一种车辆测试方法、系统和装置

技术领域

本发明涉及一种车辆测试方法、系统和装置，特别是涉及车辆测试技术领域。

背景技术

车辆测试是验证车辆性能的主要方式，新车型在定型之前，需要完成大量的相关测试项目，需要专业的测试场地和辅助试验物品。

传统的车辆测试过程对测试场地及测试平台的依赖使得车辆测试门槛高、成本高，同时，测试车辆在与场地内障碍物发生碰撞或刮擦时，会对测试车辆驾驶员人身安全构成威胁，对测试车辆造成损毁。同时，传统的车辆测试过程，测试数据采集复杂，自动化程度低且难以实现全过程实验数据的采集记录。

发明内容

发明目的：一个目的是提出一种车辆测试方法，以解决现有技术存在的上述问题。进一步目的是提出一种实现上述方法的系统以及涉及到的测试装置。

一种车辆测试方法，包括：

步骤一、根据实际情景，设置虚拟测试实体；

步骤二、根据实体测试车辆的参数数据，设定虚拟测试实体的参数数据；

步骤三、虚拟测试实体在虚拟测试平台计算处理相关数据；

步骤四、根据虚拟测试实体的测试结果，转换为实体测试车辆的测试数据；

步骤五、综合虚拟平台与计算出的实测结果，并生成增强图像；

步骤六、将生成的增强图像以视频格式传送至用户可视化端。

在进一步的实施例中，所述步骤一进一步为在虚拟测试场景中，根据车辆实际行驶场景设置相对应的虚拟测试实体；所述虚拟测试实体分为测试实体和障碍物实体；所述测试实体为与实际测试车辆相对应的虚拟测试车辆；所述障碍物实体为虚拟测试场景中用于作为干扰虚拟测试实体行驶的障碍物实体。

在进一步的实施例中，所述步骤二进一步为通过获取到的实际测试车辆相关的参数数据，将测试数据转换为虚拟测试平台中虚拟测试车辆的相关参数，并将虚拟测试车辆的参数信息传输至虚拟测试平台中的测试驱动引擎中进行数据处理；其中，参数数据为测试车辆的位置、速度、航行方向、俯仰角和横滚角信息。

在进一步的实施例中，所述步骤三进一步为虚拟测试平台中的测试驱动引擎接收步骤二中的参数数据，并根据构建的测试场景对应的虚拟测试车辆，同时，将虚拟测试实体对应于高精度地图的位置、速度、航行方向、俯仰角和横滚角信息转换到真实世界测试场景中，从而进行相关性能方面的测试。

在进一步的实施例中，所述步骤四进一步为根据步骤三测试出的结果，结合实际车辆行驶环境，将虚拟测试实体的结果转换为真实世界中的实际测试车辆的测试数据。

在进一步的实施例中，所述步骤五进一步为根据步骤四中测试出的实际数据，并结合实际测试车辆的数据进行增强现实处理，生成增强图像；具体为依据真实测试车辆和映射到真实场地的虚拟实体的位置、姿态关系以及车载摄像头标定的参数，进行增强现实计算，将在摄像头视角范围内的虚拟实体图像叠加到摄像头图像帧上，为驾驶员输出增强现实视频。

在进一步的实施例中，所述步骤六进一步为将生成的增强现实图像输出至增强现实展现装置中进行呈现。

一种车辆测试系统，用于实现上述方法，其特征在于，包括：

用于获取测试车辆终端信息的第一模块；

用于测试驱动引擎的第二模块；

用于呈现增强现实数据的第三模块。

在进一步的实施例中，所述第一模块进一步利用测试车辆终端的传感器，获取车辆涉及到的相关参数数据；具体包括视频信息获取模块和运动姿态信息获取模块。其中，信息获取模块用于获取车辆外部视频信息、车辆位置信息、航行方向信息、俯仰角信息、横滚角信息、速度及加速度信息，进一步为增强现实实现提供视频输入源，为测试过程提供测试车辆的精确数字信息。

