鄭磊，周祥祥，鄭望曉，張志聰

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

前言

集成式巡航輔助系統(tǒng)在進(jìn)行道路測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)對(duì)于道路上遺留的舊車道線存在異常偶發(fā)干擾，方向盤有轉(zhuǎn)向波動(dòng)的現(xiàn)象，道路試驗(yàn)過(guò)程中遇到的遺留異常車道線比較隨機(jī)，無(wú)法進(jìn)行量化測(cè)試對(duì)比，進(jìn)而無(wú)法確定道路上遺留斜線斜度對(duì)橫向控制的干擾量化指標(biāo)。針對(duì)此問(wèn)題，將此類場(chǎng)景通過(guò)PreScan軟件進(jìn)行測(cè)試場(chǎng)景虛擬化，設(shè)計(jì)出連續(xù)的不同角度的斜穿車道線場(chǎng)景，開展量化測(cè)試，確認(rèn)不同角度下對(duì)橫向干擾的概率。

本文通過(guò)研究集成式巡航輔助系統(tǒng)的工作原理和觸發(fā)條件，利用仿真軟件PreScan搭建用于測(cè)試集成式巡航輔助系統(tǒng)的虛擬測(cè)試仿真環(huán)境，在整車主動(dòng)安全系統(tǒng)車輛在環(huán)測(cè)試臺(tái)架上開展虛擬測(cè)試[1-7]。

1 集成式巡航輔助系統(tǒng)工作原理

集成式巡航輔助系統(tǒng)主要傳感器（前視攝像頭+前向毫米波雷達(dá)）、控制器和執(zhí)行器（EPS和ESP）三份組成，通過(guò)前視攝像頭實(shí)時(shí)獲取前方道路信息，讀取車道邊界和視野內(nèi)的目標(biāo)，同時(shí)結(jié)合前向毫米波雷達(dá)的探測(cè)結(jié)果，確定當(dāng)前車道內(nèi)的主目標(biāo)，通過(guò)EPS將車輛控制在當(dāng)前車道固定的橫向位置處，根據(jù)探測(cè)到的主目標(biāo)的縱向速度實(shí)時(shí)調(diào)整本車縱向速度。作為輔助駕駛系統(tǒng)，系統(tǒng)可通過(guò)EPS或者其他手力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員的脫手狀況，當(dāng)駕駛員連續(xù)脫手時(shí)長(zhǎng)達(dá)到不同提醒級(jí)別閾值時(shí)，系統(tǒng)以不同的方式提醒駕駛員接管方向盤，若駕駛員及時(shí)接管方向盤，則系統(tǒng)繼續(xù)保持激活狀態(tài)，對(duì)車輛的橫向和縱向進(jìn)行自動(dòng)控制，若駕駛員未及時(shí)接管方向盤，則系統(tǒng)自動(dòng)退出。集成式巡航輔助系統(tǒng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

2 試驗(yàn)設(shè)備

整車主動(dòng)安全系統(tǒng)車輛在環(huán)虛擬驗(yàn)證平臺(tái)主要由四驅(qū)轉(zhuǎn)鼓、高清投影儀、投影儀升降器、激光水平儀、幕布和幕布升降器組成。

四驅(qū)轉(zhuǎn)鼓作為試驗(yàn)車輛的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，試驗(yàn)過(guò)程中按照試驗(yàn)車速配置轉(zhuǎn)鼓車速，試驗(yàn)車輛固定時(shí)確保前視攝像頭中心點(diǎn)落在投影儀燈泡中心點(diǎn)和幕布中心點(diǎn)的連線與地面的垂面上，該垂面通過(guò)激光水平儀獲取。高清投影系統(tǒng)將搭建的虛擬場(chǎng)景呈現(xiàn)出來(lái)，以供試驗(yàn)車輛攝像頭進(jìn)行讀取，虛擬場(chǎng)景中車輛模型搭載的前視攝像頭模型參數(shù)按照試驗(yàn)車輛前視攝像頭參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；幕布上投影畫面的大小按照前視攝像頭在幕布上的視景大小進(jìn)行調(diào)整。車輛在環(huán)虛擬驗(yàn)證平臺(tái)間圖2。

