基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统及方法与流程

1.本发明涉及线控底盘测试的技术领域，具体地，涉及一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统及方法。


背景技术：

2.随着自动驾驶行业的飞速发展，自动驾驶的技术越来越成熟。不同车辆生产商生产出不同类型的车辆底盘，供给高新科技公司和各类研究所、高等院校使用。随着这些车辆底盘结构越来越复杂，使用时的安全性能较低，很容易造成底盘部分的零部件的损坏，为此检测自动驾驶车辆底盘性能成为自动驾驶技术的必要前提。自动驾驶车辆底盘的性能决定着自动驾驶技术的性能，因此整车上自动驾驶之前需要对底盘进行一系列的测试试验，用于评估整车的实际性能。
3.但是在实际场景下，由于考虑到自动驾驶技术需要控制车辆的速度、转向和刹车等，此时需要测试底盘响应能力。自动驾驶的底盘进行复杂的道路环境测试时，存在安全性隐患的问题。由于考虑到车辆在道路上运行，所以一种既稳定又安全的测试底盘性能的方法变得尤其重要。
4.目前现有的技术方案是通过利用虚拟现实技术，来模拟真实车辆的驾驶过程，结合计算机仿真逼真的视景、声音、动作等元素来模拟真实场景，体验到真实路况的驾车过程，从而根据评估底盘在不同环境下的实际性能。
5.公开号cn114609992a为中国发明专利文献公开了一种底盘测试系统及方法，其包括：模拟驾驶器，配置为发出控制指令；其中，控制指令包括表征控制多组转向装置模型转向的转向指令、表征控制车桥悬挂模型升降的升降指令以及表征控制支腿模型伸展或缩回的伸缩指令；硬件在环测试设备，通讯连接模拟驾驶器和控制器，硬件在环测试设备配置为接收模拟驾驶器发出的控制指令、处理控制指令，并向控制器输出控制信号、采集控制器处理控制信号后发出的执行信号，以运行底盘模型以及场景模型。
6.公开号为cn114577491a的中国发明专利文献公开了一种基于智能驾驶及adas模拟的车辆底盘测试系统及方法，包括：场景交互数据预处理模块，其接收测试车辆决策系统控制车辆的底盘执行系统做出运动响应的控制命令获得测试车辆运动信息，将测试车辆运动信息与设定好的场景进行融合处理获得相对运动目标物运动信息，将相对运动目标物运动信息发送到场景模拟装置；场景模拟装置，其根据相对运动目标物运动信息对测试场景进行实时模拟控制；路况模拟控制模块，其接收场景交互数据预处理模块发送的测试车辆运动信息和测试需求形成路况模拟控制命令；路况模拟模块，其根据路况模拟控制命令执行相应路况变化，用以模拟测试车辆在道路上的行驶状态。
7.针对上述中的相关技术，发明人认为上述技术方案需要搭建模拟测试环境和硬件在环测试设备成本较高，且仅仅进行模拟测试还是不能对底盘的性能和缺陷进行全面的排查，无法在复杂的道路环境进行底盘的全面性能测试。