在进一步的实施例中，所述第二模块进一步用于接收第一模块中的数据，并对接收到的数据进行处理，随后将处理后的数据传输至第三模块中进行呈现。具体包括信息读取模块、信息处理模块和信息输出模块；其中，信息读取模块包括视频信息读取模块、运动姿态信息读取模块和高精度数字地图模块；信息处理模块包括仿真驱动模块和增强现实生成模块；信息输出模块用于将处理后的数据输出至第三模块中进行数据呈现。

在进一步的实施例中，所述第三模块进一步包括增强视频接收模块、视频展现模块。其中视频展现模块包括增强现实显示装置，通过接收第二模块中经过现实增强的数据，将现实增强后的数据呈现至用户可视端。

一种车辆测试装置，用于实现所述方法的步骤，包括：车载终端信息采集装置、测试驱动引擎、增强现实展现装置。

在进一步的实施例中，所述车载终端信息采集装置包括运行姿态采集设备、精准定位设备、摄像头和车速采集设备；所述测试驱动引擎中包括视频信息读取装置、运动姿态信息读取装置、仿真驱动装置、高精度数字地图读取装置、增强现实生成装置、测试配置装置、增强现实输出装置和测试数据维护装置；所述增强现实展现装置包括用于呈现测试驱动引擎输出的增强现实图像的显示装置。

在进一步的实施例中，所述车载终端信息采集装置通过摄像头采集车辆行驶周围环境，利用精准定位设备实时更新行驶车辆的位置信息，同时根据车速采集设备读取出的车辆速度实时进行记录，并结合运行姿态采集设备获取的姿态信息，将相关的数据发送至测试驱动引擎进行车辆虚拟环境的测试。

在进一步的实施例中，所述测试驱动引擎通过读取车载终端信息采集装置发送过来的车辆相关数据，利用自身的增强现实生成功能，生成增强现实图像，并利用增强现实输出装置将生成增强现实的图像输出。

在进一步的实施例中，所述增强现实展现装置接收测试驱动引擎中增强现实输出装置输出的增强现实图像，并在自身的显示装置中进行数据呈现。

有益效果：本发明提出了一种车辆测试方法、系统和装置，将虚拟实体引入到真实测试场景中，以虚拟实体代替真实测试实体，辅助车辆测试，真实测试车辆及虚拟实体的数据均实时存入测试引擎，测试结束后，依据测试数据实时评估测试结果，测试过程更加数字化、智能化，同时，虚拟实体与真实车辆的刮擦碰撞不会对车辆及驾驶员造成伤害，极大提高了测试的安全性。

附图说明

图1是本发明基于现实增强的车辆虚拟测试场景示意图。

图2是本发明基于现实增强的车辆虚拟测试方法流程图。

图3是本发明中基于现实增强的车辆虚拟测试系统架构示意图。

图4是本发明中增强现实引擎的功能结构示意图。

具体实施方式

本发明通过提出了一种车辆测试方法、系统和装置，实现虚拟测试平台中，基于增强现实的车辆测试的目的。下面通过实施例，并结合附图对本方案做进一步具体说明。

在本申请中，我们提出了一种车辆测试方法、系统和装置，其中包含的一种车辆测试方法，具体划分为以下步骤：

步骤一、根据实际情景，设置虚拟测试实体；该步骤利用测试驱动引擎，在虚拟测试场景中，根据车辆实际行驶场景设置相对应的虚拟测试实体，即将真实场景中的实体映射到虚拟测试场景中。其中，虚拟测试实体分为测试实体和障碍物实体，测试实体为与实际测试车辆相对应的虚拟测试车辆，障碍物实体为虚拟测试场景中用于作为干扰虚拟测试实体行驶的障碍物实体，例如除虚拟测试实体车辆外的虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人和障碍物。

步骤二、根据实体测试车辆的参数数据，设定虚拟测试实体的参数数据；该步骤通过获取到的实际测试车辆相关的参数数据，将测试数据转换为虚拟测试平台中虚拟测试车辆的相关参数，并将虚拟测试车辆的参数信息传输至虚拟测试平台中的测试驱动引擎中进行数据处理。其中，参数数据优选为测试车辆的位置、速度、航行方向、俯仰角和横滚角信息。

