張國芳，宋 偉，楊河清，陸小川，嵇書仿

（南京依維柯汽車有限公司，江蘇 南京 211806）

隨著網(wǎng)絡(luò)和軟件發(fā)展得越來越快，世界各國都在積極投入和推進(jìn)智能駕駛乃至無人駕駛的發(fā)展。智能駕駛是利用先進(jìn)傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)，對(duì)道路交通進(jìn)行全面感知，對(duì)每輛汽車進(jìn)行交通全程控制，對(duì)每條道路進(jìn)行交通全時(shí)空控制，實(shí)現(xiàn)道路交通“零堵塞”、“零傷亡”和“極限通行能力”的專門控制網(wǎng)絡(luò)。軟件定義汽車給汽車行業(yè)也帶來了翻天覆地的變化，人們使用汽車也不僅僅只有代步或者運(yùn)輸這么簡單的需求，對(duì)汽車的安全性和舒適性要求也越來越高。近幾年國家為了減少交通事故的發(fā)生，中國法規(guī)也規(guī)定了各種不同用途的車型必須安裝ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的功能，而車企開發(fā)ADAS功能的目的也是為滿足不同消費(fèi)人群的需求和法規(guī)要求，因此在車輛上市前的功能測(cè)試顯得尤為重要。本文針對(duì)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）進(jìn)行測(cè)試用例分析，可供商用車開發(fā)ACC功能并評(píng)估功能的方法提供參考。

1 概述

ADAS功能使用攝像頭和雷達(dá)等傳感器，在汽車行駛過程中實(shí)時(shí)感應(yīng)周圍的環(huán)境信息，收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物體的辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤，通過算法分析計(jì)算出道路環(huán)境，對(duì)可能發(fā)生的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，從而預(yù)先讓駕駛員察覺到可能發(fā)生的危險(xiǎn)并采取措施，必要時(shí)ADAS直接進(jìn)行對(duì)車輛的減速或制動(dòng)控制，有效增加汽車行駛安全性和提高駕駛的舒適性。ACC系統(tǒng)是在定速巡航控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟車功能，主要通過縱向控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車輛的定速行駛、車間距保持（跟車行駛過程中的車間時(shí)距）、目標(biāo)識(shí)別能力、彎道自適應(yīng)識(shí)別能力、跟車行駛等功能，即如果發(fā)現(xiàn)前方車輛減速或檢測(cè)到新目標(biāo)，系統(tǒng)將向發(fā)動(dòng)機(jī)或制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送減速信號(hào)，以降低車輛速度，并使車輛和前方車輛保持安全行駛距離。而當(dāng)?shù)缆飞蠜]有汽車時(shí)，它將加速到設(shè)定的速度，雷達(dá)系統(tǒng)將自動(dòng)監(jiān)控下一個(gè)目標(biāo)。

2 簡述ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)

ACC系統(tǒng)包括兩種級(jí)別：全速自適應(yīng)巡航控制（FSRA）和限速自適應(yīng)巡航控制（LSRA）。FSRA結(jié)合EP和EPB電子駐車功能可以實(shí)現(xiàn)車輛的Stop-go功能和Autohold自動(dòng)駐車功能。Stop-go功能即前車停自車停，前車走自車跟前車走，駕駛員通過設(shè)置與前車時(shí)距（遠(yuǎn)、中、近），實(shí)現(xiàn)跟車距離的遠(yuǎn)近，若前方?jīng)]有車輛，ACC按照巡航設(shè)置的最高車速行駛。

限速自適應(yīng)巡航控制（LSRA）目前很多車企都設(shè)在30～150km/h，只有在此車速區(qū)間車輛ACC功能才能被激活，LSRA多用于高速道路或者城郊路況，不需要頻繁啟停的工況。ACC作為車輛主動(dòng)安全和提高駕駛員舒適性的關(guān)鍵系統(tǒng)，已經(jīng)被越來越多的車輛配置。

