30
10.16638/jki.1671-7988.2021.012.010
仿真研究
ire马高峰，马亮，程琳，张雷
（泛亚汽车技术中心有限公司，上海 200000）
摘 要：在ADAS （Advanced Driver Assist System ），即高级驾驶辅助相关产品中，高级泊车辅助功能目前发展最为迅速并且广泛应用于量产车型，目前量产的高级泊车辅助系统已经实现车辆在泊车过程中进行提示、报警、泊车引导等功能。因此，为解决超声波环视融合高级泊车辅助系统XX ，本文提出搭建硬件在环的APA 测试方法，该方法通过超声波雷达模拟器仿真、360环视视频注入仿真及泊车虚拟环境仿真，形成超声波环视融合高级泊车仿真硬件在环测试系统，同时引入整车人机交互模块进行耐久性测试，可实现不同项目、系统、测试工况下的功能性能和人机交互的仿真评测。最后将仿真测试结果与实 车测试结果进行对比，从而得出研究结论。 关键词：超声波；高级泊车；辅助系统；仿真研究
中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)12-30-03
Simulation Research on Advanced Parking Auxiliary System Based
on Ultrasonic Circumview Fusion
Ma Gaofeng, Ma Liang, Cheng Lin, Zhang Lei
消防指挥官
（Pan Asia Automotive Technology Center Ltd., Shanghai 200000）
Abstract: Among the advanced Driver Assistant system, advanced parking auxiliary function is the most rapidly developed and widely used in mass production models. At present, the advanced parking auxiliary system has realized the functions of prompt, alarm, parking guidance and so on. Therefore, in order to solve the advanced parking assistant system XX, this paper proposes a APA test method for building hardware in the loop, which is simulated by ultrasonic radar simulator ,360 video injection simulation and parking virtual environment simulation True, the ultrasonic ring-view fusion advanced parking simulation hardware in the ring test system is formed, and the durability test is carried out by introducing the human- computer interaction module of the whole vehicle, which can
realize the simulation evaluation of functional performance and human-computer interaction under different items, systems and test conditions. Finally, the simulation test results are compared with the real vehicle test results, and the research conclusions are obtained. Keywords: Ultrasonic; Advanced parking; Auxiliary system; Simulation research CLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)12-30-03
1 系统设计方案
基于超声波环视融合的高级泊车辅助系统硬件在环仿真
作者简介：马高峰（1990.2-），男，汉，硕士，工程师，就职于泛亚汽车技术中心有限公司，研究方向：自动驾驶仿真。
马高峰 等：基于超声波环视融合的高级泊车辅助系统仿真研究
31
系统架构，整个系统主要分为三个部分[1]。第一部分主要由虚拟场景构成，虚拟场景主要通过虚拟场景软件生成关于高级泊车辅助系统需要的3D 仿真测试环境以及360环视视频信号、虚拟雷达仿真数据，并通过以太网和HDMI 连接线传送给实时机以及视频注入设备；第二部分主要由实时机、视频图像注入设备、雷达模拟器组成，实时机接受场景软件的信息，操控视频注入设备、超声波雷达模拟器、车辆动力学、虚拟ECU 等，将雷达信息、图像信息、车辆动力学信息、整车其它零部件信息传送给待测模块APA 。 该平台提供了多种场景显示方式，用于辅助测试人员从不同维度评价自动泊车的完成效果。主控单元实时机通过控制上位机，可实现探测距离模拟、360环视视频注入、仿真场景切换、手动/全自动化测试并实时记录测试数据等功能。平台同时集成了自动泊车模块、仪表、收音机、中控显示屏、开关等真实零件，最大程度上还原驾驶员在泊车过程中的真实场景。此外，平台还包括一个上位机操作屏，用于开发测试人员进行测试场景调用、参数修改、泊车效果监测及测试报告整理等操作。
2 仿真测试场景开发
