自动驾驶的仿真方法及系统与流程

1.本发明属于自驾仿真技术的技术领域，尤其涉及一种自动驾驶的仿真方法及系统。


背景技术：

2.在自动驾驶行业，量产落地是行业追求的最终目标。hil(hardware in the loop)硬件在环仿真系统作为传统车辆主机厂测试生产的优秀方法，由于自动驾驶依然和传统车辆的高耦合性，hil在自动驾驶量产道路上依然是无法替代的工具方法。
3.高级别的自动驾驶系统需要对控制、感知、规划决策乃至硬件驱动程序进行多维度的仿真测试，传统的hil系统只有少量的道路、车辆和障碍物信息，缺少很多关键的仿真元素，或者无法真实还原现实中的复杂场景；在自动驾驶领域也有很多基于电脑主机自研的仿真系统，提高环境仿真的真实性的，但忽视了车辆模型的精确性。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种自动驾驶的仿真方法，解决现有的方法仅使用自身理想的模型，忽略了车辆磨损后的实际参数变化的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
6.提供一种自动驾驶的仿真方法，适用于车辆仿真数据的更新，车辆安装有仿真系统和自动驾驶软件，所述方法包括：
7.自动驾驶软件输入信号时，控制所述仿真系统启动，获取所述仿真系统的输出数据；
8.车辆启动后，实时获取车辆的状态参数，及其场景参数真实测试数据；
9.根据所述状态参数和场景参数真实测试数据以更新仿真系统的仿真数据。
10.在一个优选或可选的实施方式中，根据所述状态参数和场景参数真实测试数据以更新仿真系统的仿真数据的方法包括：
11.所述输出数据、状态参数和场景参数真实测试数据通过全最小二乘法进行拟合，确定拟合参数；
12.所述拟合参数确定仿真系统的更新模型参数，所述更新模型参数用以更新仿真系统的场景仿真模型。
13.在一个优选或可选的实施方式中，所述拟合参数确定仿真系统的更新模型参数的方法包括：
14.获取当前仿真系统中的仿真模型参数；
15.所述拟合参数和仿真模型参数通过卡尔曼滤波器进行融合，确定所述更新模型参数。
16.其次是提供一种自动驾驶的仿真系统，适用于车辆仿真数据的更新，车辆安装有
仿真系统和自动驾驶软件，所述系统包括：
17.获取单元，在自动驾驶软件输入信号且控制所述仿真系统启动，获取所述仿真系统的输出数据及实时获取车辆的状态参数和场景参数真实测试数据；
18.计算单元，用于根据所述状态参数和场景参数真实测试数据以更新仿真系统的仿真数据。
19.在一个优选或可选的实施方式中，所述获取单元还用于获取获取当前仿真系统中的仿真模型参数；
20.所述计算单元，用于确定拟合参数，且根据所述输出数据、状态参数和场景参数真实测试数据通过全最小二乘法进行拟合以确定；
21.所述拟合参数确定仿真系统的更新模型参数，所述更新模型参数用以更新仿真系统的场景仿真模型。
22.在一个优选或可选的实施方式中，所述计算单元还用于所述拟合参数和仿真模型参数通过卡尔曼滤波器进行融合，确定所述更新模型参数。
23.在一个优选或可选的实施方式中，所述仿真系统包括车辆动力模型仿真器，接收所述更新模型参数以更新仿真系统中的存储原始场景数据。
24.在一个优选或可选的实施方式中，所述车辆动力模型仿真器包括运行模式选择，支持多个仿真场景模型的独立式的运行测试，和/或，包括感知测试模式，能够对多个仿真场景模型进行组合，用于测试对象在极端场景工况下的稳定安全性。
25.在一个优选或可选的实施方式中，车辆还装载有tcp/udp传输传感器数据的给嵌入式平台，所述更新模型参数通过所述给嵌入式平台输送至所述车辆动力模型仿真器。
26.与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
27.本案所提供的方法，考虑了场景参数真实测试数据，结合车辆的状态参数，以实时更新仿真系统内的数据，提高车辆模型的精确性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明的流程示意图；
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
32.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