技术实现要素：

8.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统及方法。
9.根据本发明提供的一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统，包括模拟驾驶器、工控机、can总线和底盘；
10.所述工控机和所述can总线均放置在所述底盘上，所述底盘上方设置有驾驶室和乘客位，所述模拟驾驶器放置在驾驶室或远程遥控中心；
11.所述模拟驾驶器连接所述工控机，所述工控机连接所述can总线，所述can总线连接所述底盘；
12.所述模拟驾驶器产生控制信号并将所述控制信号发送给所述工控机，然后所述工控机将所述控制信号通过所述can总线发送给所述底盘，最后所述底盘根据所述控制信号做出响应以测试性能。
13.优选的，所述模拟驾驶器包括方向盘、油门踏板和刹车踏板，所述方向盘、所述油门踏板和所述刹车踏板均与所述工控机连接；
14.所述方向盘用于产生转向控制信号，所述油门踏板用于产生速度控制信号，所述刹车踏板用于产生制动控制信号；
15.所述方向盘还包括多个可编程按键，通过自定义编程确定所要控制的附属功能，用于产生附属功能控制信号。
16.优选的，所述模拟驾驶器还包括换挡器和离合踏板，所述换挡器和所述离合踏板均与所述工控机连接；
17.所述换挡器用于产生挡位控制信号，所述离合踏板用于产生离合控制信号。
18.优选的，所述底盘包括行驶系统、转向系统、传动系统、制动系统和附属功能系统，所述行驶系统、所述转向系统、所述传动系统、所述制动系统和所述附属功能系统均与所述can总线连接；
19.所述传动系统包括离合器和变速器；
20.所述附属功能系统包括灯光系统、雨刷器和喇叭。
21.优选的，当所述模拟驾驶器放置在驾驶室时，所述模拟驾驶器通过线缆与所述工控机连接；当所述模拟驾驶器放置在远程遥控中心时，所述模拟驾驶器通过无线通信与所述工控机连接。
22.优选的，所述乘客位上设置有备份驾驶控制设备作为冗余，用于危险状况下的紧急介入，提供双重安全保障。
23.根据本发明提供的一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试方法，应用基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统，包括：
24.信号产生步骤：所述模拟驾驶器产生控制信号，并将所述控制信号发送给所述工控机；
25.信号传输步骤：所述工控机将所述控制信号通过can总线发送给底盘；
26.底盘响应步骤：所述底盘根据所述控制信号做出响应；
27.性能评估步骤：根据所述底盘的响应速度、精度和稳定性评估所述底盘性能。
28.优选的，在信号产生步骤中，
29.所述方向盘被转动，产生转向控制信号；
30.所述油门踏板被踩下或放松，产生速度控制信号；
31.所述刹车踏板被踩下或放松，产生制动控制信号；
32.所述换挡器被拨动挡位，产生挡位控制信号；
33.所述离合踏板被踩下或放松，产生离合控制信号；
34.所述可编程按键被按下或松开，产生附属功能控制信号。
35.优选的，在信号传输步骤中，
36.所述控制信号包括转向控制信号、速度控制信号、制动控制信号、挡位控制信号、离合控制信号和附属功能控制信号中的一种或多种。
37.优选的，在底盘响应步骤中，
38.所述转向系统根据所述转向控制信号进行转动，以改变底盘行进方向；
39.所述传动系统根据所述速度控制信号进行扭矩调节，以改变底盘行进速度；
40.所述制动系统根据所述制动控制信号进行制动减速，以快速降低底盘速度；
41.所述变速器根据所述挡位控制信号进行挡位调节，以改变底盘行进挡位；
42.所述离合器根据所述离合控制信号进行离合操作，以配合换挡；
43.所述附属功能系统根据所述附属功能控制信号进行相应操作，包括灯光、雨刷和喇叭的开或关。
44.优选的，当所述模拟驾驶器工作异常而导致危险状况时，所述备份驾驶控制设备紧急介入，将底盘驶离危险区域并停车，随后进行故障分析和排除。
45.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
46.1、本发明是用模拟驾驶器代替自动驾驶来测试自动驾驶底盘性能，区别于虚拟驾驶技术，本方案不仅可以运用于小范围测试，而且可以在复杂的道路环境下进行红绿灯停车，道路超车或者是转弯的情况，更加真实的呈现车辆在行驶过程中诸如停车、启动、加速、减速、刹车等不同的驾驶操作，这样测试方法能够更真实的反应出复杂道路情况下车辆的底盘性能，具有良好的交互性、实时性和准确性；
47.2、本发明在出现危险情况时，备份驾驶控制设备会紧急介入，提供双重安全保障；
48.3、本发明行驶系统承受车辆的总重量，接受传动系统的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使车辆正常行驶，且与转向系统配合，保证车辆操纵稳定性。
附图说明
49.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
50.图1为本发明测试系统框架图；
51.图2为本发明测试方法流程图。
具体实施方式
52.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明
的保护范围。
53.本发明实施例一公开了一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统，如图1和图2所示，包括模拟驾驶器、工控机、can总线和底盘。模拟驾驶器连接工控机；工控机连接can总线；can总线连接底盘。工控机和can总线均放置在底盘上，底盘上方设置有驾驶室和乘客位，模拟驾驶器放置在驾驶室或远程遥控中心。
54.模拟驾驶器产生控制信号并将控制信号发送给工控机；然后工控机将控制信号通过can总线发送给底盘。底盘根据控制信号做出响应，以测试性能。