步骤三、虚拟测试实体在虚拟测试平台计算处理相关数据；该步骤进一步为虚拟测试平台中的测试驱动引擎接收步骤二中的参数数据，并根据构建的测试场景对虚拟测试车辆，同时，将虚拟测试实体对应于高精度地图的位置、速度、航行方向、俯仰角、横滚角信息转换到真实世界测试场景中，从而进行相关性能方面的测试。其中，测试驱动引擎在测试开始前按照测试人员操作完成虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人、障碍物等虚拟实体的设定并在测试开始后驱动虚拟实体运动。测试开始后，所述测试驱动引擎依据虚拟实体设定参数，周期设定虚拟实体状态，静止实体依据配置设定位置，运动实体依据配置设定位置、速度、航行方向、俯仰角、横滚角。

步骤四、根据虚拟测试实体的测试结果，转换为实体测试车辆的测试数据；该步骤根据步骤三测试出的结果，结合实际车辆行驶环境，将虚拟测试实体的结果转换为真实世界中的实际测试车辆的测试数据。其中，测试数据中虚拟实体对应于高精度地图的位置、速度、航行方向、俯仰角、横滚角等信息转换到真实世界测试场景中的过程具体为建立测试车辆所在的真实世界坐标系与高精度地图坐标系之间的转换关系，实现虚拟实体相对于高精度地图数据信息向相对于真实世界测试环境数据信息的转换。

步骤五、综合虚拟平台与计算出的实测结果，并生成增强图像；该步骤根据步骤四中测试出的实际数据，并结合实际测试车辆的数据进行增强现实处理，生成增强图像。具体为依据真实测试车辆和映射到真实场地的虚拟实体的位置、姿态关系以及车载摄像头标定的参数，进行增强现实计算，将在摄像头视角范围内的虚拟实体图像叠加到摄像头图像帧上，为驾驶员输出增强现实视频输出。

其中增强现实计算，具体为：在完成摄像头在测试车辆的安装后，标定摄像头的内参矩阵、畸变参数、摄像头相对于车辆坐标系的外参平移矩阵、外参旋转矩阵；然后，依据摄像头内参矩阵、畸变参数、摄像头相对于测试车辆坐标系的外参平移矩阵、外参旋转矩阵、车辆坐标系相对于世界坐标系的平移矩阵、旋转矩阵、世界坐标系相对于高精度地图坐标系的转换参数等参数，建立摄像机坐标系与高精度地图坐标系之间的转换关系；最后，将真实测试车辆与虚拟测试实体转换到同一坐标系中，计算虚拟测试实体相对于真实测试车辆的距离、方位及旋转参数，判断虚拟测试实体是否在摄像头视角范围，计算虚拟测试实体在摄像头图像中的位置、大小及姿态。

步骤六、将生成的增强图像以视频格式传送至用户可视化端，该步骤将生成的增强现实图像输出至增强现实展现装置中进行呈现。其中增强现实图像通过将虚拟实体叠加到摄像头中，进一步为测试驱动引擎依据增强现实计算结果，对在摄像头视角范围内的虚拟实体生成对应大小、角度、姿态的虚拟实体图像，提取摄像头当前视频帧，并将虚拟实体图像附加到当前视频帧的相应位置。

基于上述所述方法，提出一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算系统，用于实现一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，具体包括：

用于获取测试车辆终端信息的第一模块；该模块利用测试车辆终端的传感器，获取车辆涉及到的相关参数数据。具体包括视频信息获取模块、运动姿态信息获取模块。其中，信息获取模块用于获取车辆外部视频信息、车辆位置信息、航行方向信息、俯仰角信息、横滚角信息、速度及加速度信息，进一步为增强现实实现提供视频输入源，为测试过程提供测试车辆的精确数字信息。

用于测试驱动引擎的第二模块；该模块中包含测试驱动引擎，用于实时记录测试过程中产生的数据信息，在测试结束后评估测试过程，生成测试结果。进一步为接收第一模块中的数据，并对接收到的数据进行处理，随后将处理后的数据传输至第三模块中进行呈现。具体包括信息读取模块、信息处理模块、信息输出模块。其中，信息读取模块包括视频信息读取模块、运动姿态信息读取模块、高精度数字地图模块；信息处理模块包括仿真驱动模块、增强现实生成模块；信息输出模块用于将处理后的数据输出至第三模块中进行数据呈现。