33.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在当前行业中，车辆主机厂的hil仿真软件偏向于高精度的车辆动力学仿真。互联网行业仿真偏向于上层软件算法的验证开发，忽视车辆动力学仿真的安全性，重要性；本发明专利兼顾高精度的车辆动力学模型和高度真实环境仿真器。本发明专利根据仿真数据的历史统计对测试的系统对象进行成长性评价，在一定程度上协助开发者更好的发现问题并解决问题。
35.如图1所述的自动驾驶的仿真方法，适用于车辆仿真数据的更新，车辆安装有仿真系统和自动驾驶软件，方法包括：
36.s101:自动驾驶软件输入信号时，控制仿真系统启动，获取仿真系统的输出数据，仿真系统内存储有多个场景仿真模型，根据驾驶所确定的模型进行输入；
37.s102:车辆启动后，实时获取车辆的状态参数，及其场景参数真实测试数据，其中：
38.车辆的状态参数，包括车速，加速度，及其对应各个部件的工作参数等，可根据现有技术中的车辆仿真模型所确定，例如，车身动力性模型，发动机模型、电动机模型、轮胎模型、制动和传动系统模型等，以进行实时数据的输出。场景参数真实测试数据，即为，车辆上安装有摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达的探测作用，生成传感器原始数据，作为真实的场景数据。
39.需要指出的是，在当前行业中，车辆主机厂的hil仿真软件偏向于高精度的车辆动力学仿真。互联网行业仿真偏向于上层软件算法的验证开发，忽视车辆动力学仿真的安全性。仅使用自身理想的模型，忽略了车辆磨损后及场景发生变化的技术问题，本案旨在通过实时真实场景数据的获取，以更新仿真系统的数据。
40.s103:根据状态参数和场景参数真实测试数据以更新仿真系统的仿真数据,具体的：
41.输出数据、状态参数和场景参数真实测试数据通过全最小二乘法进行拟合，确定
拟合参数，拟合参数确定仿真系统的更新模型参数，更新模型参数用以更新仿真系统的场景仿真模型，具体的：更新仿真系统的仿真数据无法在仿真器中直接使用，因此，需要通过融合的方式进行匹配，如，获取当前仿真系统中的仿真模型参数，拟合参数和仿真模型参数通过卡尔曼滤波器进行融合，确定更新模型参数，更新模型参数输送至车辆动力学模型仿真器中以完成原始场景模型数据的更新，以车辆动力学仿真的安全性。
42.其次是提供一种自动驾驶的仿真系统，适用于车辆仿真数据的更新，车辆安装有仿真系统和自动驾驶软件，该系统包括：
43.获取单元，在自动驾驶软件输入信号且控制仿真系统启动，获取仿真系统的输出数据及实时获取车辆的状态参数和场景参数真实测试数据；
44.计算单元，用于根据状态参数和场景参数真实测试数据以更新仿真系统的仿真数据。
45.作为本案所提供的具体实施方式，获取单元还用于获取获取当前仿真系统中的仿真模型参数；
46.计算单元，用于确定拟合参数，且根据输出数据、状态参数和场景参数真实测试数据通过全最小二乘法进行拟合以确定；
47.拟合参数确定仿真系统的更新模型参数，更新模型参数用以更新仿真系统的场景仿真模型，如，通过通过卡尔曼滤波器进行融合，确定更新模型参数。
48.作为本案所提供的具体实施方式，仿真系统包括车辆动力模型仿真器，接收更新模型参数以更新仿真系统中的存储原始场景数据。
49.作为本案所提供的具体实施方式，车辆动力模型仿真器包括运行模式选择，支持多个仿真场景模型的独立式的运行测试，和/或，包括感知测试模式，能够对多个仿真场景模型进行组合，用于测试对象在极端场景工况下的稳定安全性。
50.负责adhil的仿真模式，一方面是仿真器的运行模式选择，支持各模块分布独立式的运行测试，即各模块运行频率可不同；也支持各模块同频率运行，保证各模块运行频率的同步性；二方面是指测试模块的不同，根据测试要求，可以只开启控制测试模式，规划测试模式或者感知测试模式，或者对开启的模块进行组合，提高测试的上限，用于测试对象在极端场景工况下的稳定安全性。
51.作为本案所提供的具体实施方式，车辆还装载有tcp/udp传输传感器数据的给嵌入式平台，更新模型参数通过给嵌入式平台输送至车辆动力模型仿真器。
52.嵌入式平台为为自动驾驶系统运行的车规级域控制器平台，其中集成了符合autosar(automotive open system architecture)规范的ap(adaptive platform)和cp(classic platform)通信架构，同时处理器负责运行控制规划和感知等自动驾驶软件，对各模块的所需算力和内存等进行评测。
53.以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。