车载传感器的感知性能测试方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及自动驾驶设备测试技术领域，特别涉及一种车载传感器的感知性能测试方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.随着智能驾驶系统的普及，同时为了保证智能驾驶的可靠性与安全性，智能驾驶系统使用了越来越多的传感器。对车载传感器的感知性能，特别是车辆近距离(10米内)进行有效测试和评价是智能驾驶技术的一个难题。
3.目前现有方案主要是对车辆安装更高精度传感器(如激光雷达)为真值系统进行测试，或使用专用的测试设备。相关技术中，一种近距离测试理论及方法，使用fpga电路以及输出输入标准及模式的可调性设计出相应的测试装置，代替了现行测量设备相应电子线路，提高了性能同时降低了线路功耗，关键设计的物理尺寸及成本，但需要独立增加硬件。
4.然而，使用高精度传感器的方法需要依赖激光雷达等设备，从成本和开发阶段使用方面考虑，不利于测试实施的批量开展；同时，使用专用的测试设备，需要进行专业开发或采购，从时间和成本及维护考虑，也不利于持续测试应用。


技术实现要素：

5.本技术提供一种车载传感器的感知性能测试方法、装置、测试设备及存储介质，以解决相关技术中车载传感器的感知性能测试的测试成本高，且便捷性较差等问题。
6.本技术第一方面实施例提供一种车载传感器的感知性能测试方法，包括以下步骤：获取测试过程中待测传感器感知测试目标得到的感知数据；根据所述感知数据识别测试车辆与所述测试目标之间的感知相对位置；根据相同位置处的所述测试车辆与所述测试目标之间实际相对位置和所述感知相对位置计算所述待测试传感器的感知误差，并在测试过程中任意所述感知误差小于预设合格阈值时，判定所述待测试传感器的感知性能测试合格，否则判定所述待测试传感器的感知性能测试不合格。
7.根据上述技术特征，本技术实施例可以基于车辆自身信号，无需额外增加高精度测试设备的前提下，即可完成传感器感知性能的测试与评估，从而可以有效节约开发成本，大大降低车载传感器的感知性能测试的测试成本，提升实际感知测试便利性，提升测试体验。
8.进一步地，在根据相同位置处的所述测试车辆与所述测试目标之间实际相对位置和所述感知相对位置计算所述待测试传感器的感知误差之前，还包括：获取测试过程中所述测试车辆的位置坐标；根据所述测试车辆的位置坐标和所述测试目标的位置坐标计算得到所述实际相对位置。
9.根据上述技术特征，本技术实施例可以基于车辆自身信号确定测试车辆与测试目标之间的实际位置，无需在测试时额外增加高精度测试设备，降低测试成本。
10.进一步地，在根据所述测试车辆的位置坐标和所述测试目标的位置坐标计算得到
所述实际相对位置之后，还包括：获取所述测试过程中所述测试车辆的实际姿态和所述测试目标的实际形状；基于所述实际姿态和/或所述实际形状修正所述实际相对位置。
11.根据上述技术特征，本技术实施例可以在测试时考虑测试车辆的实际姿态，通过实际姿态修改实际相对位置，提升测试的准确性。
12.进一步地，在根据所述感知数据识别测试车辆与所述测试目标之间的感知相对位置之前，还包括：获取所述测试车辆与所述测试目标之间的实际距离；根据所述实际距离计算所述待测传感器的实际感知距离，并从所述感知数据中筛选出所述实际感知距离小于目标测试距离的数据。
13.根据上述技术特征，本技术实施例基于车辆近距离感知性能探测需求，可以针对近距离感知性能进行测试，有效满足近距离感知性能的测试需求。
14.本技术第二方面实施例提供一种车载传感器的感知性能测试装置，包括：第一获取模块，用于获取测试过程中待测传感器感知测试目标得到的感知数据；识别模块，用于根据所述感知数据识别测试车辆与所述测试目标之间的感知相对位置；计算模块，用于根据相同位置处的所述测试车辆与所述测试目标之间实际相对位置和所述感知相对位置计算所述待测试传感器的感知误差，并在测试过程中任意所述感知误差小于预设合格阈值时，判定所述待测试传感器的感知性能测试合格，否则判定所述待测试传感器的感知性能测试不合格。
15.进一步地，还包括：第二获取模块，用于在根据相同位置处的所述测试车辆与所述测试目标之间实际相对位置和所述感知相对位置计算所述待测试传感器的感知误差之前，获取测试过程中所述测试车辆的位置坐标；根据所述测试车辆的位置坐标和所述测试目标的位置坐标计算得到所述实际相对位置。