其中，视频信息读取模块，用于获取摄像头采集的最新的帧图像；运动姿态信息读取模块，用于获取测试车辆实时位置、速度、加速度及运动姿态信息；仿真驱动模块，用于虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人、障碍物等虚拟实体的参数设定，还用于驱动虚拟实体的运动；高精度数字地图模块，用于真实测试场地的数字虚拟化，实现真实测试场地与数字场景匹配；增强现实生成模块，用于完成增强现实相关参数计算，生成增强参数视频帧图像；增强现实输出模块，用于将生成的增强现实视频输出到所述增强现实展现装置；测试配置项模型，用于相关测试配置项数据计算、测试效果评估；测试数据维护模块，用于维护测试过程中产是的数据及测试结果信息，还用于向用户展示测试数据及图表。

该模块中在测试驱动引擎记录测试过程中，测试车辆以及虚拟实体各项参数，评估测试过程，生成测试结果，具体为测试驱动引擎记录测试车辆及虚拟实体位置、速度、加速度、姿态等数据，针对测试配置项计算车辆是否碰撞、碰撞力度、损毁程度、刹车距离、车道偏离统计等数据，并向用户展示对应的数据图表。

其中，测试驱动引擎依据操作人员配置，设定虚拟机动车辆、非机动车辆、行人、障碍物等虚拟实体位置、虚拟机动车、非机动车、行人的运动轨迹和运动速度。

用于呈现增强现实数据的第三模块；该模块包括增强视频接收模块、视频展现模块。其中视频展现模块包括现实增强现实装置，通过接收第二模块中经过现实增强的数据，利用自身模块中的增强现实显示装置，将现实增强后的数据呈现至用户可视端。

一种车辆测试装置，包含于一种车辆测试系统，是实现一种车辆测试方法步骤的基础，具体包括车载终端信息采集装置、测试驱动引擎、增强现实展现装置。

其中，车载终端信息采集装置包括运行姿态采集设备、精准定位设备、摄像头、车速采集设备；测试驱动引擎中包括视频信息读取装置、运动姿态信息读取装置、仿真驱动装置、高精度数字地图读取装置、增强现实生成装置、测试配置装置、增强现实输出装置、测试数据维护装置；增强现实展现装置包括用于呈现测试驱动引擎输出的增强现实图像的显示装置。

一种车辆测试装置中，摄像头为增强现实实现提供视频输入；精准定位设备用于采集测试车辆当前位置信息；运行姿态采集设备用于采集所述测试车辆航行方向、俯仰角、横滚角信息；车速采集设备采集所属测试车辆速度信息。

车载终端信息采集装置通过摄像头采集车辆行驶周围环境，利用精准定位设备实时更新行驶车辆的位置信息，同时根据车速采集设备读取出的车辆速度实时进行记录，并结合运行姿态采集设备获取的姿态信息，将相关的数据发送至测试驱动引擎进行车辆虚拟环境的测试，具体作为增强现实实现提供视频输入源，为测试过程提供测试车辆的精确数字信息。

测试驱动引擎通过读取车载终端信息采集装置发送过来的车辆相关数据，用于完成虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人、障碍物等虚拟实体的设定，并按设定驱动虚拟实体运动，还用于增强现实图像生成以及测试过程的记录及评估。具体为利用自身的增强现实生成功能，生成增强现实图像，并利用增强现实输出装置将生成增强现实的图像输出。

增强现实展现装置接收测试驱动引擎中增强现实输出装置输出的增强现实图像，并在自身的显示装置中进行数据呈现。

以车辆测试中的“麋鹿测试”为例进行说明，其中，在真实测试场景内增加虚拟实体，测试车辆在车辆满载状态下以恒定速度在测试场地通行，在不踩刹车和油门的情况下高速闪避测场景内的虚拟实体，由前双座两位测试人员反复进行，逐次提高车速，直到车辆达到失控状态，同时再进行两次验证，确定失控车速数值的可靠性。

