(x_Ⅵ,y_Ⅵ)。

步骤二：超车可靠性影响因素参数分析。