集成式巡航系统斜线干扰问题场景虚拟化测试方法研究＊

郑磊，周祥祥，郑望晓，张志聪

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 511434）

前言

集成式巡航辅助系统在进行道路测试过程中，发现对于道路上遗留的旧车道线存在异常偶发干扰，方向盘有转向波动的现象，道路试验过程中遇到的遗留异常车道线比较随机，无法进行量化测试对比，进而无法确定道路上遗留斜线斜度对横向控制的干扰量化指标。针对此问题，将此类场景通过PreScan软件进行测试场景虚拟化，设计出连续的不同角度的斜穿车道线场景，开展量化测试，确认不同角度下对横向干扰的概率。

本文通过研究集成式巡航辅助系统的工作原理和触发条件，利用仿真软件PreScan搭建用于测试集成式巡航辅助系统的虚拟测试仿真环境，在整车主动安全系统车辆在环测试台架上开展虚拟测试[1-7]。

1 集成式巡航辅助系统工作原理

集成式巡航辅助系统主要传感器（前视摄像头+前向毫米波雷达）、控制器和执行器（EPS和ESP）三份组成，通过前视摄像头实时获取前方道路信息，读取车道边界和视野内的目标，同时结合前向毫米波雷达的探测结果，确定当前车道内的主目标，通过EPS将车辆控制在当前车道固定的横向位置处，根据探测到的主目标的纵向速度实时调整本车纵向速度。作为辅助驾驶系统，系统可通过EPS或者其他手力传感器实时监测驾驶员的脱手状况，当驾驶员连续脱手时长达到不同提醒级别阈值时，系统以不同的方式提醒驾驶员接管方向盘，若驾驶员及时接管方向盘，则系统继续保持激活状态，对车辆的横向和纵向进行自动控制，若驾驶员未及时接管方向盘，则系统自动退出。集成式巡航辅助系统的控制系统架构见图1。

2 试验设备

整车主动安全系统车辆在环虚拟验证平台主要由四驱转鼓、高清投影仪、投影仪升降器、激光水平仪、幕布和幕布升降器组成。

四驱转鼓作为试验车辆的运动平台，试验过程中按照试验车速配置转鼓车速，试验车辆固定时确保前视摄像头中心点落在投影仪灯泡中心点和幕布中心点的连线与地面的垂面上，该垂面通过激光水平仪获取。高清投影系统将搭建的虚拟场景呈现出来，以供试验车辆摄像头进行读取，虚拟场景中车辆模型搭载的前视摄像头模型参数按照试验车辆前视摄像头参数进行设置；幕布上投影画面的大小按照前视摄像头在幕布上的视景大小进行调整。车辆在环虚拟验证平台间图2。

3 测试用虚拟场景搭建

针对某车型道路试验过程中遇到的问题场景，进行场景虚拟化复现，并依据该场景类型进行拓展，搭建不同斜度斜线虚拟场景，以开展斜线穿越道路场景的量化测试，道路试验过程中的问题场景见图3，虚拟化复现场景见图4，不同角度斜线场景示例见图5-8。

图3 道路试验问题场景

图4 虚拟化复现场景

图5 斜线角度1°场景

图6 斜线角度10°场景

图7 斜线角度30°场景

图8 斜线角度60°场景

4 试验方法

虚拟场景的搭建，主要是针对集成式巡航辅助系统在道路试验过程中遇到的遗留斜穿车道线横向控制受干扰问题搭建的模拟3D交通环境，主要包括不同斜度斜穿线，研究不同斜度斜线对于横向控制的干扰程度和概率，斜线角度设计见表1。

表1 虚拟场景斜线角度参数

由于集成式巡航辅助系统目标探测是由前视摄像头和前向毫米波雷达融合结果，在实际测试过程中，前视摄像头采集的是虚拟场景中的数据，前向毫米波雷达采集的是实际环境下的数据，试验车辆前方放置的散热风机会让雷达误检测为距离过近的目标车而自动减速，测试过程中需要保持override状态，维持车速稳定，确保集成式巡航辅助系统激活的同时，试验车辆实际车速与虚拟场景中的车辆模型车速一致。

5 测试结果分析

通过对不同角度斜线的场景进行测试，得出在斜线角度≤4°时，横向控制受干扰概率为100%，斜线角度≥10°时，横向控制受干扰概率基本为0%，斜线角度5°为分界点，如图9所示。

图9 不同角度斜线干扰概率测试结果

在实际的道路条件下，不论是因为道路地形限值，车道线出现折线形式，还是因为临时的引导线未被完全清除，车辆经过此等道路时，横线控制都会出现异常的波动，甚至导致车辆横向控制异常偏出当前车道，车道线的拟合算法可以从以下两个方面进行优化，一是确认是否左右两侧车道线均存在相同的斜线，常规的车道线均为两侧平行存在的标线；二是确认是左右两侧出现的斜线是否存在其他相交的车道线，通过比对车道线的长短，延伸方向与道路特征如路肩进行区分确认实际车道线。通过优化车道线的识别进而优化横向控制的稳定性，提高集成式巡航辅助系统的场景适应能力。