为了详细说明本发明，以下特提供具体实施例进行表述，在实施例中，车载终端信息采集装置包括摄像头、精准定位设备、运行姿态采集设备、车速采集设备；其中，测试驱动引擎通过摄像头获取车外实景图像、通过精准定位设备获取车辆位置、通过运行姿态采集设备获取车辆的航向角、横滚角及俯仰角、通过车速采集设备获取车辆速度。测试驱动引擎完成虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人及障碍物等虚拟实体设定并驱动虚拟实体运动。测试驱动引擎综合测试车辆及虚拟实体参数完成增强现实计算及测试数据计算，增强现实展现装置接收并在指定位置显示生成的增强现实视频，同时，测试驱动引擎完成测试过程中采集及运算产生的参数数据的实时记录，并在测试结束后综合记录的参数数据完成测试评估。在此基础上，本发明实施例进一步提出了一种车辆测试方法。

其中，该方法内容具体为：测试开始前，测试人员首先完成虚拟实体的设定及配置，主要包括虚拟实体的初始位置、航行路线及航行速度等。测试开始后，测试驱动引擎驱动增强现实视频的生成和测试数据运算及记录；测试车辆驾驶员驾驶车辆在场地内依托增强现实视频完成“麋鹿测试”，步骤如下：

步骤1、虚拟实体设定；测试驱动引擎依据操作人员设定完成虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人、障碍物等虚拟实体的位置、速度、运动路径设置。

步骤2、车速采集设备采集测试车辆当前车速并发送给测试驱动引擎。

步骤3、运行姿态采集设备采集测试车辆当前航向角、俯仰角和横滚角信息并发送给测试驱动引擎。

步骤4、精准定位设备采集测试车辆当前位置信息并发送给测试驱动引擎。

步骤5、测试驱动引擎接收、存储车速采集设备、运行姿态采集设备和精准定位设备发送的数据信息。

步骤6、测试驱动引擎驱动虚拟实体运行，计算静态虚拟实体的位置、姿态；计算运动虚拟实体的实时位置、速度及姿态。

步骤7、测试驱动引擎提取虚拟实体参数数据，将对应于高精度数字地图的位置、速度及姿态等信息转换为对应于真实测试场地的位置、速度及姿态。

步骤8、测试驱动引擎综合仿真运算，具体为测试驱动引擎综合真实测试车辆数据信息和虚拟实体数据信息计算虚拟实体相对于真实测试车辆的距离、方位、横滚角、俯仰角、偏离角等参数；判断真实测试车辆是否与虚拟实体发生擦碰；在发生擦碰时，计算车辆碰撞力度，评估损毁程度；同时，测试驱动引擎评估真实测试车辆的行驶稳定性，为驾驶员判定车辆失控提供辅助依据。

步骤9、增强现实图像生成。具体为测试驱动引擎采集摄像头当前视频帧，综合测试车辆数据信息、虚拟实体数据信息和摄像头标定参数信息计算虚拟实体是否在摄像头视角中，对在摄像头视角中的虚拟实体计算虚拟实体在摄像头图像中的位置、大小、姿态等信息，并将对应的虚拟实体图像叠加在视频帧图像相应位置，生成增强现实图像。

步骤10、增强现实视频生成及转发，其中，测试驱动引擎将生成的增强现实图像压缩编码，转换为视频流并发送给增强现实展现装置。

步骤11、增强现实展现装置接收视频流并将视频显示在指定位置。

步骤12、测试驱动引擎判断测试过程是否结束，如果是，则执行步骤13；否则执行步骤2。

步骤13：测试过程结束，测试驱动引擎依据测试人员操作指令完成测试效果评估，输出测试过程、测试结果数据图表。

本发明提出的车辆测试方法、系统和装置，在优化车辆测试过程，提高车辆测试的自动化、智能化程度，降低车辆测试的风险和成本。通过增强现实的方式，在车辆测试真实场景基础上，增加虚拟机动车车辆、非机动车车辆、行人及障碍物等虚拟实体，以虚拟实体代替真实测试实体，实现了一种新的虚实结合的车辆测试方式，通过真实世界坐标系与所述测试驱动引擎中高精度数字地图坐标系之间的相互转换，将测试车辆与虚拟实体数据转换到同一维度，通过增强现实方法，为测试车辆驾驶员提供虚拟实体与真实场景叠加后的综合场景视频，同时，所述测试驱动引擎完成测试过程中测试车辆与虚拟实体试验数据运算及存储，在测试结束后实现自动化测试效果评估。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。