3 測(cè)試用虛擬場(chǎng)景搭建

針對(duì)某車型道路試驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題場(chǎng)景，進(jìn)行場(chǎng)景虛擬化復(fù)現(xiàn)，并依據(jù)該場(chǎng)景類型進(jìn)行拓展，搭建不同斜度斜線虛擬場(chǎng)景，以開展斜線穿越道路場(chǎng)景的量化測(cè)試，道路試驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題場(chǎng)景見(jiàn)圖3，虛擬化復(fù)現(xiàn)場(chǎng)景見(jiàn)圖4，不同角度斜線場(chǎng)景示例見(jiàn)圖5-8。

圖3 道路試驗(yàn)問(wèn)題場(chǎng)景

圖4 虛擬化復(fù)現(xiàn)場(chǎng)景

圖5 斜線角度1°場(chǎng)景

圖6 斜線角度10°場(chǎng)景

圖7 斜線角度30°場(chǎng)景

圖8 斜線角度60°場(chǎng)景

4 試驗(yàn)方法

虛擬場(chǎng)景的搭建，主要是針對(duì)集成式巡航輔助系統(tǒng)在道路試驗(yàn)過(guò)程中遇到的遺留斜穿車道線橫向控制受干擾問(wèn)題搭建的模擬3D交通環(huán)境，主要包括不同斜度斜穿線，研究不同斜度斜線對(duì)于橫向控制的干擾程度和概率，斜線角度設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 虛擬場(chǎng)景斜線角度參數(shù)

由于集成式巡航輔助系統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)是由前視攝像頭和前向毫米波雷達(dá)融合結(jié)果，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，前視攝像頭采集的是虛擬場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)，前向毫米波雷達(dá)采集的是實(shí)際環(huán)境下的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)車輛前方放置的散熱風(fēng)機(jī)會(huì)讓雷達(dá)誤檢測(cè)為距離過(guò)近的目標(biāo)車而自動(dòng)減速，測(cè)試過(guò)程中需要保持override狀態(tài)，維持車速穩(wěn)定，確保集成式巡航輔助系統(tǒng)激活的同時(shí)，試驗(yàn)車輛實(shí)際車速與虛擬場(chǎng)景中的車輛模型車速一致。

5 測(cè)試結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)不同角度斜線的場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，得出在斜線角度≤4°時(shí)，橫向控制受干擾概率為100%，斜線角度≥10°時(shí)，橫向控制受干擾概率基本為0%，斜線角度5°為分界點(diǎn)，如圖9所示。

圖9 不同角度斜線干擾概率測(cè)試結(jié)果

在實(shí)際的道路條件下，不論是因?yàn)榈缆返匦蜗拗?，車道線出現(xiàn)折線形式，還是因?yàn)榕R時(shí)的引導(dǎo)線未被完全清除，車輛經(jīng)過(guò)此等道路時(shí)，橫線控制都會(huì)出現(xiàn)異常的波動(dòng)，甚至導(dǎo)致車輛橫向控制異常偏出當(dāng)前車道，車道線的擬合算法可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，一是確認(rèn)是否左右兩側(cè)車道線均存在相同的斜線，常規(guī)的車道線均為兩側(cè)平行存在的標(biāo)線；二是確認(rèn)是左右兩側(cè)出現(xiàn)的斜線是否存在其他相交的車道線，通過(guò)比對(duì)車道線的長(zhǎng)短，延伸方向與道路特征如路肩進(jìn)行區(qū)分確認(rèn)實(shí)際車道線。通過(guò)優(yōu)化車道線的識(shí)別進(jìn)而優(yōu)化橫向控制的穩(wěn)定性，提高集成式巡航輔助系統(tǒng)的場(chǎng)景適應(yīng)能力。