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基于驾驶机器人的ADAS/ESC性能测试方法

发布时间:2021-02-27 21:14 编辑: 来源:

 

中国汽车技术研究中心汽车工程研究院副院长 龚进峰

以下内容为中国汽车技术研究中心汽车工程研究院副院长龚进峰关于“基于驾驶机器人的ADAS/ESC性能测试方法”的演讲实录:

天我的报告是基于驾驶机器人的ESC和ADAS测试方法的研究。这个报告为什么是基于驾驶机器人?现在ESC也好,ADAS也好,基本上国内汽车厂家做测试的时候更多的是用驾驶员做测试。测试过程当中实验数据的一致性和精度都难以保证。这次带来的报告是用机器人做各式各样的测试和实验。

首先来自交通部的数据,现在目前所发生交通事故的伤亡将近一半的比例是行人和车上的驾乘人员。这个比例还是蛮高的,只要发生交通事故受损害最大的就是行人和车内的驾乘人员。另外事故发生在什么场景下?往往是发生在一般的城市道路上面,因为这里边列举了一般的城市道路,二级公路和三级公路,交通事故1/3是在城市道路。在城市道路的情况下哪些ADAS,包括ADAS的功能,ESC在这种场景下是最容易实现它的功能的。

下面围绕这个问题我们讲一下测试方法,首先说主动安全的分类。这里边主动安全分为纵向辅助类、横向辅助类,以及稳定控制类。纵向辅助类形成方向是一致的,主要有哪些功能?ACC、FCW、AEB。横向辅助类基本是LDW、LKA、BSD。稳定控制类是DCS等等。

主动安全的测试一般是功能测试和性能测试,功能测试往往着重于系统的功能测试、动作测试。类似于这个功能有和没有是一种功能的测试,另外一种是性能的测试,有这种功能,到底性能优劣是怎么评价的。这种功能到底好还是坏,怎么评价它?这是性能测试。另外还有一种安全测试是基于场景的和基于系统的测试。基于场景的测试刚才谢飞院长讲到了不同的场景下可能会发生什么样的交通事故。这种数据往往是来源于交通事故场景的统计,在这种情况下可能发生事故比较多,我们要做基于场景的测试。另外这辆车有这样的功能,我们基于系统的功能设置进行测试。

按照ESC的测试,这种ESC的测试就是有这种功能做测试。另外我们做一些性能测试。从这个表上可以看出来不同的测试方法到底实现什么目的。国内的OEM都是驾驶员做实验,但是准确性不能保证。举个例子,ESC功能比较多,稳定控制、ABS,还有制动辅助BA。这里列出了主要的几个功能,横摆控制转向过度、转向不足。制动辅助多说一下,ESC这个功能很多都带有BA功能,这个功能好多用不到,主要给身体瘦小的驾驶员设置的。发生紧急情况的时候踩的速度不够,这种情况下是不是要采取紧急制动。我踩到一定速度系统会自动启动BA功能。这是根据踏板离合速度出发的。

由驾驶员做这样的测试,里边存在着很多问题,比如说驾驶员本身水平高低问题,甚至驾驶员的情绪问题,驾驶员的身体原因问题都造成了很多不确定性的因素。怎么消除驾驶员在实验过程当中个体的影响,以及怎么提高实验的可重复性?后面引入了驾驶机器人。这是我们中心在做这类实验所用到的一些设备,转向的驾驶机器人和油门制动的驾驶机器人。

下面举一个例子,由驾驶机器人来完成ESC的测试工况。因为驾驶机器人消除了可重复性。这里边列了几个实验,这几个实验完全由驾驶机器人实现的,一个是正弦迟滞实验、角阶跃输入实验,双移线实验,包括对开路面制动实验,包括稳态绕圆及弯中制动测试,这些实验我们都用机器人来做。这是对开的实验,80公里的速度开过来,图的左边,瓷砖加上水,右边是高附着的路面。如果正常人开的话很难保持直线行驶,因为它要变化,变化的时候驾驶员要调整方向盘的转交,保持它的稳定。人去做的话一个驾驶员做十次也很难保持一致性,我们是用驾驶机器人做的。