3 ACC系統(tǒng)典型測(cè)試用例

ACC系統(tǒng)與車輛動(dòng)力、制動(dòng)縱向控制速度有直接耦合，是車輛中可靠性要求很高的控制系統(tǒng)，因此針對(duì)ACC功能和性能的實(shí)車道路及場(chǎng)地測(cè)試必不可少，對(duì)ACC在不同工況下的功能及性能進(jìn)行測(cè)試，通過主觀評(píng)價(jià)及客觀的數(shù)據(jù)分析來定位問題，進(jìn)而優(yōu)化系統(tǒng)。

實(shí)車道路及場(chǎng)地測(cè)試過程中需要記錄大量數(shù)據(jù)，包括傳感器原始數(shù)據(jù)（Camera/Radar/Lidar）、控制器關(guān)鍵參數(shù)、整車CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)（GPS/天氣/光照/道路/自定義標(biāo)注等）。目前測(cè)試ADAS場(chǎng)景的工具主要有CANOE、CANLYZER和CANAPE。CANOE是德國Vector研發(fā)的工具，它是開發(fā)測(cè)試分析整個(gè)ECU網(wǎng)絡(luò)和單個(gè)ECU通信而設(shè)計(jì)的總線通信分析工具。本文通過CANOE記錄實(shí)車道路上的部分ACC典型測(cè)試工況進(jìn)行分析。

3.1 ACC通過按鍵減速測(cè)試

在ACC激活后前方無車的情況下，駕駛員不需要踩制動(dòng)踏板，通過set-按鍵可以使原定速巡航的車輛根據(jù)駕駛員操作和意圖減速到一定車速。圖1為ACC通過按鍵減速曲線圖。

圖1 ACC通過按鍵減速曲線圖

圖1中5條曲線，橫坐標(biāo)為采樣時(shí)間，以秒為單位，縱坐標(biāo)分別是ACC激活按鍵、ACC模式、按鍵set-鍵、車輛實(shí)際車速和縱向加減速度，以上5個(gè)信號(hào)來源于不同的控制器，其中ACC激活按鍵通過方向盤上的按鍵脈沖電信號(hào)發(fā)送給BCM車身控制器，通過BCM發(fā)信號(hào)到CAN總線上。ACC模式是ADAS控制器根據(jù)判斷條件確定目前車輛ACC功能屬于哪種工作狀態(tài)發(fā)到CAN總線上，按鍵set-鍵的信號(hào)同ACC激活按鍵信號(hào)一樣來源于BCM，車輛實(shí)際車速和縱向加減速由底盤ESP控制器發(fā)出信號(hào)。第1條曲線是通過按鍵將ACC從Standby模式激活到Active模式，第2條曲線是ACC的模式當(dāng)前為Active激活狀態(tài)，第3條曲線通過按鍵將車速從90km/h往下降到穩(wěn)速30km/h，按鍵一次相當(dāng)于一次脈沖，長按時(shí)巡航車速每次減小5km/h，短按時(shí)巡航車速每次減小1km/h，第4條曲線可以看出車速從開始激活后的90km/h穩(wěn)速下降到30km/h，第5條曲線是加減速度的變化值，可以看出車輛加速時(shí)的加速度大于0m/s，車輛減速時(shí)減速度小于0m/s，從90km/h降到30km/h整個(gè)過程中的減速度控制在0～-2m/s，滿足法規(guī)智能運(yùn)輸系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)性能要求與檢測(cè)方法GB/T 20608中5.4 ACC系統(tǒng)的平均減速度不應(yīng)大于3.0m/s（以2s的長度按采樣值求平均）。

3.2 超車輔助功能測(cè)試

自車車輛在跟隨前車時(shí)如需要變道超車，駕駛員撥打左轉(zhuǎn)向燈后自車開啟超車輔助功能，駕駛員不需要踩油門踏板，自車會(huì)加速6s讓駕駛員轉(zhuǎn)入超車道，如果此時(shí)攝像頭探測(cè)到左車道上有車輛行駛，車輛不會(huì)開啟超車輔助功能。圖2為ACC超車輔助曲線圖。