16.进一步地，还包括：修正模块，用于在根据所述测试车辆的位置坐标和所述测试目标的位置坐标计算得到所述实际相对位置之后，获取所述测试过程中所述测试车辆的实际姿态和所述测试目标的实际形状；基于所述实际姿态和/或所述实际形状修正所述实际相对位置。
17.进一步地，还包括：第三获取模块，用于在根据所述感知数据识别测试车辆与所述测试目标之间的感知相对位置之前，获取所述测试车辆与所述测试目标之间的实际距离；根据所述实际距离计算所述待测传感器的实际感知距离，并从所述感知数据中筛选出所述实际感知距离小于目标测试距离的数据。
18.本技术第三方面实施例提供一种测试设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的车载传感器的感知性能测试方法。
19.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的车载传感器的感知性能测试方法。
20.由此，本技术至少具有如下有益效果：
21.(1)本技术实施例可以基于车辆自身信号，无需额外增加高精度测试设备的前提下，即可完成传感器感知性能的测试与评估，从而可以有效节约开发成本，大大降低车载传感器的感知性能测试的测试成本，提升实际感知测试便利性，提升测试体验；
22.(2)本技术实施例可以基于车辆自身信号确定测试车辆与测试目标之间的实际位
置，无需在测试时额外增加高精度测试设备，降低测试成本；
23.(3)本技术实施例可以在测试时考虑测试车辆的实际姿态，通过实际姿态修改实际相对位置，提升测试的准确性；
24.(4)本技术实施例基于车辆近距离感知性能探测需求，可以针对近距离感知性能进行测试，有效满足近距离感知性能的测试需求。
25.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
26.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1为根据本技术实施例提供的车载传感器的感知性能测试方法的流程图；
28.图2为根据本技术实施例提供的感知和测量系统示意图；
29.图3为根据本技术实施例提供的坐标系建立示意图；
30.图4为根据本技术实施例提供的初始值测量环境搭建示意图；
31.图5为根据本技术实施例提供的测量数据的处理流程图；
32.图6为根据本技术实施例提供的感知结果与目标真值的对比图；
33.图7为根据本技术实施例提供的车载传感器的感知性能测试装置的方框图；
34.图8为根据本技术实施例提供的测试设备的结构示意图。
35.附图标记说明：
36.1-超声波传感器，2-前向连接线束，3-数据记录与处理设备，4-传感器信号处理，5-摄像头连接线束，6-整车总线，7-后向连接线束，8-后超声波传感器，9-摄像头，10-车辆，11-测量坐标系下初始位置，12-测量坐标系下本车实时位置，13-测试目标，14-测试目标，100-车载传感器的感知性能测试装置，110-第一获取模块，120-识别模块，130-计算模块。
具体实施方式
37.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
38.下面参考附图描述本技术实施例的车载传感器的感知性能测试方法、装置、测试设备及存储介质。针对上述背景技术中提到的相关技术中车载传感器的感知性能测试的测试成本高，且便捷性较差的问题，本技术提供了一种车载传感器的感知性能测试方法，在该方法中，可以基于车辆自身信号，无需额外增加高精度测试设备的前提下，即可完成传感器感知性能的测试与评估，从而可以有效可节约开发成本，大大降低车载传感器的感知性能测试的测试成本，提升实际感知测试便利性，提升测试体验。
39.具体而言，如图1所示，该车载传感器的感知性能测试方法包括以下步骤：
40.在步骤s101中，获取测试过程中待测传感器感知测试目标得到的感知数据。
41.其中，待测传感器可以包括超声波、摄像头等感知传感器，本领域技术人员可以根据实际测试的需求具体选择，对此不作具体限定；测试目标是指用于测试待测传感器感感
知性能设置的目标，例如可以为静态目标，以便于传感器进行静态感知等，且可以根据实际测试需求具体设置测试目标的位置，对此不作具体限定。
42.在具体测试时，待测传感器可以实时感知测试目标的位置，并记录待测传感器的感知数据，且本技术实施例可以在记录完成待测传感器的感知数据之后，在读取记录的数据进行处理。