两个曲线,右边是驾驶员做的曲线,左边是机器人做的曲线,能看出来方向盘调整角度不会太高,基本上在60度左右的范围。60度左右的范围驾驶员做两次实验,方向盘转角有20度的偏差,很难保持一致性。左边是驾驶机器人做的实验,从曲线上能看出驾驶员做了两次的调整,红的和蓝的两次实验保证整个一致性是非常好的。这样的话可以用它来客观评价ABS系统对开路面性能的好坏。

这张图是做BA的。为什么单独说一下BA功能?如果身体瘦小的驾驶员踩的力度不够都会触发不了BA功能。怎么办?驾驶机器人做一致性的分析,到底ESC系统BA的功能在什么样的条件下可以触发它。做了三次的实验,下面有大虚线区域里边到这个区域也就是BA功能触发的区域,三次实验的一致性是非常好的。如果驾驶员做也做不了这么完美。

这里边有三组曲线,每一条曲线是三个实验叠加起来。从下往上,一般我们做实验的时候给制动踏板实现了200N、300N、400N、500N,最下面200N的时候看出来ABS起作用了。我们可以标定或者分析ESC系统在BA功能到底什么条件下触发它,可以做精准的分析。正因为有这样精准的分析,后面仿真的精度就会相当高。

这是双一线的实验,主要看右边这个图, ESC关闭的时候可以看到基本上车完全失控了。如果打开ESC的时候还是同样一个车,机器人和驾驶员做的是没有区别的,还能保持稳定的姿态出现。为什么PPT是后接的?因为都是我们实际的实验数据,而且可能会涉及到某些跟我们合作的主机厂的车辆,报告就没有专门在材料里边印发。这个实验是60公里的速度。这个曲线就不再解释了,从前面看是完全一致的,ESC打开和关闭只有在起作用的时候两个曲线是不一样的。一点点差距车就存在失控的危险,因为只有用驾驶机器人才能做这样精准的对比。

这是80公里的速度正弦迟滞工况实车实验研究,这是ESC打开的时候,基本上做的实验还是比较完美的。红线是ESC打开的,黑线是ESC关闭的。可以看到红线经过测试实验以后基本上快速恢复到正常的值。这是ESC的仿真,因为前面实验做得准确,根据实验我们就可以作出精准的仿真,仿真可以指导整个产品的开发和标定。

下面再举一个ADAS系统的例子,也是用机器人完成的。ADAS里边有很多功能,列了四个主要的功能,比如说紧急刹车(AEB),有三种情况,一个是CCRS,对静止障碍物的,还有CCRM,对移动障碍车辆。不同的情况下AEB的功能怎么评价。还有车辆偏离,快速和慢速的偏离怎么做,实际上没有偏离,怎么样的误报要做一些测试,都用驾驶机器人做,人是准确不了的。

第一个图是做CCRS,后面车去追,第二个前面的车属于匀速行驶,AEB功能过来是什么样的效果。最后一个是逐渐减速的过程。这是三个关于AEB的测试。右边的图是从25公里、30公里、35公里、40公里。下面那个是CCRM55公里的实验,以55公里的速度来接近它。真正做的时候我们也是从30公里一直做到55公里,能够得到准确的数据。

经过测试这么多数量统计的数据,当相对车速比较高的时候,红柱是30公里的车速,蓝的是20公里的车速,相对速度高的时候雷达的识别成功率比较高。右边这个图可以看出来当20公里-30公里时,20公里车速的时候能实现紧急制动,避撞成功率比较高。

这边是关于LKA实验的仿真,第一个图就是车道预警系统快速和慢速标识线的测试。后面就是关于系统的虚假,正常标识线里边行驶的时候会不会出现误报。最后面这个实验是关于盲区检测的实验。这是LDW实验场景,明显是基于场景的一些实验,包括白天、晚上、直道、逆光、顺光的实验。这个是LDW误报的实验,误报率高和低,蓝的是车的左前轮,红的是车的右前轮。当设计的时候离边线0.15米,整个过程中60公里车速看看误报率。这是做ACC的实验,就不多说了。

经过一系列的实验,基于驾驶机器人做ESC、AEB形成了自己完整的测试规范。因为会议要求专门在测试这一块讲一些智能车辆的测试工作,这个报告更来自于基础的实验数据,都是实实在在的一些实验数据,给做系统的和车企的专家一起共享。

文章来源:盖世汽车

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