2.1 虚拟场景开发
随着高级泊车辅助系统功能越来越多、应用场景越来越复杂，判定最终泊车效果的评判维度越来越多，因此本文通过dSPACE 公司ASM 场景软件对系统的虚拟测试场景进行开发。通过3DMAX 建模并
导入ASM 环境生成的3D 泊车场景，可模拟整个停车场的所有物理信息以及视觉信息，包括地面指示箭头、多种尺寸车辆、路沿、树木、多线形车位、特殊障碍等物体。在虚拟场景中主车安装的虚拟超声波雷达，会将探测到的距离信息发送到主控实时机以及超声波雷达模拟器，同时主车上安装虚拟360环视摄像头，会将视觉信息输入给视频注入设备，在整个系统运行过程中实现了虚拟场景中的虚拟物理信息以及虚拟视觉信息的真实化过程，从而形成基于超声波环视融合的虚拟动态场景。
此外，为了方便测试过程中测试人员随时对场景内元素和障碍物车辆进行调整，观察泊车整个泊车过程[2]。本文对3D 仿真场软件进行2D 平面转化，形成可视化的2D 场景，并且对场景中的车辆姿态；泊车线形状、颜；障碍物的有无，均可在一定范围内自定义修改，并可以通过场景软件实时观察泊车的整个过程，如泊车完成的绝对位置、与路沿的距离、车身超出车位的比例及车身倾斜程度等。 2.2 测试用例开发
本文基于现有ISO 标准及常见车位工况，定义了13类高级泊车辅助场景，如表1所示。每个场景定义了车位尺寸倾角、有无路沿、水平垂直模式、障碍物信息等。同时，各
场景中主车与周边车辆也有对应的多个变量，如相对位置、探测车位车速、泊车车速、挡位切换次数等，从而可衍生出更多的测试工况。
表1 13类高级泊车辅助场景
3 仿真测试应用及评测
3.1 仿真测试应用
本文基于所开发的高级泊车辅助虚拟场景及测试工况，针对某车型的超声波环视融合高级泊车辅助系统搭建了硬件在环仿真测试平台[3]。平台通过上位机界面显示当前本车状态，泊车轨迹及动态参数。对某车型进行测试时，将平台接入整车电子台架实时测试仪表导引信息、收音机提示音等相关辅助功能的表现，如图1所示。根据测试需求的不同，平台可单独测试泊车功能与泊车性能，也可接入整车电子台架进行整车各模块的集成测试。
图1 上位机界面与在环人机交互模块
本文通过配置文件的开发可对测试用例与测试参数的选择进行校正[4]，如图1所示。在每一大类下针对常用测试工况进行细分，区分了大车位、标准车位与极小车位，测试人员可根据需要单独勾选任一测试工况进行测试。 3.2 测试设置与数据分析
仿真测试的数据与测试结果由软件自动记录并保存，测试人员可通过数据回放及报告完成本次测试的结果评估。
4 结论
本文通过分析现有测试手段存在的痛点，提出了一种超声波探测模拟、环视仿真图像注入、虚拟场景仿真及整车环境搭建的测试方法。通过理论研究及实际验证，得到了以下几点结论：
（1）仿真测试手段可在一定程度上对标实车测试的结
汽车实用技术
32 果，通过模型在环、软硬件在环及实车在环等手段理论上可无限接近于实车测试；
（2）仿真测试具有实车测试不具备的一些优点，如系统搭建简易、场景变换快速、测试周期短、安全性高等；
（3）高级泊车辅助区别于其他ADAS 功能，强调系统辅助以及使用便利性，因此在满足功能的前提下，需要确保人机交互的舒适性及可靠性，仿真测试在这一环节上尤其适合该系统的测试验证。
同时，针对以下两点，未来可进行进一步的研究： （1）超声波传感器由于其机械波的物理特性，在探测过程中容易收到天气环境及周边物体的干扰，需要在传感器探测模拟中进一步考虑到干扰因素的模拟，如不平地面、低温天气、雨天等；
（2）当前的仿真测试场景仅覆盖到常用工况，需要深入考虑系统在实际应用中可能遇到的复杂的泊车环境，同时积
累客户使用中关于系统便利性的意见，逐步完善系统测试的深度和广度，从而进一步提升高级泊车辅助系统仿真测试的实用性。
参考文献
[1] 毕清磊.自动泊车辅助系统的研究与开发[D].重庆：重庆交通大学,
2017.
马赛国际公寓>线圈匝数
[2] 来飞，刘昌仁，曹飞，张仪栋，等.汽车高级驾驶员辅助系统在环仿真
试验研究方法对比分析[J].西南汽车信息,2017(5):36-40. [3] 崔晓川，邹博维，孙明.倒车雷达探测范围测量方法及准确度分析
[J].中国测试,2016,42(05):42-45.
[4] 高锋，李希鹏，张强，陈达兴. 基于实时虚拟现实的ADAS 测试技术
研究[A].中国汽车工程学会.2013中国汽车工程学会年会论文集[C].中国汽车工程学会：中国汽车工程学会,2013:5.
（上接第26页）
7 总结
根据现有的研究成果，增加预警提示功能，ADAS 汽车防撞预警系统、盲区探测预警系统、车队安全管理平台、疲劳检测及驾驶行为识别预警系统、夜视系统（NVS ）等，通过辅助驾驶的核心技术，防碰撞预警，驾驶员减少汽车交通事故发生。
不稳定的特里罗安未来将重点转移至实验中相关测试平台的研发当中[5]，具备人机视野盲区测试的标准化数据。设计中视野的H 点位置优化，驾驶前方视野、左右两侧、及后方视野纳入到优化方案中；A 柱等盲区采用辅助系统进行研究与开发。另外商用车的人机动态视野优化用标准化软件数据来计算盲区。
参考文献
[1] 厉江，孔德星，张爱东.某载货汽车先进紧急制动系统组成[J].汽车
实用技术,2018(14):204-205.大和恒粮行
[2] 马沫凯.商用车驾驶员视野及盲区的测试与分析[D].长春：吉林大
学,2019.
[3] 尹华灵.车联网技术在物流公司中的应用研究[J].物流工程与管
理,2019,41(12):89-90+67.
[4] 石永彪，张湧.车载红外夜视技术发展研究综述[J].红外技术,
2019,41(06):504-510.
[5] 孙涛，丁琴琴，李卫兵，李娟.ADAS 系统测试平台设计及实现[J].中
国测试,2019,45(04):151-156.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议