43.在步骤s102中，根据感知数据识别测试车辆与测试目标之间的感知相对位置。
44.其中，在具体测之前，本技术实施例可以将待测传感器安装在测试车辆的目标位置上，目标位置是指根据待测传感器的类型与车辆匹配的安装位置，并记录待测传感器在测试车辆的相对位置作为配置参数输入到感知传感器处理模块，以便于测试。
45.因此，本技术实施例可以基于感知数据以及待测传感器在测试车辆的相对位置感知测试目标与测试车辆的相对位置，且由于感知数据中记录感知的位置数据，因此可以进行测试时，直接识别感知数据即可得到测试车辆与测试目标之间的感知相对位置。
46.在本技术实施例中，在根据感知数据识别测试车辆与测试目标之间的感知相对位置之前，还包括：获取测试车辆与测试目标之间的实际距离；根据实际距离计算待测传感器的实际感知距离，并从感知数据中筛选出实际感知距离小于目标测试距离的数据。
47.其中，目标测试距离可以根据实际测试的需求具体设置，对此不作具体限定。
48.在实际测试时，本技术实施例可以具体设置需要测试的感知距离，例如可以基于车辆近距离感知性能探测需求进行设置，以对近距离感知性能进行测试，有效满足近距离感知性能的测试需求，以解决车辆近距离(例如10米内)有效测试和评价的问题。
49.在步骤s103中，根据相同位置处的测试车辆与测试目标之间实际相对位置和感知相对位置计算待测试传感器的感知误差，并在测试过程中任意感知误差小于预设合格阈值时，判定待测试传感器的感知性能测试合格，否则判定待测试传感器的感知性能测试不合格。
50.其中，预设合格阈值可以根据实际情况具体设置或标定，对此不作具体限定。
51.在测试待测试传感器是否合格时，本技术实施例可以基于相同位置处感知得到的感知位置和测试目标的实际位置计算感知误差，并利于感知误差实现感知性能优劣的评价。
52.由此，本技术实施例可以基于车辆自身信号，无需额外增加高精度测试设备的前提下，即可完成传感器感知性能的测试与评估，从而可以有效节约开发成本，大大降低车载传感器的感知性能测试的测试成本，提升实际感知测试便利性，提升测试体验。
53.在本技术实施例中，在根据相同位置处的测试车辆与测试目标之间实际相对位置和感知相对位置计算待测试传感器的感知误差之前，还包括：获取测试过程中测试车辆的位置坐标；根据测试车辆的位置坐标和测试目标的位置坐标计算得到实际相对位置。
54.其中，在开始测试前，可以在空旷平整的路面上，建立以本车后轴中心为原点，车头方向为x轴，向左为y轴的坐标系，同时将测试目标放到该坐标系下，根据测试目标的初始位置，即可得到本车和该场景下目标的真值关系。
55.本技术实施例可以基于上述建立的坐标系进行测试，且由于测试车辆装有防抱死系统和电动助力转向系统等车辆常规系统，可以获取本车四个车轮的脉冲信号、车辆横摆角和方向盘转角等信息，因此可以通过车辆四个车轮轮速脉冲和方向盘转角及前轮转角、
车身宽度、轴距等信息，推算出车辆相对于上电移动时的位置，且测试目标的坐标已知，因此，可以基于坐标计算得到实际相对位置。由此，本技术实施例可以基于车辆自身信号确定测试车辆与测试目标之间的实际位置，无需在测试时额外增加高精度测试设备，降低测试成本。
56.在本技术实施例中，在根据测试车辆的位置坐标和测试目标的位置坐标计算得到实际相对位置之后，还包括：获取测试过程中测试车辆的实际姿态和测试目标的实际形状；基于实际姿态和/或实际形状修正实际相对位置。
57.其中，本技术实施例在建立坐标系时，推算本车在该坐标系下的初始位姿，并根据测试目标的初始位置和形状，即可得到本车和该场景下目标的真值关系。
58.在具体测试时，本技术实施例可以通过车辆四个车轮轮速脉冲和方向盘转角及前轮转角、车身宽度、轴距等信息，推算出车辆相对于上电移动时的位置的同时，得到车辆的实际姿态，从而基于实际位置和姿态共同确定本车和该场景下目标的真值关系，有效提升测试准确性。
59.在具体应用时，本技术实施例可以基于测试车辆、感知传感器的输出与车辆信息处理构建感知和测量系统，实际测试时，系统记录本车位姿信息、传感器输出的感知信息；测试完毕后，基于车辆后轴中心建立坐标系，根据车辆原始信息和位姿推算得到本车在坐标系下的位姿，同时将传感器的输出信息映射到该坐标系下，从而可以将传感器感知数据转化为车辆移动之前的全局坐标系，在同一坐标系下对数据进行处理，便于对比统计真值和感知数据的结果，实现对传感器的感知性能的准确评价。