圖2橫坐標(biāo)為采樣時(shí)間，以秒為單位，縱坐標(biāo)分別是ACC模式、左轉(zhuǎn)向燈指示、本車與前車的距離和車輛實(shí)際車速。從圖中可以看出第1條曲線是ACC_Mode車輛在5s后滿足條件進(jìn)入激活模式狀態(tài)，第2條曲線在33s時(shí)撥動(dòng)左轉(zhuǎn)向燈，開關(guān)撥動(dòng)后左轉(zhuǎn)向燈一直閃爍，所以出現(xiàn)很多規(guī)律脈沖，第3條曲線是本車與前車的距離，在轉(zhuǎn)向燈撥動(dòng)后開始進(jìn)行加速6s，從圖中可以看出撥動(dòng)轉(zhuǎn)向燈后兩車距離明顯縮小。在CANOE軟件中測(cè)得從45m縮短到34m，第4條曲線是車輛的實(shí)際速度，在CANOE軟件測(cè)得車速從68km/h加速到80km/h。從以上數(shù)據(jù)分析可以看出駕駛員左打方向燈后，車輛會(huì)進(jìn)行加速讓車輛從左側(cè)車道快速超車。

圖2 ACC超車輔助曲線圖

3.3 前車切出功能測(cè)試

切出測(cè)試的典型場(chǎng)景為自車以穩(wěn)定速度跟隨前方目標(biāo)車行駛（目標(biāo)車與自車的縱向中心面間距≤0.5m），達(dá)到穩(wěn)定后，目標(biāo)車駛出本車道。自車將重新搜索目標(biāo)車輛，如果沒有目標(biāo)車，車輛重新按照設(shè)定的車速來調(diào)整速度。圖3為ACC前車切出曲線圖。

圖3 ACC前車切出曲線圖

圖3橫坐標(biāo)為采樣時(shí)間，以秒為單位，縱坐標(biāo)分別是ACC模式、目標(biāo)檢測(cè)、ACC設(shè)置車速、前車車速、自車與前車的距離、車輛實(shí)際車速和車輛的加減速度。從圖中第1條到第4條曲線可以看出ACC激活后并且能檢測(cè)前車目標(biāo)，第2條曲線在35s時(shí)前車的目標(biāo)丟失，從第4條曲線可以看出前車車速在目標(biāo)丟失后顯示為自車的設(shè)定車速，在45s時(shí)由于第1條曲線ACC模式跳轉(zhuǎn)到Stand-by mode，故第4條曲線的前車車速也隨之為0，即ACC自適應(yīng)巡航退出激活狀態(tài)。第5條曲線是自車與前車的距離，在35s時(shí)通過第2條曲線看出前車目標(biāo)丟失故此時(shí)與前車的距離也為0。第6條曲線是車輛的實(shí)際車速，在35s時(shí)出現(xiàn)目標(biāo)丟失后車輛加速到設(shè)定車速100km/h。最后一條曲線是縱向加速度，可以看出加減速過程中，ACC激活狀態(tài)時(shí)縱向加速度的值控制在2m/s以內(nèi)，保證ACC過程中車輛加減速能夠讓駕駛員感受舒適。

4 總結(jié)

本文給出了3種典型的ACC測(cè)試用例，測(cè)試用例還有包括定速巡航和自適應(yīng)巡航在平道、上坡道、下坡道和彎道時(shí)的加減速，跟車時(shí)前車和自車的切入切出，以及切入切出時(shí)前車的加速和減速，自車超車時(shí)臨道是否有車等工況，我國法規(guī)《GB/T 20608智能運(yùn)輸系統(tǒng)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)性能要求與檢測(cè)方法》規(guī)定了目標(biāo)識(shí)別能力、直線探測(cè)距離、彎道自適應(yīng)能力等相關(guān)場(chǎng)景測(cè)試及參數(shù)要求，采用CANOE工具分析數(shù)據(jù)并結(jié)合GB/T 20608進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，能夠測(cè)試車輛是否存在錯(cuò)誤的預(yù)警率、錯(cuò)誤的加減速動(dòng)作以及漏報(bào)警、漏動(dòng)作等問題。