55.在本实施例中，模拟驾驶器包括方向盘和踏板，且方向盘和踏板分别与工控机连接。踏板包括油门踏板和刹车踏板，且油门踏板和刹车踏板分别和工控机连接。方向盘用于产生转向控制信号，油门踏板用于产生速度控制信号，刹车踏板用于产生制动控制信号。方向盘还包括多个可编程按键，通过自定义编程确定所要控制的附属功能，用于产生附属功能控制信号。本实施例中采用的模拟驾驶器例如罗技g920。
56.底盘包括转向系统、行驶系统、制动系统、传动系统和附属功能系统，且转向系统、行驶系统、制动系统、传动系统和附属功能系统分别和can总线连接。传动系统包括离合器和变速器；附属功能系统包括灯光系统、雨刷器和喇叭。
57.进一步的，方向盘被转动产生转向控制信号发送到工控机，工控机将其通过can总线发送给底盘的转向系统，转向系统根据转向控制信号进行转动，用以改变底盘的进行方向。
58.油门踏板被踩下或放松，产生速度控制信号并发送给工控机，工控机将其通过can总线发送给底盘的传动系统，传动系统根据速度控制信号进行扭矩调节，以改变底盘行进速度。
59.刹车踏板被踩下或放松，产生制动控制信号并发送给工控机，工控机将其通过can总线发送给底盘的制动系统，制动系统根据制动控制信号进行制动减速，以快速降低底盘速度。
60.可编程按键被按下或松开，产生附属功能控制信号并发送给工控机，工控机将其通过can总线发送给附属功能系统，附属功能系统根据附属功能控制信号进行相应操作，包括灯光、雨刷和喇叭的开或关。
61.在本实施例中，当模拟驾驶器放置在驾驶室时，模拟驾驶器通过线缆与工控机电连接；当模拟驾驶器放置在远程遥控中心时，模拟驾驶器通过无线通信装置与工控机连接。
62.进一步的，乘客位上设置有备份驾驶控制设备作为冗余，用于危险状况下的紧急介入，提供双重安全保障。
63.具体的，遇到危险状况时，例如测试车辆行进中底盘对于模拟驾驶器下发的指令无反应或反应不及时的情况下，乘客位上备份驾驶控制设备可以通过踩踏刹车或拉动方向盘等操作来及时介入并接管车辆的操作系统，将测试车辆驶离危险区域并停车，为测试人员提供双重的安全保障。
64.本发明实施例二公开了一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统，如图1和图2所示，与实施例一的不同之处在于，模拟驾驶器还包括换挡器，踏板还包括离合踏板；换挡器和离合踏板均与工控机连接。换挡器用于产生挡位控制信号，离合踏板用于产生离合控制信号。
65.换挡器被拨动挡位，产生挡位控制信号并发送给工控机；工控机将其通过can总线发送给传动系统内的变速器，变速器根据挡位控制信号进行挡位调节，以改变底盘行进挡位。
66.离合踏板被踩下或放松，产生离合控制信号并发送给工控机，工控机将其通过can总线发送给传动系统内的离合器，离合器根据离合控制信号进行离合操作，以配合底盘进行换挡。
67.本发明实施例三公开了一种基于模拟驾驶器的线控底盘测试方法，如图1和图2所示，应用基于模拟驾驶器的线控底盘测试系统，包括：
68.信号产生步骤：模拟驾驶器产生控制信号，并将控制信号发送给工控机。方向盘被转动，产生转向控制信号；油门踏板被踩下或放松，产生速度控制信号；刹车踏板被踩下或放松，产生制动控制信号；换挡器被拨动挡位，产生挡位控制信号；离合踏板被踩下或放松，产生离合控制信号；可编程按键被按下或松开，产生附属功能控制信号。
69.信号传输步骤：工控机将控制信号通过can总线发送给底盘。控制信号包括转向控制信号、速度控制信号、制动控制信号、挡位控制信号、离合控制信号和附属功能控制信号中的一种或多种。
70.底盘响应步骤：底盘根据控制信号做出响应。转向系统根据转向控制信号进行转动，以改变底盘行进方向。
71.传动系统根据速度控制信号进行扭矩调节，以改变底盘行进速度。
72.制动系统根据制动控制信号进行制动减速，以快速降低底盘速度。
73.变速器根据挡位控制信号进行挡位调节，以改变底盘行进挡位。
74.离合器根据离合控制信号进行离合操作，以配合换挡。
75.附属功能系统根据附属功能控制信号进行相应操作，包括灯光、雨刷和喇叭的开或关。
76.性能评估步骤：根据底盘的响应速度、精度和稳定性评估底盘性能。
77.当模拟驾驶器工作异常而导致危险状况时，备份驾驶控制设备紧急介入，将底盘驶离危险区域并停车，随后进行故障分析和排除。
78.本发明中，模拟驾驶器的方向盘上设有测试模式启动按键，此按键属于可编程按键中的一个。在对底盘进行测试前，需要按下此按键并等待工控机里面的程序启动，使系统进入测试模式，此时模拟驾驶器处于使能状态，通过模拟驾驶器向底盘发送控制信号，让底盘做出转向、加减速、刹车等响应动作。当测试结束后，放开此按键，使系统退出测试模式。
79.本发明用模拟驾驶器代替自动驾驶来测试自动驾驶底盘性能，区别于虚拟驾驶技术，不仅可以运用于小范围测试，而且可以在复杂的道路环境下进行红绿灯停车，道路超车或者是转弯的情况，更加真实的呈现车辆在行驶过程中诸如停车、启动、加速、减速、刹车等不同的驾驶操作，这样测试方法能够更真实的反应出复杂道路情况下车辆的底盘性能，具有良好的交互性、实时性和准确性。
80.同时，在复杂道路环境下测试遇到危险状况时，例如测试车辆行进中底盘对于模拟驾驶器下发的指令无反应或反应不及时的情况下，乘客位上备份驾驶控制设备可以通过踩踏刹车或拉动方向盘等操作来及时介入并接管车辆的操作系统，将测试车辆驶离危险区域并停车，为测试人员提供双重的安全保障。
81.本发明是一种罗技遥控测试自动驾驶车辆底盘性能的方法，为罗技遥感配合can总线进行底盘性能测试，代替自动驾驶，类似于一种虚拟驾驶技术。
82.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
83.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。