60.下面将通过具体实施例对车载传感器的感知性能测试方法进行阐述，以图2所示的感知和测量系统为例，待测传感器以超声波传感器1、超声波传感器8、摄像头9为例，超声波传感器1、超声波传感器8、摄像头9安装在测试车辆10上的指定位置上，通过连接线束2、摄像头线束5、后向连接线束7与传感器信号处理器4连接，数据记录与处理器3通过整车can总线6连接。超声波和摄像头的原始感知信号输入给传感信号处理模块4后，传感信号处理模块4通过计算处理得到感知信息并输出给数据记录与处理模块3，数据记录与处理模块3则将车身can信号和传感信号一起记录。
61.在实际测试之前，建立坐标系以及初始值测量环境搭建。其中，如图3所示，使用轮速脉冲、方向盘转角和车身参数建立的全局坐标。测试车辆10在初始位置11，以车辆后轴中心为原点，车辆正前方为x轴，车辆左方为y轴，建立坐标系车辆移动后，根据左右轮速、方向盘转角、轴距、轮距和横摆角速度等信息，实时计算测试车辆在该坐标系下的位置12。如图4所示，初始值测量环境搭建，以车辆后轴中心为原点，放置目标13和目标14，记录其相对原点的位置p13(x,y)和p14(x,y)。如果要测试其他目标或场景，则可以根据测试需求放置到位置后，记录其在坐标系下的初始位置，建立测量环境。
62.在实际测试时，如图5所示，车载传感器的感知性能测试方法包括以下步骤：
63.(1)开始初始化后，读取记录的数据文件，将车身数据和传感器的感知数据加载到工作空间。
64.(2)建立以后轴中心为坐标原点，以车身方向为x轴，横向向左为y轴的测量坐标系，输入记录的目标原始位置，在测量坐标系下，根据当前计算周期记录的车身数据计算并更新本车在测量坐标系下的位姿。
65.(3)基于当前最新的实车位姿，将记录的传感器感知数据转到测量坐标系下，则得到传感器在测试坐标系下的输出值，即可根据初始位置和实时感知位置计算传感感知偏差。
66.(4)判断当前周期是否已经将记录数据处理完，若没有，则进入下一循环继续处理，若处理完，则输出感知偏差和统计数据，生成测试结果对比图。
67.其中，感知结果与目标真值的对比图如图6所示，在车辆正前方放置两个障碍物，车辆直行靠近，对应测试结果分别是实测位置和目标位置对比图，位置误差随车速变化曲线，障碍物1纵向距离偏差曲线，障碍物2纵向距离偏差曲线和距离偏差随时间变化曲线。由此，可以得出如下结论：障碍物2纵向位置最大偏差为40cm，开始测量时位置偏差最大，随着车辆和目标距离变近，位置偏差变小。障碍物1纵向位置最大偏差为30cm，开始测量时位置偏差最大，随着车辆和目标距离变近，位置偏差变小。
68.根据本技术实施例提出的车载传感器的感知性能测试方法，可以基于车辆自身信号，无需额外增加高精度测试设备的前提下，即可完成传感器感知性能的测试与评估，从而可以有效节约开发成本，大大降低车载传感器的感知性能测试的测试成本，提升实际感知测试便利性，提升测试体验；可以基于车辆自身信号确定测试车辆与测试目标之间的实际位置，无需在测试时额外增加高精度测试设备，降低测试成本；可以在测试时考虑测试车辆的实际姿态，通过实际姿态修改实际相对位置，提升测试的准确性；基于车辆近距离感知性能探测需求，可以针对近距离感知性能进行测试，有效满足近距离感知性能的测试需求。
69.其次参照附图描述根据本技术实施例提出的车载传感器的感知性能测试装置。
70.图7是本技术实施例的车载传感器的感知性能测试装置的方框示意图。
71.如图7所示，该车载传感器的感知性能测试装置100包括：第一获取模块110、识别模块120和计算模块130。
72.其中，第一获取模块110用于获取测试过程中待测传感器感知测试目标得到的感知数据；识别模块120用于根据感知数据识别测试车辆与测试目标之间的感知相对位置；计算模块130用于根据相同位置处的测试车辆与测试目标之间实际相对位置和感知相对位置计算待测试传感器的感知误差，并在测试过程中任意感知误差小于预设合格阈值时，判定待测试传感器的感知性能测试合格，否则判定待测试传感器的感知性能测试不合格。
73.在本技术实施例中，本技术实施例的装置10还包括：第二获取模块。其中，第二获取模块用于在根据相同位置处的测试车辆与测试目标之间实际相对位置和感知相对位置计算待测试传感器的感知误差之前，获取测试过程中测试车辆的位置坐标；根据测试车辆的位置坐标和测试目标的位置坐标计算得到实际相对位置。
74.在本技术实施例中，本技术实施例的装置10还包括：修正模块。其中，修正模块用于在根据测试车辆的位置坐标和测试目标的位置坐标计算得到实际相对位置之后，获取测试过程中测试车辆的实际姿态和测试目标的实际形状；基于实际姿态和/或实际形状修正实际相对位置。
75.在本技术实施例中，本技术实施例的装置10还包括：第三获取模块。其中，第三获取模块用于在根据感知数据识别测试车辆与测试目标之间的感知相对位置之前，获取测试车辆与测试目标之间的实际距离；根据实际距离计算待测传感器的实际感知距离，并从感知数据中筛选出实际感知距离小于目标测试距离的数据。
76.需要说明的是，前述对车载传感器的感知性能测试方法实施例的解释说明也适用于该实施例的车载传感器的感知性能测试装置，此处不再赘述。
77.根据本技术实施例提出的车载传感器的感知性能测试装置，可以基于车辆自身信号，无需额外增加高精度测试设备的前提下，即可完成传感器感知性能的测试与评估，从而可以有效节约开发成本，大大降低车载传感器的感知性能测试的测试成本，提升实际感知测试便利性，提升测试体验；可以基于车辆自身信号确定测试车辆与测试目标之间的实际位置，无需在测试时额外增加高精度测试设备，降低测试成本；可以在测试时考虑测试车辆的实际姿态，通过实际姿态修改实际相对位置，提升测试的准确性；基于车辆近距离感知性能探测需求，可以针对近距离感知性能进行测试，有效满足近距离感知性能的测试需求。
78.图8为本技术实施例提供的测试设备的结构示意图。该测试设备可以包括：
79.存储器801、处理器802及存储在存储器801上并可在处理器802上运行的计算机程序。
80.处理器802执行程序时实现上述实施例中提供的车载传感器的感知性能测试方法。
81.进一步地，测试设备还包括：
82.通信接口803，用于存储器801和处理器802之间的通信。
83.存储器801，用于存放可在处理器802上运行的计算机程序。
84.存储器801可能包含高速ram(random access memory，随机存取存储器)存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。
85.如果存储器801、处理器802和通信接口803独立实现，则通信接口803、存储器801和处理器802可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component，外部设备互连)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准体系结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
86.可选的，在具体实现上，如果存储器801、处理器802及通信接口803，集成在一块芯片上实现，则存储器801、处理器802及通信接口803可以通过内部接口完成相互间的通信。
87.处理器802可能是一个cpu(central processing unit，中央处理器)，或者是asic(application specific integrated circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
88.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的车载传感器的感知性能测试方法。
89.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
90.此外，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至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
91.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
92.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。
93.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
94.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。